[发明专利]一种煤炭原位热解及空气直接捕集二氧化碳系统及方法

权利要求书

1.一种煤炭原位热解及空气直接捕集二氧化碳系统，其特征在于，包括煤炭原位热解模块、产物分离加工模块、空气直接捕集二氧化碳模块(22)和余热回收模块；

煤炭原位热解模块，用于压裂地下煤层，通过注入高温高压热载体以及温和氧化供热使地下煤层原位热解生产，并将热解产物送入产物分离加工模块，高温蒸汽送入空气直接捕集二氧化碳模块(22)；

产物分离加工模块，用于将热解产物进行分离加工利用，并将热解产物中的热解气用来发电，供给煤炭原位热解系统和空气直接捕集二氧化碳模块(22)；

空气直接捕集二氧化碳模块(22)，用于从空气中捕集二氧化碳，利用煤炭原位热解模块产出的高温蒸汽或地下煤层余热回收的高温蒸汽循环脱附二氧化碳并收集；

余热回收模块，用于回收热解完成后地下煤层所余留的热量供给空气直接捕集二氧化碳模块(22)。

2.根据权利要求1所述的一种煤炭原位热解及空气直接捕集二氧化碳系统，其特征在于，所述煤炭原位热解模块，包括第一注入井(4)、水平井(5)、第二注入井(6)、生产井(7)、温和氧化供热带(8)、内构件涡旋换热装置(10)、加压装置(11)、加热装置(12)、点火装置(13)和换热器(14)；

所述加压装置(11)输出口与加热装置(12)输入口相连，加热装置(12)输出口分别与第一注入井(4)输入口和第二注入井(6)输入口相连，第一注入井(4)出口和第二注入井(6)出口之间设有水平井(5)，水平井(5)中心处设有生产井(7)，生产井(7)输出口与换热器(14)的输入口c相连，换热器(14)的输入口d与第二分离装置(17)第二输出口相连，换热器的输出口a与空气直接捕集二氧化碳模块(22)的第二输入口相连，换热器(14)的输出口b与产物分离加工模块相连，换热器输入口c与输出口b相连，换热器输入口d与输出口a相连，点火装置(13)分别与第一注入井(4)输入口和第二注入井(6)输入口相连，第一注入井(4)、第二注入井(6)、生产井(7)和水平井(5)设置在煤层顶板(1)和煤层底板(3)之间的煤层(2)中，煤层(2)中有若干煤层裂隙(9)和温和氧化供热带(8)，第一注入井(4)、第二注入井(6)底部和水平井(5)内部设有内构件涡旋换热装置(10)。

3.根据权利要求1所述的一种煤炭原位热解及空气直接捕集二氧化碳系统，其特征在于，所述产物分离加工模块包括，冷凝器(15)、气液分离器(16)、第二分离装置(17)、第三分离装置(18)、重质焦油储罐(19)和轻质焦油储罐(20)；

冷凝器(15)输入口与换热器(14)输出口b相连，冷凝器(15)输出口与气液分离器(16)输入口相连，气液分离器(16)第一输出口与第二分离器(17)输入口相连，气液分离器(16)第二输出口与燃气轮机21相连，燃气轮机21输出口与空气直接捕集二氧化碳模块(22)相连，第二分离装置(17)第一输出口与第三分离装置(18)输入口相连，第二分离装置(17)第二输出口与分别与换热器(14)输入口d以及加热装置(12)输入口相连，第三分离装置(18)第一输出口与重质焦油储罐(19)相连，第三分离装置(18)第二输出口与轻质焦油储罐(20)相连。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭原位热解及空气直接捕集二氧化碳系统，其特征在于，所述空气直接捕获二氧化碳模块(22)，包括二氧化碳储罐(23)、引风机(24)、吸附室(25)、吸附剂(26)、换热管(27)、脱附室(28)、控制阀(29)和真空泵(30)；

所述引风机(24)出风口与吸附室(25)相连，所述吸附室(25)内设有若干根换热管(27)，所述每根换热管(27)上均设有吸附剂(26)，所述脱附室(27)与吸附室(25)外壁相连，所述若干脱附室(28)出口通过若干个控制阀(29)和通气管与真空泵(30)相连，所述真空泵(30)输出口与二氧化碳储罐(23)相连。