[发明专利]二氧化碳置换天然气水合物的调峰方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于水合物法进行天然气储存调峰技术领域及碳捕集与封存技术领域，具体涉及二氧化碳置换天然气水合物的调峰方法与装置。

背景技术

能源利用和环境保护已经成为世界各国的基本问题。随着我国的经济发展和环境保护压力的不断增大，作为清洁高效能源的天然气的利用比重日益增大。长距离、高压力、网格化的大型供气系统已成为目前世界天然气输气管道的发展趋势。以西气东输二线的启动为标志，我国天然气管网正式进入快速发展阶段。

城市天然气管网输配系统中，各类燃气用户的需求量不断变化，供气量基本稳定工况。因此，为保证供气的连续性和供气与用气之间的平衡，为解决天然气的调峰问题,针对各种调峰方式的特点,因地制宜地建设调峰设施、选择不同的调峰方式,才能保证在各种情况下连续、安全、平稳、及时地满足用户用气。

碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，简称CCS，也被译作碳捕获与埋存、碳收集与储存等)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO₂)收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集(Pre-combustion)、富氧燃烧(Oxy-fuel combustion)和燃烧后捕集(Post-combustion)。

发明内容

本发明为二氧化碳置换天然气水合物的调峰方法与装置。通过二氧化碳置换封存和调峰的联合应用，既实现了管网安全储存与调峰，又减少了二氧化碳造成的温室效应，具有经济和环境的双重意义。

所述的二氧化碳置换天然气水合物的调峰方法与装置包括：第一三通阀(1)，膨胀制冷装备(2)，对流式换热器(3)，加臭装置(4)，水合物生成塔(5)，水合物储罐(6)，二氧化碳储罐(7)，节流阀(8)，调压阀(9)，压力表(10)，第一离心泵(11)，冷媒储罐(12)，第二离心泵(13)、第二三通阀(14)、干燥器(15)。

本发明技术方案如下：经过第一三通阀的部分高压天然气进入膨胀制冷装备后经过对流式换热器、加臭装置进入城市管网；经过第一三通阀的另一部分高压天然气进入水合物生成塔以水合物的形式进入水合物储罐；从二氧化碳储罐出来的二氧化碳经过节流阀、调压阀、压力表进入水合物储罐以二氧化碳水合物的形式埋地封存；给水和从水合物储罐出来的水由第一离心泵注入到水合物生成塔，经过水合物储罐进入第一离心泵；从冷媒储罐出来的冷媒由第二离心泵注入到对流式换热器后经过水合物储罐、水合物生成塔流入冷媒储罐中；用气低峰时，水合物储罐未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀进入水合物生成塔；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀、干燥器、加臭装置进入城市管网。

所述的二氧化碳置换天然气水合物的调峰方法与装置，用气高峰时，从二氧化碳储罐出来的二氧化碳经过节流阀、调压阀、压力表进入水合物储罐置换天然气水合物满足用户对天然气的消费量，得到二氧化碳水合物埋地封存。

发明的优点

本发明充分利用高压输气管道的压力能生产天然气水合物，几乎不需要消耗电能。流程简单、设备少、金属耗费少、调节灵活、工作可靠、易启动、操作及维护方便、运行费用低。不仅有效地利用管网压力能，解决城市燃气的日、小时调峰问题，再分解天然气水合物的同时还将二氧化碳以水合物的形式封存，减少了二氧化碳造成的温室效应，具有经济和环境的双重意义。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为二氧化碳置换天然气水合物的调峰装置示意图；

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本发明专利作进一步详细的说明：本发明专利具体涉及二氧化碳置换天然气水合物的调峰方法与装置，经过第一三通阀的部分高压天然气进入膨胀制冷装备后经过对流式换热器、加臭装置进入城市管网；经过第一三通阀的另一部分高压天然气进入水合物生成塔以水合物的形式进入水合物储罐；从二氧化碳储罐出来的二氧化碳经过节流阀、调压阀、压力表进入水合物储罐以二氧化碳水合物的形式埋地封存；给水和从水合物储罐出来的水由第一离心泵注入到水合物生成塔，经过水合物储罐进入第一离心泵；从冷媒储罐出来的冷媒由第二离心泵注入到对流式换热器后经过水合物储罐、水合物生成塔流入冷媒储罐中；用气低峰时，水合物储罐未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀进入水合物生成塔；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀、干燥器、加臭装置进入城市管网。