等。
[0055]运行时，来自外界的CO2尾气与空气经气体配制单元2混合后，进入微藻养殖单元3，进行微藻繁殖以固定CO2。当含藻水溶液中微藻密度达到一定程度时，通过第二输送装置5将所述含藻水溶液注入地下密闭空间I中，利用所述地下密闭空间I内存在的冒落岩体7吸附微藻，实现水溶液中微藻的分离，然后通过第一输送装置4将地下密闭空间I内的水溶液抽出，并最终返回微藻养殖单元3。
[0056]排水后，微藻被吸附在地下密闭空间I内，由于地下密闭空间内I的天然厌氧环境，使得微藻在地下密闭空间I内厌氧发酵，并将获得的甲烷、氢气等清洁能源通过气体抽采管道6采出利用。抽采结束后，重新向地下密闭空间I内注入含藻水溶液，并进行微藻吸附。当地下密闭空间I为多个时，该多个地下密闭空间可以同时或轮流接收来自所述微藻养殖单元3的含藻水溶液，其它操作相同。
[0057]另外，本发明的基于地下密闭空间的二氧化碳地下封存方法，包括以下步骤:
[0058]a、气体配置:将0)2尾气与空气混合得到混合气体；
[0059]b、微藻繁殖:将步骤a中得到的混合气体注入微藻养殖单元中，作为微藻养殖单元的CO2源以繁殖微藻；
[0060]C、采空区改造:利用人工坝体连接煤矿采空区内的残留煤柱，形成地下密闭空间；
[0061]d、微藻吸附:将所述微藻养殖单元中繁殖微藻后的含藻水溶液注入地下密闭空间，利用地下密闭空间中的冒落岩体吸附微藻，以使微藻从水溶液中分离；
[0062]e、排水:待微藻吸附后，从所述地下密闭空间抽出水溶液并补充至所述微藻养殖单元，作为微藻养殖单元的水源。
[0063]在一个优选实施方式中，所述二氧化碳地下封存方法还包括步骤f、厌氧发酵:待所述地下密闭空间排空水溶液后，使吸附的微藻在地下密闭空间内进行厌氧发酵，并将发酵产生的可燃气通过抽采管道抽采利用，所述抽采管道设置于所述地下密闭空间的顶部并通往地面。在进一步优选的实施方式中，所述二氧化碳地下封存方法还包括步骤g、待抽采结束后，向所述地下密闭空间内重新注入含藻水溶液，并重复步骤d?f。
[0064]实施例
[0065]某电厂烟气与煤矿采空区内形成的地下密闭空间I排水口抽取的水换热后，与空气按1:10混合得到CO2浓度约2%左右、氧气浓度约19%的混合气体，并送入微藻养殖单元3中，进行微藻繁殖。当含藻水溶液中微藻的浓度大于5g/L时，将含藻水溶液通过注水口 8注入地下密闭空间1，经过地下密闭空间I中冒落岩体7吸附、过滤后，从地下密闭空间I的排水口 9出来的水溶液基本不含有微藻，微藻主要被吸附在地下密闭空间I的冒落岩体7中，实现了对0)2的固定。
【主权项】
1.一种基于煤矿采空区的二氧化碳地下封存方法，包括以下步骤: a、气体配置:将0)2尾气与空气混合得到混合气体； b、微藻繁殖:将步骤a中得到的混合气体注入微藻养殖单元中，作为微藻养殖单元的CO2源以繁殖微藻； C、采空区改造:利用人工坝体连接煤矿采空区内的残留煤柱，以围绕形成地下密闭空间； d、微藻吸附:将所述微藻养殖单元中繁殖微藻后的含藻水溶液注入地下密闭空间，利用地下密闭空间中的冒落岩体吸附微藻，以使微藻从水溶液中分离； e、排水:待微藻吸附后，从所述地下密闭空间抽出水溶液并补充至所述微藻养殖单元，作为微藻养殖单元的水源。2.根据权利要求1所述的二氧化碳地下封存方法，其特征在于，所述二氧化碳地下封存方法还包括步骤f、厌氧发酵:待所述地下密闭空间排水后，使吸附的微藻在地下密闭空间内进行厌氧发酵，并将发酵产生的可燃气通过抽采管道抽采利用，所述抽采管道设置于所述地下密闭空间的顶部并通往地面。3.根据权利要求2所述的二氧化碳地下封存方法，其特征在于，所述二氧化碳地下封存方法还包括步骤g、待抽采结束后，向所述地下密闭空间内重新注入含藻水溶液，并重复步骤d?f。4.根据权利要求1-3中任一项所述的二氧化碳地下封存方法，其特征在于，在步骤c中进行采空区改造时，形成多个地下密闭空间，所述的多个地下密闭空间之间同时或轮流接收来自所述微藻养殖单元的含藻水溶液。