专利名称：一种天然气储存运输方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在中低压状态下，利用吸附剂大量储运天然气的装置，特别涉及一种能消除吸附效应而不致使吸附和释放能力降低的天然气储运装置，属于石油化工领域。
背景技术：
目前，天然气的储存运输基本上有两种方式一是采用管道运输(PNG)，二是采用压缩天然气罐运输(CNG)。管道运输适于长距离的储运，而对于距天然气产地中短距离的地区一般则采用储气罐运输。采用储气罐运输，当其容积一定时，要增加储气量，通常的方法是增加气体的压力，但当气体压力增加后，又会带来诸多的弊端，例如会降低操作的安全性和导致设备成本的提高等。
中国发明专利公开了“一种吸附天然气储罐及灌装工艺”(公开号CN 1236075A)，该技术是在储气灌内填充高表面活性炭或活性炭纤维的吸附剂，并在所填充的吸附剂内敷设电热元件。其优点是在同等储气压力的条件下具有储气量大，安全性能好。但储存罐的容量有限，一个储气罐释放的天然气量只有16.5标准立方米，只能供家庭生活使用，不能解决由气田至天然气储存站的大量的储运问题。同时由于吸附剂的吸附特性，即吸附剂在吸附天然气的过程中，会产生吸附热，致使吸附剂温度升高，从而降低吸附剂的吸附能力；当快速释放天然气时会使吸附剂温度降低，从而降低吸附剂的释放能力。因此，不管吸附能力还是释放能力的降低都会影响储运效率。为了提高吸附和释放能力，该技术方案采用电加热和气体冷却，但均在罐内进行，造成结构复杂，也不适于大规模储运。
发明内容
本发明的目的是提供一种天然气储存运输方法及装置，它可以解决对于距天然气产地中短距离的地区天然气的大量储运问题，不仅具有储气量大，操作性和安全性好，而且能有效消除吸附效应，提高储运效率。
本发明的技术方案如下一种天然气储存运输装置，其特征在于该装置含有固定在运输设备上的至少一个储气单元，所述的储气单元由带总阀门的充放气总管，一组竖连接管和储气元件组成；每根竖连接管分别通过分阀门与充放气总管相连，并在其上布置多根储气元件；每个储气元件为一筒体结构，内装有吸附剂，筒体的一端与竖连接管相连接，其另一端由可拆卸的封头封死。
本发明所述的每个储气元件的容积为16L-180L之间；所述储气单元的管与管之间的距离为30～100mm。
本发明还提供了一种利用上述装置的天然气储存运输方法，其特征在于，该方法包括加载和卸载两个过程，其具体步骤如下1)加载过程首先打开设置在运输设备上储气单元的总阀门和设置在竖连接管与充放气总管之间的分阀门，利用压缩机将压力为3.5-10Mpa的天然气充入到各储气元件中；在充气的同时利用冷风系统或冷水喷淋装置对储气单元进行冷却，使储气元件中的吸附剂温度维持在25--35℃，充气时间为0.5-1.5小时；2)卸载过程当装有储气单元的运输设备运抵储存天然气站后，对天然气进行释放，在释放的同时采用热风系统或热水喷淋装置对储气单元进行加热，以维持吸附剂温度不致降低，直至放完气为止。
在步骤1)的加载过程中，充气时使用冷风系统冷却是利用风机通过布风器使空气吹向储气单元使其冷却；所述的冷水喷淋装置冷却是使冷水通过喷淋器向储气单元喷撒。
在步骤2)的卸载过程中，释放时采用热风系统进行加热是利用风机、与风机相连的空气加热器和布风器将热风吹向储气单元使其加热；所述的热水喷淋装置加热是将冷水送入加热器，经喷淋器将热水向储气单元喷撒。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果解决了在中短距离内天然气的大量储运问题(每个储气单元释放的天然气量为250～500标准立方米)；所述装置以储气元件为基础组成储气单元，可以根据运输天然气的量增加或减少一个单元中储气元件的数量；也可在运输设备上设置多个储气单元；设备结构简单，储气元件内除吸附剂外，无其他附件；为吸附剂大规模的再生提供了条件(吸附剂的吸附能力降低后可以卸出，集中送往再生设备去再生)，设备本体的冷却和加热方法简单，而这些设备设置在装载和卸载站，不随载重车往返运输，减少了车载的重量，相对的增加了天然气的运输量。
图1为本发明提供的储气单元的主视图。
图2为图1的侧视图。
图3为在装载站充气时采用冷风系统对储气单元进行冷却的结构示意图。
图4为在装载站充气时采用冷水喷淋装置对储气单元进行冷却的结构示意图。
图5为在卸载站释放时采用热风系统对储气单元进行加热的结构示意图。
图6为在卸载站释放时采用热水喷淋装置对储气单元进行加热的结构示意图。
图中符号及部件1-竖连接管，2-储气元件，3-分阀门，4-充放气总管，5-压力表，6.总阀门，7-安全阀，8-布风器，9.-吸附剂，10-可拆卸的封头，11-风机，12-冷水管，13-喷淋器，14-风管，15-空气加热器，16-热风管，17-热水器，18-热水管。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的说明。
