碳捕集系统和浮式生产平台的制作方法

本技术涉及浮式平台碳捕集，尤其是涉及一种碳捕集系统和浮式生产平台。

背景技术：

1、海上浮式生产平台，是一种部署于海洋环境中的移动式油气生产设施，它能够实现油气资源的开采、处理、储存和外输等一体化作业，适用于深水、超深水等复杂海洋区域。该平台通常以船体或半潜式结构为基础，集成了钻井、油气分离、水处理、油气计量、火炬系统以及生活模块等多种功能单元，通过与水下井口、海底管道等设施连接，将开采出的油气进行初步加工处理，满足运输或进一步加工的要求。

2、在能源供应方面，海上浮式生产平台常利用开采过程中伴生的甲烷等天然气作为燃料，驱动燃气轮机进行发电。甲烷作为一种高热值的清洁能源，在燃气轮机中通过燃烧产生高温高压气体，推动涡轮叶片高速旋转，进而带动发电机将机械能转化为电能。这种发电方式具有启动迅速、运行稳定、功率调节灵活等优点，能够为平台上的各种生产设备、生活设施以及控制系统等提供持续可靠的电力支持，保障平台的正常运转。

3、然而，甲烷在燃气轮机内与氧气充分燃烧，主要化学反应为ch4+2o2→co2+2h2o，会释放出大量的二氧化碳。这些二氧化碳若直接排放到大气中，将加剧温室效应，对全球气候环境造成负面影响。

4、为了减少碳排放，需要对燃气轮机排放的烟气中的二氧化碳进行捕集。在海上浮式生产平台的应用场景下，通常需要在燃气轮机的排气系统后增设碳捕集装置，对烟气进行处理，将其中的二氧化碳分离出来并进行压缩、液化储存，以便后续运输至陆地进行封存或资源化利用。

5、但是，相关技术中对燃气轮机发电后进行碳捕集存在能耗较高的问题，从而降低整个系统的能效。因此，有必要开发一种新型的碳捕集系统和浮式生产平台以改善相关技术中存在的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种碳捕集系统和浮式生产平台，能够降低碳捕集的能耗。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本实用新型提供的一种用于浮式生产平台的碳捕集系统，包括：

4、第一输送通道和第二输送通道；

5、所述第一输送通道用于获取所述平台向热机提供的燃料；

6、第一捕集模块，连接所述第一输送通道，用于处理所述燃料，以获得二氧化碳；

7、所述第二输送通道连接所述热机的排烟通道和进气通道，用于将至少部分烟气重新输入所述热机，以提升所述热机排出的所述烟气的二氧化碳浓度；

8、第二捕集模块，连接所述热机，用于处理所述烟气，以获得二氧化碳；

9、储存装置，连接所述第一捕集模块或所述第二捕集模块，用于储存获得的二氧化碳。

10、进一步地，所述第一捕集模块包括反应装置，所述反应装置包括依次连接的甲烷蒸汽重整装置和水煤气变换反应装置，用于处理所述燃料以获得反应物。

11、进一步地，所述第一捕集模块还包括分离装置，所述分离装置连接所述反应装置，用于从所述反应物中分离获得二氧化碳。

12、进一步地，所述分离装置连接所述热机，用于将分离后的所述反应物作为燃料提供给所述热机。

13、进一步地，所述分离装置为变压吸附装置或膜分离装置。

14、进一步地，还包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器设置于所述热机的排烟通道和所述第二输送通道之间，用于回收所述烟气的热量产生蒸汽。

