一种液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统的制作方法

本发明涉及碳捕集领域，更具体地说，涉及一种液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统。

背景技术：

1、我国高度重视ccus技术发展，已稳步推进该技术陆上研发与应用。而海洋碳封存相比于陆上碳封存潜力巨大，远离人居区域，可靠性和环境友好性上更具优势。我国主要碳排放源分布在我国沿海区域，相邻的近海盆地均具备较好的碳封存条件。随着国内碳税政策和碳交易市场发展，实施海洋ccus在经济性上也将更具可行性。

2、渤海盆地离岸较近海域，适合用海底管道输送co2至海底封存目标地，然后利用海上注入封存平台向海底封存地进行注入封存。但我国co2封存研究起步较晚，co2海底封存更是空白。此外，管道运输的co2以液态居多。因而，针对近海co2海底封存，如何开发设计一型液态co2海上注入封存平台，对完善ccus海上产业价值链具有较大的实际意义。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，以解决背景技术中提到的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，包括前端连接于co2海底输送管道的co2接收模块，co2接收模块的后端连接于co2过滤模块的前端， co2过滤模块的后端连接于co2泄露检测模块的前端，co2泄露检测模块的后端连接于co2加热模块的前端，co2加热模块的后端连接于co2相性监测模块的前端，co2相性监测模块的后端连接于co2计量模块的前端，co2计量模块的后端连接于co2注入管汇的前端，co2注入管汇的后端通过注入立管连通至海底；

4、co2相性监测模块的后端还分支出管路连接于co2排气模块的前端，co2 排气模块的后端连接于co2再处理模块的前端，co2再处理模块的后端连接于co2加热模块的前端；

5、co2相性监测模块还延伸出控制信号线连接于co2排气模块；

6、co2相性监测模块还延伸出反馈信号线连接于co2加热模块。

7、co2排气模块的后端还连通至海面。

8、co2海底输送管道的后端还连接于co2清管接收器模块。

9、co2加热模块前端的系统设计温度为-30℃到+30℃。

10、co2加热模块的后端的系统设计温度为0℃到+30℃。

11、封存系统设置于一个封存平台上，封存平台上设置有平台辅助系统。

12、平台辅助系统包括生活区、发电机间、配电间、污水处理室、空压机间、辅设备间、机修间和消防泵房。

13、以下为更具体介绍：

14、co2接收模块：与液态co2海底输送管道相连，用以接收液态co2；

15、co2过滤模块：与co2接收模块相连，用以过滤液态co2中的杂质；

16、co2泄露检测模块：与co2过滤模块相连，用以检测co2是否泄漏；

17、co2加热模块：与co2泄露检测模块相连，用以调节液态co2温度；

18、co2相性监测模块：与co2加热模块相连，用以监测co2相性，并反馈信号给co2加热模块，发送控制信号给co2排气模块；

19、co2计量模块：与co2相性监测模块相连，用以计量注入封存的液态co2；

20、co2注入管汇：与co2计量模块相连，用以分配液态co2至海底不同井口；

21、co2排气模块：与co2相性监测模块相连，当co2气相成分超标时，用以泄放co2气体，可直接排至海面或进行再处理利用；

22、co2再处理模块：与co2排气模块相连，对排出的co2进行再处理液化后，并回流至co2加热模块；

23、co2清管接收器模块：与co2海底输送管道相连，用于接收岸上发射的清管器。

24、导管架平台辅助系统：为平台功能实现模块提供电力、压缩空气、污水处理，消防等。

25、优选的，导管架平台上的液态co2注入封存系统的设计压力为150bar；co2 加热模块上游(前端)的系统设计温度为-30℃到+30℃，co2加热模块及下游 (后端)的系统设计温度0℃到+30℃。依据co2三相特性，相态由压力和温度共同决定，当压力150bar，温度在-30℃到+30℃都为液态，只是密度略微有区别。加热的目的：首先保持温度的稳定，弥补前端管线的温度损失；最主要的目的：当通过注入立管向海底封存目标地注入co2时，压力和温度的下降会导致co2出现结冰进而可能导致管道堵塞，所以要把温度提高到0℃以上，避免此现象，提高系统安全性。

