[发明专利]一种LNG冷能利用与水合物开采的CO2

说明书

本发明涉及油气储存和运输工程技术领域，公开了一种LNG冷能利用与水合物开采的CO₂捕集装置及其捕集方法，包括：LNG汽化系统、BOG处理系统和CO₂回收系统，该LNG汽化系统包括依次相连的液相区升温子系统、气液两相区升温子系统和气相区升温子系统，该气液两相区升温子系统与该BOG处理系统相连；该CO₂汽化加压输出系统分别与该BOG处理系统和该CO₂回收系统相连，以使该BOG处理系统产生的烟气CO₂注入到水合储层中以置换出CH₄气体和部分烟气CO₂气体并将其输送至该CO₂回收系统做进一步回收处理；该CO₂回收系统分别与该液相区升温子系统和该气液两相区升温子系统相连。该LNG冷能利用与水合物开采的CO₂捕集装置具有LNG冷能利用率高以及CO₂得到有效捕集的优点。

技术领域

本发明涉及油气储存和运输工程技术领域，特别是涉及一种LNG 冷能利用与水合物开采的CO₂捕集装置及其捕集方法。

背景技术

LNG是常压下-162℃的低温液体混合物，每吨LNG气化时可产生约240kWh冷能，合理利用这部分冷能可产生可观的经济效益。其中，可将冷能用于发电、低温冷库以及冰蓄冷等领域。LNG在冷能释放过程中温度从-162℃升高至10℃，温度跨度范围较大，因此若建立单级朗肯循环发电系统，朗肯循环发电系统的换热温差较大，容易造成冷火用损失较大，冷能利用效率难以提高。

水合物置换开采是在一定的温度和压力范围内，向水合物层中注入置换气体，置换气体主要为CO₂(二氧化碳)气体。置换气体进入到合物笼，置换出水合物笼中的CH₄(甲烷)，从而达到开采的目的。 CO₂气体能够置换开采天然气水合物，主要是因为在相同的压力条件下，CO₂水合物比CH₄水合物更稳定。将温度和压力控制在CO₂水合物稳定存在，CH₄水合物不能稳定存在的范围内，然后向地层中注入 CO₂，CO₂就可以置换出水合物笼中的CH₄。

为了保护环境，减少电力生产过程中排放的CO₂气体，因此，CO₂的排放目前也受到了关注。因此，CO₂的捕集与封存将成为研究的重点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种LNG冷能利用与水合物开采的CO₂捕集装置及其捕集方法，以解决现有技术中在水合物置换开采的过程中，向水合物层中注入置换气体，置换气体进入到合物笼，置换出水合物笼中的CH₄(甲烷)，从而达到开采的目的，在此过程中，现有技术无法高效利用LNG(液化天然气)的冷能，同时，也无法将BOG (蒸发气)进行高效利用，以及在对CO₂进行液化后也不能实现较好的封存。

(二)技术方案