[实用新型]一种利用地热的二氧化碳捕集、发电与封存装置

说明书

技术领域

本实用新型属于二氧化碳捕集、利用与封存技术领域，尤其适用于燃煤锅炉、燃气轮机等产生的烟气中低浓度CO₂的捕集，并且在将二氧化碳封存地下的同时利用地热能发电，特别涉及一种利用地热的二氧化碳捕集、发电与封存装置。

背景技术

气候变化是本世纪人类面临的最重大的生存和发展问题之一。工业革命以来的人类活动，尤其是发达国家在工业化过程中大量温室气体的排放，引起全球气候近50年来以变暖为主要特征的显著变化，对全球自然生态系统产生了明显影响，对人类社会的生存和发展带来严重挑战，而工业排放的二氧化碳被认为是导致气候变暖的主要原因之一，为避免对气候系统造成不可逆转的不利影响，必须采取有效措施减少和控制二氧化碳气体的产生和排放，或将产生的二氧化碳封存。

相关研究表明，我国超过50％的二氧化碳排放来自于燃煤电厂的火力发电。燃煤电厂烟气排放量大，并且相对集中，基于燃煤电厂开发的碳捕集技术是二氧化碳减排的重要途径之一。在传统的二氧化碳地质封存技术中，一种是将超临界状态下的CO₂压入地底下800m深的含水层，利用防止气体和液体向储存层上部渗透的冠岩层，可将CO₂长期、稳定地密封在地底下，此种方法投资成本高，并且无任何经济收益；与地质封存关联的另一种处理方式是CO₂的再利用。CO₂的再利用通常有两种方式，一种是煤气层封存，是指将二氧化碳注入比较深的煤层当中，置换出含有甲烷的煤层气，所以这项技术具有一定的经济性，但必须选在较深的煤层中，以保证不会因开采而造成泄漏，问题在于二氧化碳进入煤气层后发生融胀反应，导致煤气层的空隙变小，注入二氧化碳会越来越难，逐渐再也无法注入；另一种则是即将CO₂注入正接近枯竭的油田以提高石油采收,这种方案比较具有吸引力，因其能够从额外开采的石油中部分补偿CO₂的储存成本，但缺点是这类油田的地理分布不均，且开采潜力有限。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种利用地热的二氧化碳捕集、发电与封存装置，该装置可用于燃煤锅炉、燃气轮机等产生的烟气中低浓度CO₂的捕集，并且再将所捕集的二氧化碳封存在地下的同时利用地热能，利用二氧化碳作为发电工质，同时提供二氧化碳捕集系统的一部分再生热，此系统不仅能降低二氧化碳捕集能耗，又能实现封存和利用一体化，并产生一定的经济效益，降低了由封存产生的高额成本。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种利用地热的二氧化碳捕集、发电与封存装置，包括吸收塔2，吸收塔2底部的富液出口经过贫富液换热器3与再生塔4上端富液进口连通，再生塔4底部的贫液出口经过贫富液换热器3与吸收塔2上填料段连通；

所述的再生塔4底部设有再沸器10，再沸器10的热源由两路提供，一路蒸汽入口与来自蒸汽管网的低压蒸汽连通，另一路与CO₂膨胀机8的二氧化碳气体出口连通；

所述的再生塔4顶部的CO₂气体出口与冷凝器5上端气体进口连通，冷凝器5下端与再生塔4上端冷凝液回流入口连通，冷凝器5顶部的CO₂气体与再沸器10二氧化碳气体出口连通后再与CO₂冷却器6入口连通，CO₂冷却器6出口与压缩机7进口连通，压缩机7出口连至地热层；

所述再沸器10二氧化碳气体入口与CO₂膨胀机8气体出口连通，CO₂膨胀机8气体入口与地热层喷出的二氧化碳连通，CO₂膨胀机8轴端与CO₂发电机9连通，CO₂发电机9产生的电力送往电网。

所述的CO₂膨胀机8为活塞式或者透平式膨胀机。

所述的再沸器10设置有两路热源，蒸汽与膨胀发电后的二氧化碳，单独使用或同时使用均可。