零碳排放化石燃料發電方法及裝置系統制造方法及圖紙

本發明專利技術零碳排放化石燃料發電方法及裝置系統，步驟包括進行地質勘探選定二氧化碳封存層，在選定的二氧化碳封存層上方場地建設化石燃料發電廠，在該發電廠中對化石燃料進行鼓入氧氣的富氧燃燒發電，所產生的電能對外輸送，所產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層；本發明專利技術使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與二氧化碳封存層的注入地點，兩個地點之間水平距離接近，并將含有50％～95％二氧化碳的富碳煙氣直接注入碳封存層，從而省略碳捕集環節和碳封存環節之間的遠距離運輸環節，可使碳捕集成本及全流程CCS成本大幅下降，從而經濟可行地實現零碳排放化石燃料發電。

Zero carbon emission fossil fuel power generation method and device system

The invention of zero carbon emission system of fossil fuel power generation method and device, including the steps of geological exploration selected CO2 storage layer in the layer above the CO2 sequestration site construction of fossil fuel plants selected, in the power plant of fossil fuel for power generation of oxygen blowing oxygen combustion, the electrical energy generated by foreign transport, rich the carbon dioxide produced by injecting carbon dioxide in flue gas reservoir; the CO2 rich flue gas generating sites, and CO2 storage layer into place, the horizontal distance between two locations close to that of carbon rich flue gas and containing 50% to 95% carbon dioxide directly into the carbon sequestration layer, thereby, carbon capture long-distance transport links between the link set and carbon sequestration of the link, the cost of carbon capture and process CCS the cost of a substantial decline in economic and feasible Zero carbon emissions, fossil fuel power generation.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術零碳排放化石燃料發電方法及裝置系統，屬于應對氣候變化的碳捕集與封存即CCS(CarbonCapture&Storage)
和清潔能源