本发明所提供的天然气储存运输装置，含有固定在运输设备上的至少一个储气单元，所述的储气单元由带总阀门6的充放气总管4，一组竖连接管1和储气元件2组成；每根竖连接管分别通过分阀门3与充放气总管4相连，并在其上布置多根储气元件2，由若干储气元件2组成方阵；每个储气元件为一筒体结构，材料可为铝合金、30CrMo或20G，内装有吸附剂9，筒体的一端与竖连接管相连接，其另一端由可拆卸的封头10封死。必要时可卸下取出吸附剂去再生。每列储气元件的竖连接管1均通过分阀门组3与充放气总管4相连接，当充气总管4充气时，气体即可通过分阀门组3分配至各竖连接管1，进而流向各储气元件2。装置本体放置在一载重汽车上，当装置充满气后即可运至天然气储气站卸载，由储气站分配使用。为保证天然气的充放和运输过程中的安全，在充分总管4上设置压力表5和安全阀7。
在天然气加载时(参阅图1)，将总阀门6以及设置在竖连接管和充放气总管4之间的分阀门3打开，来自压缩机具有压力3.5-10Mpa压力的天然气，则通过总阀门6和分阀门3向储气元件充气，充气时间为0.5-1.5小时。当气体充满(达到预定的压力)后，将总阀门6和分阀门3关闭。分阀门的作用是使各列储气元件2具有独立性，遇有意外可进行独立控制。
吸附剂在吸附天然气的过程中，会产生吸附热，会使吸附剂温度升高，从而降低吸附剂的吸附能力。为避免吸附剂的温升，在充气的同时可开启风机11，通过布风器8使空气吹向储气单元(如图3所示)，使吸附剂9的温度维持在25--35℃。也可以采用冷水喷淋装置对其进行冷却，即使用冷水通过冷水管12和喷淋器13向储气单元喷撒(如图4所示)。风冷系统或水冷系统只要具备其一即可。
为了避免吸附剂的温升，除对储气单元进行冷却外，储气单元的结构参数也很重要，每个储气元件的容积应在16L-180L之间；储气单元中管与管之间的距离宜在30～100mm。
当充满天然气的储气装置运抵储存天然气站后，即可卸载，由天然气站分配使用。卸载过程与加载过程类似但操作相反。储气元件2中的吸附剂9由于释放气体而温度降低，此时，可采用热风系统或热水喷淋装置使其升温。空气通过风机11、与风机出口和空气加热器15入口相连的空气管道14进入空气加热器15、变成热风后，通过与加热器15出口和布风器8相连的热风管16，再经布风器8对储气单元进行加热(如图5所示)，以维持吸附剂9温度不致降低，提高释放能力。热水喷淋装置由冷水管12将冷水送入加热器17，热水经加热器出口和喷淋器13相连的热水管道18送入喷淋器13，撒向储气单元(如图6所示)。实际上，具备上述一个加热系统即可。
权利要求
1.一种天然气储存运输装置，其特征在于该装置含有固定在运输设备上的至少一个储气单元，所述的储气单元由带总阀门的充放气总管，一组竖连接管和储气元件组成；每根竖连接管分别通过分阀门与充放气总管相连，并在其上布置多根储气元件；每个储气元件为一筒体，内装有吸附剂，筒体的一端与竖连接管相连接，其另一端由可拆卸的封头10封死。
2.按照权利要求1所述的天然气储存运输装置，其特征在于所述每个储气元件的容积为16L-180L之间。
3.按照权利要求1所述的天然气储存运输装置，其特征在于所述储气单元中管与管之间的距离为30～100mm。
4.一种利用如权利要求1所述装置的天然气储存运输方法，其特征在于，所述的方法包括加载和卸载过程，其具体步骤如下1)加载过程首先打开设置在运输设备上储气单元的总阀门(6)和设置在竖连接管(1)与充放气总管(4)之间的分阀门(3)，利用压缩机将压力为3.5-10Mpa的天然气充入到各储气元件中；在充气的同时利用冷风或冷水喷淋装置对储气单元进行冷却，使储气元件中的吸附剂温度维持在25-35℃，充气时间为0.5-1.5小时；2)卸载过程当装有储气单元的运输设备运抵储存天然气站后，对天然气进行释放，在释放过程中，同时采用热风系统或热水喷淋装置对储气单元进行加热，以维持吸附剂9温度不致降低，直至放完气为止。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于在步骤1)的加载过程中，充气时使用冷风系统冷却是利用风机通过布风器使空气吹向储气单元使其冷却；所述的冷水喷淋装置冷却是使冷水通过喷淋器(13)向储气单元喷撒。
6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于在步骤2)的卸载过程中，释放时采用热风系统进行加热是利用风机、与风机相连的空气加热器和布风器将热风吹向储气单元使其加热；所述的热水喷淋装置加热是将冷水送入加热器，经喷淋器将热水向储气单元喷撒。
全文摘要
一种天然气储存运输方法及装置，涉及一种利用吸附剂大量储运天然气的方法及装置。本发明所述装置含有固定在运输设备上的至少一个储气单元，该储气单元由充放气总管，一组竖连接管和储气元件组成；每个储气元件为一筒体，内装有吸附剂，筒体的一端与竖连接管相连接，另一端由可拆卸的封头封死。该装置本体以储气元件为基础组成储气单元，设备结构简单，可根据运输天然气的量加以增减。充气时利用冷风或冷水喷淋对储气单元进行冷却，在放气时则利用热风或热水进行加热，冷却和加热设备分别设置在装载和卸载站，不随载重车往返运输，减少了车载的重量，相对的增加了天然气的运输量，从而有效解决了中短距离内天然气的大量储运问题。
文档编号F17C5/00GK1529084SQ20031010046
公开日2004年9月15日 申请日期2003年10月17日 优先权日2003年10月17日
发明者吴占松, 马润田, 郭亮, 朱琳 申请人:清华大学