【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于二氧化碳輸送與封存領域，具體涉及一種lng冷能的二氧化碳水合物生成與海洋封存系統及方法。
技術介紹
1、lng冷能利用近年來受到廣泛關注。lng是將天然氣冷卻至約-162℃液化，并儲存于lng儲罐中，lng在氣化過程中會產生大量冷能，這是一種高質量、低成本的能源。lng冷能可用于提供空氣分離、冷凍、發電等，但目前利用范圍較窄，利用效率低。由于二氧化碳水合物的形成需要低溫環境，利用lng冷能制備二氧化碳水合物可提高冷能的利用效率，降低二氧化碳水合物生成過程中冷能制造設備的能源消耗。
2、二氧化碳是全球變暖和極端氣候事件的主要原因之一。因此提出多種二氧化碳捕集和封存方法應對氣候變化，其中二氧化碳水合物封存是最具有潛力的技術之一。二氧化碳在約1℃的低溫和1.5mpa的壓力下與水結合形成固態水合物，類似“冰”，并可在海底儲層的低溫高壓環境中長期存儲。二氧化碳主要來源于沿海熱電廠和化工廠，通過捕集工廠產生的二氧化碳并輸送至lng接收站附近的二氧化碳儲運點，接著利用lng氣化產生的冷能制備二氧化碳水合物。這種方法減少了制備過程中的能源消耗，實現了節能降耗，并為大規模二氧化碳的捕集和封存提供了新途徑，有助于實現碳中和目標。
3、目前，利用lng冷能生成二氧化碳水合物面臨許多問題，例如夏季，用氣量減少時，lng通過間斷氣化供應給下游用戶，當lng停止氣化時，冷量的供應減少，不足以提供水合物生成所需的冷量；此外，二氧化碳水合物達到生成條件后，需要經過一定的誘導周期才能生成，且二氧化碳水合物合成的速率受生成環境
技術實現思路
1、本專利技術針對現有二氧化碳水合物封存領域中面臨的一些問題，提出了一種lng冷能的二氧化碳水合物生成與海洋封存系統及方法。
2、本專利技術的目的至少通過如下技術方案之一實現。
3、lng氣化系統、冷能持續供應系統用于提供后續二氧化碳水合物生成所需的冷能。
4、所述lng氣化系統包括lng儲罐、lng泵、lng氣化處理設備、冷凝器；具體連接關系為：所述lng儲罐的輸出端連接至lng泵的輸入端，lng泵的輸出端連接至冷凝器的輸入端，冷凝器的輸出端連接至lng氣化處理設備的輸入端，lng氣化處理設備的輸出端連接至下游用戶；
5、進一步地，所述lng儲罐的lng通過lng泵的加壓輸送，再經過冷凝器釋放冷量，最后經過氣化處理設備氣化為天然氣后去往下游用戶。
6、進一步地，所述lng氣化系統還包括第一壓力傳感器、第一溫度傳感器、第二壓力傳感器、第二溫度傳感器和第一流量計，壓力傳感器用于監測lng的壓力，溫度傳感器用于監測lng的溫度，流量計用于計量lng流量。
7、所述冷能持續供應系統包括液氨儲罐、液氨泵、第一氣化器、第二氣化器、氨儲罐、冷凝器和第一離心壓縮機；具體連接關系為：所述液氨儲罐的輸出端連接至液氨泵的輸入端，液氨泵的輸出端連接至第一氣化器的輸入端，第一氣化器的輸出端連接至第二氣化器的輸入端，第二氣化器的輸出端連接至氨儲罐的輸入端，氨儲罐的輸出端連接至第一離心壓縮機的輸入端，第一離心壓縮機的輸出端連接至冷凝器的輸入端，而冷凝器的輸出端則返回連接至液氨儲罐的輸入端，形成完整的循環路徑；
8、進一步地，所述冷能持續供應系統還包括第三壓力傳感器、第三溫度傳感器、第四壓力傳感器、第四溫度傳感器及第二流量計，壓力傳感器用于監測液氨壓力，溫度傳感器用于監測液氨溫度，流量計用于計量液氨流量。
9、進一步地，所述冷能持續供應系統還包括第五壓力傳感器、第五溫度傳感器、第六壓力傳感器、第六溫度傳感器及第三流量計，壓力傳感器用于監測氨氣壓力，溫度傳感器用于監測氨氣溫度，流量計用于計量氨氣流量。
