[發明專利]一種煤炭深部地下氣化后CO2

有效

• 申請號: 202111306096.0
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN113931605B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 孫強;薛圣澤;劉浪;李維朝;楊多興;龔緒龍;賈海梁;郭晨
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21B43/243
• 分類號: E21B43/243;E21B43/295;B01D53/80;B01D53/62
• 代理公司: 西安眾星藍圖知識產權代理有限公司 61234
• 代理人: 李立功

本發明公開了一種煤炭深部地下氣化后CO₂捕捉與封存方法，該方法包括：一、開挖氣化注入通道和氣化輸出通道以及連接兩者的氣化水平通道；二、將氣化劑注入煤層中與煤炭進行氣化反應，生成的氣化產物輸出且煤層中形成煤層氣化后空腔；三、將CO₂和廢棄物漿液注入煤層氣化后空腔中反應生成沉淀；四、封堵廢棄物漿液注入通道，同時向煤層氣化后空腔中持續注入CO₂至飽和，然后封堵CO₂注入通道。本發明將煤炭深部地下氣化與CO₂捕捉與封存工藝結合，在煤炭氣化的同時對CO₂進行捕捉與封存，提高了捕捉量與捕捉速度，解決了煤炭深部地下氣化后的填充治理問題，實現了對CO₂的有效留存處理，大大減少了CO₂的排放量。

技術領域

本發明屬于煤炭綠色開發利用及CO₂減排領域，具體涉及一種煤炭深部地下氣化后CO₂捕捉與封存方法。

背景技術

長期以來，不斷加劇的人類經濟工程活動產生了大量的二氧化碳，二氧化碳的大量排放影響了自然界碳循環系統的吸排平衡，引發了日益嚴重的溫室效應。作為全球最大的二氧化碳排放國，化石能源為主的發展方式是導致我國氣候環境問題的根源。煤炭作為我國的最主要能源之一，占我國能源消費的50％以上，占全國二氧化碳排放總量的80％以上。然而，立足于我國的實際國情，目前清潔能源的應用成本較高，配套的基礎設施仍不完善，實現能源結構從傳統能源為主轉化到可再生能源為主仍是我國的長期目標。

煤炭地下氣化是煤炭綠色低碳化開采和高效利用的重要方向，能夠有效減少傳統煤炭開采過程中的資源浪費，提高煤炭利用率。而深部地下氣化可以針對埋深較深煤層開采難度大、開采成本高、煤炭回采率低的特點，以較低的成本最大限度地對煤炭資源進行開發利用。

二氧化碳捕捉與封存技術則可以將收集到的原本將會排放至大氣環境內的CO₂注入深部開采過的煤層中，利用物理捕捉(包括靜態、吸附、束縛氣和水動力學等捕捉方式)和化學捕捉(包括溶解和礦化等方式捕捉) 的共同作用將其有效地儲存在地質介質中，從而減小二氧化碳的排放量，降低其對環境的影響。但目前深部地層CO₂封存的主要問題在于單一的封存方式對CO₂的封存量較小，且封存速度較慢，從而導致成本過高而難以實施。

因此，為了在提高煤炭資源利用率的同時減小二氧化碳排放量，切實保護環境，針對目前煤炭高效開發和綠色低碳化綜合治理領域的問題與挑戰，亟需一種煤炭深部地下氣化后CO₂捕捉與封存的技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種煤炭深部地下氣化后CO₂捕捉與封存方法。該方法將煤炭深部地下氣化與 CO₂捕捉與封存工藝結合，在煤炭氣化的同時利用氣化后的煤層對CO₂進行捕捉與封存，使得CO₂以固、液、氣三相填充并封存在煤層氣化后空腔中，提高了捕捉量與捕捉速度，不僅解決了煤炭深部地下氣化后的填充治理問題，還實現了對CO₂的有效留存處理，大大減少了CO₂的排放量，解決了將CO₂直接排放進大氣環境的污染問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種煤炭深部地下氣化后CO₂捕捉與封存方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、沿著豎直方向從地面向煤炭深部的煤層中開挖氣化注入通道和氣化輸出通道，然后在煤層中開挖連通氣化注入通道與氣化輸出通道的氣化水平通道；所述煤層的頂部上覆有上部地層，底部為煤層下伏地層；