5.根据权利要求1所述的二氧化碳地下封存方法，其特征在于，在步骤a中CO2尾气与空气混合前，将CO2尾气与步骤e中从地下密闭空间中抽出的水溶液进行换热， 或者将步骤a得到的混合气体与步骤e中从地下密闭空间中抽出的水溶液进行换热。6.根据权利要求1所述的二氧化碳地下封存方法，其特征在于，在步骤d中，通过位于所述地下密闭空间顶部的注水口注入含藻水溶液； 在步骤e中，通过位于所述地下密闭空间底部的排水口抽出水溶液。7.根据权利要求1所述的二氧化碳地下封存方法，其特征在于，所述CO2尾气为电厂烟气、煤化工装置所排CO2尾气或者二者的混合气。8.一种基于煤矿采空区的二氧化碳地下封存系统，所述二氧化碳地下封存系统包括: 气体配送单元，用于使CO2尾气与空气混合，并将得到的混合气体作为微藻养殖单元的0)2源提供给微藻养殖单元； 微藻养殖单元，用于吸收来自所述气体配送单元的混合气体中的CO2，并繁殖微藻； 至少一个地下密闭空间，所述地下密闭空间为由所述煤矿采空区内的残留煤柱与连接所述残留煤柱的人工坝体围绕形成的闭合空间，用于接收来自所述微藻养殖单元的含藻水溶液，并分离出所述水溶液中的微藻； 第一输送装置，用于将经所述地下密闭空间分离微藻后的水溶液送回所述微藻养殖单元;和 第二输送装置，所述第二输送装置用于将来自所述微藻养殖单元的含藻水溶液送入地下密闭空间。9.根据权利要求8所述的二氧化碳地下封存系统，其特征在于，所述的至少一个地下密闭空间为多个地下密闭空间，所述的多个地下密闭空间用于同时或轮流接收来自所述微藻养殖单元的含藻水溶液。10.根据权利要求8或9所述的二氧化碳地下封存系统，其特征在于，所述地下密闭空间的顶部设有注水口，用于向所述地下密闭空间中注入含藻水溶液；所述地下密闭空间的底部设有排水口，用于排出分离微藻后的水溶液。11.根据权利要求8所述的二氧化碳地下封存系统，其特征在于，所述微藻养殖单元设置于地下密闭空间上方的地表上。12.根据权利要求11所述的二氧化碳地下封存系统，其特征在于，所述微藻养殖单元为跑道池光生物反应器或气升式环流光生物反应器。13.根据权利要求8所述的二氧化碳地下封存系统，其特征在于，所述二氧化碳地下封存系统还包括换热单元，所述换热单元用于使所述第一输送装置输送的水溶液与待进入所述气体配送单元的0)2尾气换热，或者用于使所述第一输送装置输送的水溶液与自所述气体配送单元引出的混合气体换热。14.根据权利要求8所述的二氧化碳地下封存系统，其特征在于，所述地下密闭空间的顶部设有通往地面的气体抽采管道，用于抽采分离的微藻在所述地下密闭空间内厌氧发酵所产生的可燃气。
【专利摘要】本发明公开了一种基于煤矿采空区的二氧化碳地下封存方法，属于二氧化碳减排领域，将CO2尾气与空气的混合气作为CO2源注入微藻养殖单元中，并将获得的含藻水溶液注入由煤矿采空区改造形成的地下密闭空间中，使微藻从水溶液的分离，然后从地下密闭空间抽出水溶液作为微藻养殖单元的水源；本发明还提供了一种基于地下密闭空间的二氧化碳地下封存系统。本发明利用由煤矿采空区改造形成的地下密闭空间实现微藻与水的分离，避免了传统的微藻养殖需要添加絮凝剂造成水体污染且分离成本高的问题，并且将微藻固定在地下密闭空间中，既避免了传统CCS技术需要建设注入井和监测井的高成本问题，也不会出现CO2泄漏问题，从而实现CO2的低成本、安全可靠的减排。
【IPC分类】C12M1/04, C12M1/107, C12M1/00, C12N1/12, C12P3/00, C12M1/02, C12P5/02
【公开号】CN104962476
【申请号】CN201510419546
【发明人】董斌琦, 袁明, 田雁, 张晓煜, 曹志国, 张凯, 李井峰, 郝兴辉, 黄维, 沈亚东, 刘玉平
【申请人】中国神华能源股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月16日