15、进一步地，所述蒸汽发生器连接所述第一捕集模块或所述第二捕集模块，用于提供捕集所需的热能。

16、进一步地，所述蒸汽发生器连接所述平台的蒸汽轮机。

17、进一步地，所述燃料为甲烷，所述热机为燃气轮机。

18、本实用新型还提供了一种浮式生产平台，包括上述的碳捕集系统。

19、与现有技术相比，本实用新型提供的碳捕集系统和浮式生产平台具有如下有益效果：

20、1、本实用新型提供的碳捕集系统，该系统通过第一输送通道连通平台向热机持续稳定供应燃料的通道，在燃料燃烧前获得一部分燃料输送给第一捕集模块进行处理捕集，避免全部燃料送入热机燃烧，相比燃烧后捕集，这种燃烧前反应获得二氧化碳并捕集的方式所产生的二氧化碳具有更高的浓度；第二输送通道则连接在热机的排烟通道和进气通道之间，将至少部分烟气重新循环输入至热机内部，烟气经过循环，使得最终排出的烟气中的二氧化碳浓度水平提高，第二捕集模块连接热机对具有更高浓度二氧化碳的烟气进行捕集操作；这种捕集方式的碳捕集系统形成了燃烧前捕集和燃烧后捕集相结合的双级捕集结构，燃烧前的处理捕集过程能够直接获得高浓度的二氧化碳，而燃烧后捕集由于采用了烟气再循环，也能够获得高浓度的二氧化碳，高浓度条件下的捕集操作有利于大幅降低捕集的能耗水平，从而实现整个碳捕集系统的综合能耗降低，提升整体经济性和环保效益。

21、2、本实用新型中第一捕集模块包括反应装置，该反应装置由依次连接的甲烷蒸汽重整装置和水煤气变换反应装置组成，对燃料进行多步化学反应处理，以获得富含二氧化碳的反应混合物。

22、3、本实用新型中第一捕集模块还配备有分离装置，该分离装置连接在反应装置的下游，用于从反应混合物中精确分离并提取出高纯度的二氧化碳。

23、4、本实用新型中分离装置还连接至热机的燃料供应通道，用于将分离后剩余的有效反应物作为补充燃料循环提供给热机使用，从而实现能源的梯级利用。

24、5、本实用新型中分离装置采用变压吸附装置或膜分离装置，能够高效、低能耗地完成气体分离任务。

25、6、本实用新型还包括有蒸汽发生器，该蒸汽发生器设置于热机的排烟通道和第二输送通道之间的关键位置，利用了烟气中的余热资源产生蒸汽，提升了利用效率，降低能源消耗，带来经济效益。而且，利用烟气热量可以降低浮式平台上其他产生热量的设备数量，减少了空间占用，使得浮式平台能够更合理地规划布局，缓解浮式平台空间小的问题。

26、7、本实用新型中蒸汽发生器还连接至第一捕集模块或第二捕集模块，用于为捕集过程提供所需的热能支持，实现碳捕集系统能量的循环利用。

27、8、本实用新型中蒸汽发生器还可连接至浮式生产平台上的蒸汽轮机，为平台其他动力设备提供蒸汽动力，进一步提升整体能源效率。

28、9、本实用新型中燃料为清洁能源甲烷，而热机为燃气轮机，二者配合可实现低碳排放和高效动力输出。

1.一种用于浮式生产平台的碳捕集系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述第一捕集模块(1)包括反应装置，所述反应装置包括依次连接的甲烷蒸汽重整装置(11)和水煤气变换反应装置(12)，用于处理所述燃料以获得反应物。

3.根据权利要求2所述的碳捕集系统，其特征在于，所述第一捕集模块(1)还包括分离装置(13)，所述分离装置(13)连接所述反应装置，用于从所述反应物中分离获得二氧化碳。

4.根据权利要求3所述的碳捕集系统，其特征在于，所述分离装置(13)连接所述热机(4)，用于将分离后的所述反应物作为燃料提供给所述热机(4)。

5.根据权利要求3所述的碳捕集系统，其特征在于，所述分离装置(13)为变压吸附装置或膜分离装置(13)中的至少一种。

6.根据权利要求1至5任一项所述的碳捕集系统，其特征在于，还包括蒸汽发生器(5)，所述蒸汽发生器(5)设置于所述热机(4)的排烟通道和所述第二输送通道之间，用于回收所述烟气的热量产生蒸汽。

7.根据权利要求6所述的碳捕集系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(5)连接所述第一捕集模块(1)或所述第二捕集模块(8)，用于提供捕集所需的热能。

8.根据权利要求6所述的碳捕集系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(5)连接所述平台的蒸汽轮机(6)。

9.根据权利要求1所述的碳捕集系统，其特征在于，所述燃料为甲烷，所述热机(4)为燃气轮机。

10.一种浮式生产平台，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的碳捕集系统。