技術介紹
應對氣候變化，實現氣候目標，需要大量應用碳捕集與封存(CCS)，特別需要在能源領域實現大量商業規模的CCS項目。現有多種CCS技術路線，如圖3、圖4所示，包含有碳的捕集、運輸和封存三個環節；其中的碳捕集環節，是將化石燃料燃燒等工業設施產生煙氣中的二氧化碳分離出來，并要求提純為一般濃度99％的液體、密相氣體或固體二氧化碳，碳捕集一般采用化學吸附、膜分離，以及富氧燃燒后再提純等單元技術；其中的運輸環節，也是現有CCS技術的必須環節，因為實施碳捕集的工業設施地理位置是由現有工業布局先行決定，然后再去尋找自然界的封存資源，碳捕集點與封存點距離往往很遙遠，運輸環節的單元
技術實現思路
是液體或密相氣體等高濃度二氧化碳運輸管網建設和運營技術，早前有將高濃度二氧化碳運輸700～800公里的設計，近年有運輸距離要求縮短的趨勢，較近的報道是認為高濃度二氧化碳運輸距離即高濃度二氧化碳管道水平長度不宜大于200公里；封存環節單元技術主要是地質封存資源勘探技術和安全評估技術。然而，目前商業規模的CCS項目幾乎為零。人們普遍認為：應對氣候變化剩下的時間已經不多，現有CCS技術路線成本過高，發展過慢的局面亟需改變。
技術實現思路
本專利技術為克服當前CCS技術路線成本效益差的突出缺點，提出一種可以大幅降低全流程CCS技術方案成本，經濟可行的零碳排放化石燃料發電方法及裝置系統。本專利技術所述的化石燃料包括煤碳、石油、天然氣、煤層氣以及可燃冰中的一種或組合；所述的零碳排放，是指化石燃料發電過程產生的二氧化碳大部份實現CCS。本專利技術零碳排放化石燃料發電方法的技術方案是：一種零碳排放化石燃料發電方法，步驟包括：進行地質勘探選定二氧化碳封存層，在選定的二氧化碳封存層上方場地布置化石燃料發電廠，在該發電廠中對化石燃料進行鼓入氧氣的富氧燃燒發電，產生電能和富含二氧化碳煙氣，所產生的電能對外輸送，所產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層；所述的就地注入二氧化碳封存層的方法，是使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法。進一步的技術方案是：所述的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層，是二氧化碳的質量與煙氣總質量之比大于50％，小于95％的富含二氧化碳的煙氣就地注入二氧化碳封存層。所述的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層，是二氧化碳的質量與煙氣總質量之比大于60％，小于85％的富含二氧化碳的煙氣就地注入二氧化碳封存層。所述使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與注入二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法，是使兩個地點之間水平距離小于100km的方法。所述使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與注入二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法，是使兩個地點之間水平距離小于50km的方法。所述使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與注入二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法，是使兩個地點之間水平距離小于20km的方法。所述使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與注入二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法，是使兩個地點之間水平距離小于2km的方法。所述產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層的方法，是產生的富含二氧化碳煙氣就地注入地面下或海床下鹽水層中實現二氧化碳封存的方法。所述產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層的方法，是產生的富含二氧化碳煙氣就地注入地面下或海床下的油氣田中實現二氧化碳封存，并提高油氣采收率的方法。所述的二氧化碳封存層上方場地，是地面或海面。所述的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層的方法，是將富含二氧化碳煙氣經由抗腐蝕性設施和管道注入二氧化碳封存層的方法，和/或將富含二氧化碳煙氣進行海水洗滌脫除腐蝕性硫氧化物后注入二氧化碳封存層的方法。所述的將電能對外輸送，是通過電力電纜向包括岸上電網，和/或海洋新能源電網輸送電能，和/或向位于海洋油氣開采設施近旁的油氣加工廠輸送電能；所述的海洋新能源電網包括海洋風電、光電或潮汐發電設施連接的電網。一種用于本專利技術方法的零碳排放化石燃料發電裝置系統的技術方案是：它包括產生富碳煙氣的富氧燃燒動力單元，和二氧化碳封存層，該富氧燃燒動力單元聯接有：化石燃料輸入單元，發變電單元，動力冷卻單元，制氧單元，以及富碳煙氣凈化增壓儲氣單元；該富碳煙氣凈化增壓儲氣單元的儲氣單元出口，與流通含有50％～95％二氧化碳煙氣的水平長度近零的富碳煙氣輸送管的輸送管入口相聯通，富碳煙氣輸送管的輸送管出口與二氧化碳封存層相聯通，所述的水平長度近零是富氧燃燒動力單元的中心線到富碳煙氣輸送管的輸送管出口中心的水平尺寸近零。所述的水平長度近零是富氧燃燒動力單元的中心線到富碳煙氣輸送管的多個輸送管出口中心的最大水平尺寸近零。進一步的技術方案是：所述水平長度近零的富碳煙氣輸送管，是富氧燃燒動力單元的中心線到富碳煙氣輸送管的輸送管出口中心的水平尺寸小于100km的富碳煙氣輸送管。所述水平長度近零的富碳煙氣輸送管，是富氧燃燒動力單元的中心線到富碳煙氣輸送管的輸送管出口中心的水平尺寸小于50km的富碳煙氣輸送管。所述水平長度近零的富碳煙氣輸送管，是富氧燃燒動力單元的中心線到富碳煙氣輸送管的輸送管出口中心的水平尺寸小于20km的富碳煙氣輸送管。所述水平長度近零的富碳煙氣輸送管，是富氧燃燒動力單元的中心線到富碳煙氣輸送管的輸送管出口中心的水平尺寸小于2km的富碳煙氣輸送管。所述的動力冷卻單元包括冷卻水泵和/或冷卻風機。本專利技術技術原理和技術效果本專利技術方案主要采用“經濟濃度”技術原理：本專利技術方案以經濟可行的方式實現零碳排放化石燃料發電，而經濟可行的原因，是由于采用了先進行地質勘探選定二氧化碳封存層，然后在選定的二氧化碳封存層上方場地建設化石燃料發電廠的步驟，因而可實現富含二氧化碳煙氣的產生地點，與注入碳封存場地的注入地點，兩個地點之間水平距離與現有技術相比接近零的方法；采用該方法的結果是，省略了現有技術碳捕集環節和碳封存環節之間的遠距離運輸環節，而省略運輸環節，不僅可以省略運輸成本，更為重要的是，可以將含有50％～95％二氧化碳的富碳煙氣，直接注入二氧化碳封存層，而不必受制于運輸環節商業技術要求，使二氧化碳捕集環節必須提供99％高純度二氧化碳成品。由于成品純度越接近100％，成本曲線上升越快的指數關系，高濃度二氧化碳捕集成本居高不下，而本專利技術采用“經濟濃度”路線的捕集成本則大幅下降，又由于碳捕集環節成本占CCS全流程成本的一大半，因而本專利技術技術方案的“經濟濃度”原理，產生了以經濟可行方式實現零碳排放化石燃料發電的技術效果。附圖說明圖1是本專利技術零碳排放化石燃料發電方法的一個實施例的流程示意圖，本實施例方法步驟為：進行地質勘探選定二氧化碳封存層，在選定的二氧化碳封存層上方場地布置化石燃料富氧燃燒發電廠，所產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層。圖2是本專利技術零碳排放化石燃料發電裝置系統一個實施例的示意圖。本實施例的富碳煙氣凈化增壓儲氣單本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種零碳排放化石燃料發電方法，其特征在于，步驟包括：進行地質勘探選定二氧化碳封存層，在選定的二氧化碳封存層上方場地布置化石燃料發電廠，在該發電廠中對化石燃料進行鼓入氧氣的富氧燃燒發電，產生電能和富含二氧化碳煙氣，所產生的電能對外輸送，所產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層；所述就地注入二氧化碳封存層的方法，是使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法。

【技術特征摘要】
2015.11.26 CN 2015108369682;2015.12.22 CN 201510971.一種零碳排放化石燃料發電方法，其特征在于，步驟包括：進行地質勘探選定二氧化碳封存層，在選定的二氧化碳封存層上方場地布置化石燃料發電廠，在該發電廠中對化石燃料進行鼓入氧氣的富氧燃燒發電，產生電能和富含二氧化碳煙氣，所產生的電能對外輸送，所產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層；所述就地注入二氧化碳封存層的方法，是使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法。2.根據權利要求1所述的零碳排放化石燃料發電方法，其特征在于，所產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層，是二氧化碳的質量與煙氣總質量之比大于50％，小于95％的富含二氧化碳的煙氣就地注入二氧化碳封存層。3.根據權利要求1所述的零碳排放化石燃料發電方法，其特征在于，使富含二氧化碳煙氣的產生地點，與注入二氧化碳封存層的二氧化碳注入地點，兩個地點之間水平距離接近的方法，是使兩個地點之間水平距離小于100km的方法。4.根據權利要求1所述的零碳排放化石燃料發電方法，其特征在于，所述產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層的方法，是產生的富含二氧化碳煙氣就地注入地面下或海床下鹽水層中實現二氧化碳封存的方法。5.根據權利要求1所述的零碳排放化石燃料發電方法，其特征在于，所述產生的富含二氧化碳煙氣就地注入二氧化碳封存層的方法，是產生的富含二氧化碳煙氣就地注入地面下或海床下的油氣田中實現二氧化碳封存，并提高油氣采收率的方法。6.根據權利要求1所述的零碳排放化...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭斯干，
申請(專利權)人：彭斯干，
類型：發明
國別省市：湖北;42