一种深海采矿与二氧化碳封存一体系统

本发明涉及深海采矿节能减排，尤其涉及一种深海采矿与二氧化碳封存一体系统。

背景技术：

1、现有的深海采矿系统主要采用“海底采矿车+软管+中继仓+硬管+矿浆混输泵”的形式。采用一个复杂的可移动式采集系统将深海资源运输到海面，必须使用长输送管道作为运载通道，矿浆混熟泵需要消耗大量能源来将矿浆送到采矿船上的水面支持系统进行处理。深海采矿系统消耗大量化石燃料产生的巨量二氧化碳（）对环境不友好，因此，如何有效利用和封存深海采矿系统产生的二氧化碳，实现节能减排，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种深海采矿与二氧化碳封存一体系统，用于解决现有的现有的深海采矿系统未考虑有效利用和封存深海采矿系统产生的二氧化碳，难以实现节能减排的技术问题。

2、有鉴于此，本发明提供了一种深海采矿与二氧化碳封存一体系统，包括海底采矿装置、扬矿软管、矿浆中继仓、矿浆泵、矿浆输送管道和水面支持系统，还包括处理封存装置、输送软管、中继仓、透平和输送管道；

3、水面支持系统配置有矿浆处理装置和低温储罐，矿浆处理装置用于对矿浆进行处理和收集，低温储罐用于存储矿浆处理过程中产生的；

4、输送管道的入口连接低温储罐，输送管道的出口连通中继仓；

5、透平安装在输送管道上，透平与矿浆泵活动连接，透平与矿浆泵一对一配套使用；

6、输送软管的一端连通中继仓，输送软管的另一端连接处理封存装置；

7、处理封存装置安装在海底采矿装置上，处理封存装置用于基于萃取供能对矿浆进行分离，将可用矿浆颗粒及海底矿浆混合物向上输送到扬矿软管，将液态、分离剩下的排放物和海水通过排放装置排放，液态在经排放装置排放过程中利用排放羽流中的排放物微颗粒作为晶核生成水合物封存于海底。

8、可选地，矿浆泵至少两个，矿浆泵在矿浆输送管道上间隔预设距离设置。

9、可选地，透平通过旋转轴与矿浆泵活动连接。

10、可选地，矿浆输送管道为硬管或软管。

11、可选地，矿浆中继仓与中继仓固定连接。

12、可选地，海底采矿装置包括采矿车和矿产采集与粉碎装置，处理封存装置安装在采矿车上，矿产采集与粉碎装置与扬矿软管连接。

13、可选地，矿产采集与粉碎装置安装在采矿车的前端，排放装置安装在采矿车后端。

14、可选地，水面支持系统为深水浮式船舶或深海浮式平台。

15、可选地，低温储罐包括第一低温储罐和第二低温储罐；

16、第一低温储罐，用于存储矿浆处理过程中产生的；

17、第二低温储罐，用于存储从陆地运输来的。

18、可选地，矿浆中继仓与中继仓一体化设置。

19、从以上技术方案可以看出，本发明提供的深海采矿与二氧化碳封存一体系统具有以下优点：

20、本发明提供的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，海底采矿装置在深海采矿，将矿浆依次经过扬矿软管、矿浆中继仓、矿浆泵和矿浆输送管道输送到水面支持系统，水面支持系统对矿浆进行处理，矿浆处理过程产生的以液态方式储存在低温储罐中，低温储罐中的依次经输送管道、透平、中继仓和输送软管到达处理封存装置，透平与矿浆泵活动连接，低温高压向下输送过程中具有极高势能，通过透平可将势能转化为动能带动矿浆泵旋转，为矿浆向上输送提供大量能量，并且，液态在海底对采集的矿产颗粒进行萃取分离，可获得高纯度有效矿产颗粒，实现了采矿的高效化，液态利用排放物中的微颗粒作为晶核生成水合物封存于海底，降低了排放物和排放形成的羽流对海底环境的干扰和污染影响程度，更加高效环保，解决了现有的深海采矿系统未考虑有效利用和封存深海采矿系统产生的二氧化碳，难以实现节能减排的技术问题。

技术特征：

1.一种深海采矿与二氧化碳封存一体系统，包括海底采矿装置、扬矿软管、矿浆中继仓、矿浆泵、矿浆输送管道和水面支持系统，其特征在于，还包括处理封存装置、输送软管、中继仓、透平和输送管道；

2.根据权利要求1所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，矿浆泵至少两个，矿浆泵在矿浆输送管道上间隔预设距离设置。

3.根据权利要求1所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，透平通过旋转轴与矿浆泵活动连接。

4.根据权利要求1所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，矿浆输送管道为硬管或软管。

5.根据权利要求1所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，矿浆中继仓与中继仓固定连接。

6.根据权利要求1所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，海底采矿装置包括采矿车和矿产采集与粉碎装置，处理封存装置安装在采矿车上，矿产采集与粉碎装置与扬矿软管连接。

7.根据权利要求6所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，矿产采集与粉碎装置安装在采矿车的前端，排放装置安装在采矿车后端。

8.根据权利要求1所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，水面支持系统为深水浮式船舶或深海浮式平台。

9.根据权利要求1所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，低温储罐包括第一低温储罐和第二低温储罐；

10.根据权利要求5所述的深海采矿与二氧化碳封存一体系统，其特征在于，矿浆中继仓与中继仓一体化设置。

技术总结本发明公开了一种深海采矿与二氧化碳封存一体系统，深海采矿的矿浆经过扬矿软管、矿浆中继仓、矿浆泵和矿浆输送管道输送到水面支持系统，水面支持系统对矿浆进行处理，矿浆处理过程产生的以液态方式储存在低温储罐中，低温储罐中的依次经输送管道、透平、中继仓和输送软管到达处理封存装置，透平与矿浆泵活动连接，低温高压向下输送过程中具有极高势能，通过透平可将势能转化为动能带动矿浆泵旋转，为矿浆向上输送提供大量能量，并且，液态在海底对采集的矿产颗粒进行萃取分离，液态利用排放物中的微颗粒作为晶核生成水合物封存于海底。解决了现有的深海采矿系统未考虑有效利用和封存深海采矿系统产生的二氧化碳，难以实现节能减排的技术问题。技术研发人员：许亮斌,姚鸿宇,马煦桐,牛琼,陈斯羽,刘城亮受保护的技术使用者：中山大学技术研发日：技术公布日：2024/9/29