26、co2过滤模块可以防止对储层的污染。由于接收的液态co2可能含有从管道带出的微粒(如锈尘)。如果这些微粒进入储层将使储层堵塞，使充注性降低，甚至到需要重建钻井。其中储层位于海底封存目标地，主要为海底废弃油井。

27、co2相性监测模块可根据检测结果反馈信号给co2加热单元(也可名为温度调节单元)，解释：改为温度调节单元也可并进行对液态co2进行温度调节，以满足液态co2相性要求；在液态co2气相成分超标时，co2相性监测模块也可发送控制信号给co2排气模块，进行co2气相成分排放；当满足液态co2 相性要求时，co2相性监测模块发送控制信号给co2排气模块，停止排气。

28、co2排气模块在正常排气工况时，可经co2再处理模块进行液化，然后回流至co2加热模块，进一步进行注入封存，从而实现更彻底的绿色环保。当出现应急工况时，可经排海管道直接排至海面，减少风险。

29、当液态co2海底输送管道需要清管操作时，co2清管接收器模块可用于接收岸上清管发射器发射的清管器。

30、本发明相对于现有技术的优点在于，本发明不仅通过co2过滤模块增强了注入封存系统的高效性，还通过co2加热模块、co2相性监测模块保证了co2 具有稳定的液态相性，且通过co2排气模块提高了安全性，尤其通过co2再处理模块使co2排气再利用，更加绿色环保。co2清管接收器模块的配置提升了 co2海底运输管道保养维护的便捷性。由此，本发明也为近海co2海底封存，提供了一型有效的液态co2海上注入封存系统及平台方案，且具有较大的应用前景。

技术特征：

1.一种液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，其特征在于，包括前端连接于co2海底输送管道的co2接收模块，所述co2接收模块的后端连接于co2过滤模块的前端，所述co2过滤模块的后端连接于co2泄露检测模块的前端，所述co2泄露检测模块的后端连接于co2加热模块的前端，所述co2加热模块的后端连接于co2相性监测模块的前端，所述co2相性监测模块的后端连接于co2计量模块的前端，所述co2计量模块的后端连接于co2注入管汇的前端，所述co2注入管汇的后端通过注入立管连通至海底；

2.根据权利要求1所述液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，其特征在于，所述co2排气模块的后端还连通至海面。

3.根据权利要求1所述液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，其特征在于，所述co2海底输送管道的后端还连接于co2清管接收器模块。

4.根据权利要求1所述液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，其特征在于，所述co2加热模块前端的系统设计温度为-30℃到+30℃。

5.根据权利要求1或4所述液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，其特征在于，所述co2加热模块的后端的系统设计温度为0℃到+30℃。

6.根据权利要求1所述液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，其特征在于，所述封存系统设置于一个封存平台上，所述封存平台上设置有平台辅助系统。

7.根据权利要求6所述液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，其特征在于，所述平台辅助系统包括生活区、发电机间、配电间、污水处理室、空压机间、辅设备间、机修间和消防泵房。

技术总结
本发明公开了一种液态二氧化碳海上导管架式注入封存系统，涉及碳捕集领域，包括依次连接的CO2海底输送管道、CO2接收模块、CO2过滤模块、CO2泄露检测模块、CO2加热模块、CO2相性监测模块、CO2计量模块、CO2注入管汇，CO2注入管汇通过注入立管连通至海底；CO2相性监测模块还分支出管路连接于CO2排气模块，CO2排气模块连接于CO2再处理模块，CO2再处理模块连接于CO2加热模块；CO2相性监测模块还延伸出控制信号线连接于CO2排气模块；CO2相性监测模块还延伸出反馈信号线连接于CO2加热模块。本发明提高了CO2封存高效性、安全性且更加绿色环保。

技术研发人员：朱培鑫,齐亮,孙辉,于大洋,冷阿伟,王飞,马士林,郭扬立,于淼,刘刚,李科文,潘友鹏,孙明
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13