[发明专利]一种煤炭气化产物中CO2

权利要求书

1.一种煤炭气化产物中CO₂的捕集及循环封存方法，其特征在于：配合煤层开采与封填结构，对煤炭气化产物中CO₂进行捕集及循环封存，具体工艺步骤为：

(1)管路铺设：在煤层中构建煤层开采与封填结构的煤层管路，煤层管路具体为：在进行煤层群气化开采时，沿着竖直方向从地面向煤炭深部的煤层中开挖注气通道、排气通道，注气通道、排气通道分别贯穿所有煤层，然后在每一煤层中开挖气化水平通道，气化水平通道连通注气通道、排气通道，气化水平通道中安装水平注气管路和水平排气管路，注气通道中设置竖向注气管路，排气通道中设置竖向排气管路，水平注气管路与竖向注气管路连通，水平排气管路与竖向排气管路连通，管路与管路连接处设置自动阀门，便于控制气化剂注入和产物的排出；水平排气管路的出口处还布置气体分离装置，气体分离装置输出端连接气体储罐；

(2)煤层气化：依次通过竖向注气管路、水平注气管路向第一煤层工作面气化条带注入气化剂，通过自动阀门控制逐层进行点火加热气化，煤层气化后产生气化产物经水平排气管路排出气化工作区域；

(3)气化产物分离存储：气化产物经水平排气管路输入至气体分离装置，气体分离装置对气化产物进行分离，将气化产物中分离的二氧化碳输入气体储罐中二氧化碳捕集储存区，将二氧化碳捕集量记为m1；将不含二氧化碳的气化产物暂时储存至气体储罐的产物暂存区；

(4)第二层开采：第一层工作面开采结束后，进行第二层的气化开采，将第二层不含二氧化碳的气化产物暂时储存至气体储罐的产物暂存区，将第二层的二氧化碳输入气体储罐中二氧化碳捕集储存区；第二层气化开采过程中，第二层的水平排气管路与竖向排气管路之间通过自动阀门关闭，通过竖向排气管路向第一层的水平排气管路注入封存材料，将第一层中气体储罐中的二氧化碳注入封存材料进行封存，气体储罐中二氧化碳封存工作结束后，打开第二层的水平排气管路与竖向排气管路之间阀门，将第二层气体储罐中的气化产物排出；

(5)逐层开采：上一层的封存工作与下一层的开采同时进行，最后一层开采结束后，通过注气管路与排气管路同时向各工作面燃空区补充注入二氧化碳，充分利用燃空区封存空间，根据封存材料封存能力计算需额外注入的二氧化碳量，二氧化碳注入量计算公式为：

m₃＝c*(m₂-m₁)

其中，m₃为二氧化碳补充量；c为封存量系数，m₂为封存材料理论封存量，m₁为气化分离二氧化碳量。

2.根据权利要求1所述的煤炭气化产物中CO₂的捕集及循环封存方法，其特征在于：所述煤层管路在每一煤层的铺设结构为：在待气化煤层上部设置水平排气管路，水平排气管路的后端与竖向排气管路连通，水平排气管路的后端还与气体储罐连通；待气化煤层中部设置点火管路，点火管路前端设置点火器，点火器位于待气化煤层气化起始工作面；点火管路后端设置温度监测钻孔，温度监测钻孔前部为停采线；点火器、温度监测钻孔通过有线或者无线的方式与地面控制器连接；待气化煤层下部设置水平注气管路，水平注气管路与竖向注气管路连通，管路与管路连接处设置自动阀门，每个自动阀门通过有限或者无线的方式通过控制器统一控制。

3.根据权利要求2所述的煤炭气化产物中CO₂的捕集及循环封存方法，其特征在于：所述水平注气管路由多段短管连接而成，煤炭地下气化火源位置温度高，当火源位置到达一定温度后，水平注气管路的短管间连接位置会发生熔断。