10、進一步地，液氨在經過第一氣化器和第二氣化器的氣化后由液態變為氣態，并儲存于氨儲罐中；氨氣隨后通過第一離心壓縮機增壓，再通過冷凝器再次冷凝為液氨，回流至液氨儲罐，從而實現氨的氣液循環利用；同時，第一氣化器和第二氣化器所獲取的冷能傳遞給二氧化碳和海水。
11、進一步地，所述lng氣化系統工作時給冷凝器提供冷量，氨氣被液化為液氨，儲存在液氨儲罐中，同時液氨和氨氣的氣液循環利用給第一氣化器和第二氣化器提供冷量，該過程既能通過液氨和氨氣的氣液轉換提供冷量，又能利用氨氣液化成液氨儲存冷量；lng氣化系統停止工作時，可由液氨和氨氣的氣液轉換利用給第一氣化器和第二氣化器提供冷量，從而實現后續水合物連續制備所需冷量的持續提供。
12、預冷系統、加壓系統、水合物生成系統、水合物管道輸送系統用于將預冷后的二氧化碳和海水分別輸送至兩個反應釜，以生成水合物，通過三相分離器將未反應的二氧化碳、未反應的海水和生成的水合物進行有效分離；將未反應的二氧化碳通過管道輸送至低溫預冷水箱出口處的二氧化碳管道后，第二離心壓縮機前；將未反應的海水通過管道輸送至低溫預冷水箱底端出口處的海水管道后，加壓泵前；水合物通過三相分離器底端出口進入漿液儲配罐，漿液儲配罐中的海水由低溫預冷水箱提供，漿液儲配罐中通過低溫預冷水箱的海水與水合物進行體積配比，配比后海水和水合物形成的水合物漿液通過水合物漿液輸送管道輸送至海底儲層下進行封存。
13、所述預冷系統包括低溫預冷水箱和第一氣化器；第一氣化器傳遞的冷能用于低溫預冷水箱的預冷，低溫預冷水箱內部裝有海水和二氧化碳管道，接二氧化碳管道通過低溫預冷水箱內部低溫環境下進行預冷，接海水管道將海水注入低溫預冷水箱內預冷；
14、進一步地，所述低溫預冷水箱上配有第十五溫度傳感器，用于監測低溫預冷61水箱內部的溫度，通過監測溫度變化，從而控制第一氣化器冷量的釋放，提高冷量的利用效率。
15、進一步地，外界二氧化碳和海水通過低溫預冷水箱，內部的溫度控制在4～6℃，用于二氧化碳和海水的預冷；由于外界海水和二氧化碳的溫度較高，預冷有利于降低氣化器的負荷，提高后續水合物生成環境的過冷度，縮短水合物生長的誘導周期，最終提高水合物的生成速率。進一步地，將低溫預冷水箱內部的海水體積控制在低溫預冷水箱體積的90％，用于提高低溫預冷水箱的利用效率以及后續水合物管道輸送本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種LNG冷能的二氧化碳水合物生成與海洋封存系統，其特征在于：包括LNG氣化系統、冷能持續供應系統、預冷系統、加壓系統、水合物生成系統、水合物管道輸送系統；
2.一種LNG冷能的二氧化碳水合物生成與海洋封存方法，其特征在于，采用權利要求1中所述的一種LNG冷能的二氧化碳水合物生成與海洋封存系統來實現，包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種lng冷能的二氧化碳水合物生成與海洋封存系統，其特征在于：包括lng氣化系統、冷能持續供應系統、預冷系統、加壓系統、水合物生成系統、水合物管道輸送系統；
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊劍坤，李長俊，楊帆，朱琳，徐溢辰，康琎韜，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：
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