专利名称：甲烷或含甲烷燃料的储存方法
技术领域：
本发明涉及气体储运方法，特别涉及一种甲烷或含甲烷燃料储存方法。
背景技术：
甲烷或天然气作为清洁燃料，是重要的车辆替代燃料，但在汽车上的储存是个重要问题。除了汽车提出储存问题外，天然气、煤层气的无管道输送亦是亟待解决的问题。目前普遍采用压缩办法储存或运输天然气，压力在20MPa以上。由于压力高，在设备、能耗、安全和应用条件等方面产生一定问题。因此，如何降低储气压力一直是努力探索的课题，也是采用超级活性炭作吸附剂的吸附储存(ANG)技术提出的背景。对于吸附法储存天然气的研究已有多年历史，但仍未获实际应用。ANG未获实际应用的原因，除储气量比压缩法低25％外，还有吸脱附热效应大、必须预除碳2以上组分，以及作为储气吸附剂的活性炭的加工成型问题。因此，人们一直在努力寻找储气压力比压缩法更低又不降低储气量的新储气方法。
发明内容
针对吸附储气技术存在的问题，本发明提出一个全新的储存甲烷或天然气等含甲烷燃料的储存方法。
本发明提出的一种甲烷或含甲烷燃料的储存方法，是采用有序介孔碳分子筛作为储气介质。
所述的有序介孔碳分子筛的孔径为2-8nm。
储存方法是将有序介孔碳分子筛与1-4倍的水混合作为储气介质，炭粉温度为0-10℃，储气压力为4-8MPa。若降低压力，所储气体即行释放。
采用预吸附一定量水的有序介孔碳分子筛代替干燥活性炭作为储气介质，关于介孔碳分子筛，我们采用文献[J.Am.Chem.Soc.1998，1206024-6036；Science.1998，279548-552]介绍的方法，先合成硅基介孔分子筛，再以此为模版，合成介孔碳分子筛[J.Physical chemistry B，1999；1037743-6；J.Am.Chem.Soc.2000；12210712-3]。
本发明的优点在于这种方法以预吸附水的有序介孔碳分子筛作为储气吸附剂，同普通的干活性炭吸附储气(ANG)法相比，不但显著提高了储气容量，而且完全克服了ANG的所有技术缺陷。快速充放气热效应对储气量基本没有影响，也不影响所储气体的连续或间断的释放。天然气中碳2以上组分无须预先清除，吸附剂也无须压片。与以湿活性炭作为储气吸附剂相比，单位质量碳材料的储气量提高40％以上。
具体实施例方式
实施例1将4g表面活性剂普卢兰尼克P123(Pluronic P123)溶解在150g 0.1M盐酸溶液中，加入8.5g原硅酸四乙酯(tetraethyl orthosilicate)，在313K温度下搅拌24h，然后将反应物倒入泰氟龙(Teflon)衬里的不锈钢压力釜，在393K下再密闭搅拌24h。将产物滤出，干燥，然后在823K下焙烧，得到SBA-15介孔硅分子筛。
将1g SBA-15加入由1.00g蔗糖、0.14g硫酸和5g水形成的溶液中。混合物在373K温度下加热6h，然后将温度升至433K，保持此温度6h。加入由0.64g蔗糖、0.09g硫酸和5g水形成的溶液，然后重复上述在373和433K的加热处理。最后，升温至1173K，并抽真空，完成蔗糖的碳化过程。将得到的碳硅复合体放入1M氢氧化钠在含50vol％乙醇的水溶液中，在373K温度下搅拌使硅酸盐溶解。过滤，用乙醇洗涤，然后在393K干燥，便得到孔径为3.5nm的介孔碳分子筛。
将按此方法制备的有序介孔碳分子筛，放在车载60-120升储罐中，吸水量是碳材料重量的3倍。在整体的储气介质中，留有供气体进出的汇聚通道。由车辆引擎提供制冷系统的动力，使储气介质的温度保持在10℃范围。充气时，使充气压力在6MPa。用气或卸装时，打开阀门使压力降至常压即可。
实施例2采用实施例1描述的模版法，将蔗糖与SBA-15的比例从1.64∶1增加到2.25∶1，制备出孔径2.5nm的有序介孔碳分子筛。放在大型专用槽车的储罐中，吸水量是碳材料重量的2.5倍。在整体的储气介质中，留有供气体进出的汇聚通道。由车辆引擎提供制冷系统的动力，使储气介质的温度保持在2℃范围。充气时，使充气压力在5MPa。用气或卸装时，打开阀门使压力降至常压即可。
实施例3采用实施例1描述的模版法，将蔗糖与SBA-15的比例改为1.31∶1，制备出孔径5nm的有序介孔碳分子筛。放在大型专用槽车的储罐中，吸水量是碳材料重量的3.5倍。在整体的储气介质中，留有供气体进出的汇聚通道。由车辆引擎提供制冷系统的动力，使储气介质的温度保持在6℃范围。充气时，使充气压力在7MPa。用气或卸装时，打开阀门使压力降至常压即可。
本发明公开和提出的储存方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变原料、工艺参数等环节实现。本发明的方法已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
权利要求
1.一种甲烷或含甲烷燃料的储存方法，其特征是采用有序介孔碳分子筛作为储气介质。
2.如权利要求1所述的一种甲烷或含甲烷燃料的储存方法，其特征是所述的有序介孔碳分子筛的孔径为2-8nm。
3.如权利要求2所述的一种甲烷或含甲烷燃料的储存方法，其特征是所述的储存方法是将有序介孔碳分子筛与1～4倍的水混合作为储气介质，炭粉温度为0～10℃，储气压力为4～8MPa。
全文摘要
本发明公开了一种甲烷或含甲烷燃料储存方法。是采用有序介孔碳分子筛作为储气介质。有序介孔碳分子筛的孔径为2－8nm。储存方法是将有序介孔碳分子筛与1－4倍的水混合作为储气介质，炭粉温度为0－10℃，储气压力为4－8MPa。若降低压力，所储气体即行释放。这种方法以预吸附水的有序介孔碳分子筛作为储气吸附剂，同普通的干活性炭吸附储气(ANG)法相比，不但显著提高了储气容量，而且完全克服了ANG的所有技术缺陷。快速充放气热效应对储气量基本没有影响，也不影响所储气体的连续或间断的释放。天然气中碳2以上组分无须预先清除，吸附剂也无须压片。与以湿活性炭作为储气吸附剂相比，单位质量碳材料的储气量提高40％以上。
文档编号F17C11/00GK1773158SQ20051001610
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月14日 优先权日2005年11月14日
发明者周理, 周亚平 申请人:天津大学