专利名称：一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法
技术领域：
本发明涉及一种煤层气的运输和使用方法，尤其涉及一种在煤炭运输过程中以煤为介质吸附煤层气为携带能源，供给车辆能源的运输和使用方法。
背景技术：
世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气和煤炭等，然而，化石能源这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭，化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济，为了缓解能源危机，世界各国广泛致力于新能源的开发和研究，例如太阳能、风能、海洋能等可再生新能源，以及氢气、甲醇、乙醇、丁醇等生物质能源，但是新能源的开发成本极其昂贵，而且仅有不足化石原料产 生电力的10%用于现代人类生产与生活中，在今后半个世纪内能否全面取代化石能源依然是一个未知数。庆幸的是，有一种赋存在煤层中以甲烷为主要成分的非常规天然气叫做煤层气，甲烷占80%-90%，是煤化工程中产生的气体，与煤共存，又称瓦斯，是一种潜在的洁净能源，蕴藏量极为丰富，据国际能源机构估计，全球陆上煤田埋深超过2000米的煤层气资源约为260万亿m3，是常规天然气探明储量的两倍多，我国煤层气资源丰富，全国大于5000亿m3的含煤层气盆地共有14个，埋深2000m以浅的煤层气地质资源量约为36万亿m3，IOOOm以浅、1000-1500m和1500_2000m的煤层气地质资源量，分别占全国煤层气资源地质总量的38. 8%,28. 8%和32. 4%。虽然由于一系列技术难题，我国煤层气现阶段的利用率很低，但是这种现存能源的大量存在，绝对是传统化石能源的理想替代能源之一。而能源的运输，尤其如煤炭这种比重大的燃料运输，由于汽油、柴油价格日益增长，且北煤南运距离长，耗费在运输过程中的成本非常高，同时，在煤产地随着煤的开采有大量的煤层气，由于无法运输利用而排放，既污染环境又浪费能源，然而，煤层气有一个很重要的特性，即易被煤炭等多孔隙物质吸附，因此本发明，从综合利用能源和煤层气的易吸附特性角度，提出一种改进的移动运输车辆装置，在运输煤炭的同时，携带运输大量的煤层气，用于运输途中车辆的能源供给，充分利用能源，节约运输成本。
发明内容
本发明的目的在于充分利用煤产地的煤层气能源，在运输煤炭的过程中用于车辆能源供给，大大降低运输成本的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法。本发明通过以下技术方案实现
本发明主要由卧式圆形密封罐体(1)，换热管(2)，连接法兰(3)，圆形封头(4)，安全阀
(5)，压力表(6)和进料口(7)构成。其特征在于所述运输前先将圆形封头(4)拆下，向密封罐体(I)中装满开采出的煤炭，然后用法兰(3)将封头(4)连接回罐体，检查密封性能后，将经压缩机增压后的煤层气通过罐体进料口(7)压入密封罐内，当压力表(6)读数到达设定值时，停止充装，由于煤层气特殊的吸附特性，在压力条件下，煤层气将被吸附在煤炭中携带运输。在运输途中需要能源供给时，可连接好进料口(7)和车辆燃料缸之间的管路，逐渐开启阀门，煤层气逐步解吸，并在压力差的推动下至燃料缸中经发动机供能。同时，将装置的燃烧尾气和换热管(2)下端入口相连接，使热源通过换热管加热密封罐(I)中的煤层气，促进煤层气的解吸并充分利用汽车尾气热量。密封运输车辆到达目的地后，若携带的煤层气还未利用完全，可将其全部解吸后储存备用；煤层气解吸完成后，再次拆卸圆形封头(4)， 将煤炭从封头处卸料，完成运输过程。本发明上述装置中
I、压力表为常规的标准件。2、安全阀为常规的全封闭式安全阀。3、进口管道深入装置底部，便于气体的充装。4、密封盖为可拆卸结构，带有密封垫圈，通过法兰和罐体连接密封。5、换热管为常见换热结构,包括但不仅限于蛇形式、列管式等。6、罐体为常见的中压罐体，其材料为常见耐压材料，包括但不仅限于Q345R、20R、16MnR 等。7、煤层气包括但不仅限于甲烷、乙烷、丁烷等能源气体。本发明具有下列优点
I、经由本发明的实施，利用煤炭对煤层气的吸附特性，携带运输大量的煤层气，用于运输途中车辆的能源供给，充分利用能源，大大降低煤炭长途运输成本。2、经由本发明的实施，所提出的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，可充分利用煤产地采煤过程中产生的煤层气能源，减少气体排放，利于环境和安全。3、经由本发明的实施，所提出的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，可充分利用汽车燃烧尾气的热量，促进煤层气的解吸，最大程度上实现能源的综合利用。4、经由本发明的实施，所提出的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，作为运输主体的煤炭能源，同时又作了煤层气能源的吸附介质，充分利用了二者的物理特性，实现节能。5、经由本发明的实施，所提出的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，在车辆的密封运输罐上，设置有超压自动泄压的安全阀，降低装卸料以及运输过程的危险性。6、经由本发明的实施，综合利用煤炭、煤层气、汽车尾气等能源的特性，将煤层气作为携带能源，用于煤炭运输途中车辆的供给能源，装置简单，设备少，成本低，可使用性强。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图I为本发明运输装置示意图。图中I密封罐体、2换热管、3连接法兰、4圆形封头、5安全阀、6压力表、7进料口
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对发明作进一步的详细说明
实施例一
图I所示本发明主要由卧式圆形密封罐体(1)，换热管(2)，连接法兰(3)，圆形封头
(4)，安全阀(5)，压力表(6)和进料口(7)构成。其特征在于密封罐(I)以及封头(3)材料采用Q345R，气体充装压力设为5MPa，压力表为防爆压力表YQ系列，安全阀为弹簧式安全阀，换热管为蛇形式换热管，装料前，预先拆下圆形封头(3)，向罐体(I)中填装开采后的成品煤炭，安装好圆形封头(3)，检查密封性，打开进料口(6)，向罐体(I)中充装经压缩机压缩后的高压煤层气，当压力表(5)读数达到5Mpa时，关闭进料口，完成进料，在运输途中需要能源供给时，可连接好进料口(7)和车辆燃料缸之间的管路，逐渐开启阀门，煤层气逐步解吸，并在压力差的推动下至燃料缸中经发动机供能。同时，将装置的燃烧尾气和换热管
(2)下端入口相连接，使热源通过换热管加热密封罐(I)中的煤层气，促进煤层气解吸，密封运输车辆到达目的地后，若携带的煤层气还未利用完全，可将其全部解吸后储存备用，煤层气解吸完成后，再次拆卸圆形封头(4)，将煤炭从封头处卸料，完成运输过程。实施例二
按照实施例一进行，但运输密封罐材料为20R，其余同实施例一。实施例三
按照实施例一进行，但运输密封罐材料为16MnR,其余同实施例一。实施例四
按照实施例一进行，但安全阀为杠杆式安全阀，其余同实施例一。实施例五
按照实施例一进行，但换热管为列管式，其余同实施例一。本发明操作简单，设备投入少，充分利用能源自身特性，实现能源的综合利用，解决北煤南运运输成本高的难题，上述实施例是针对本发明可行的具体说明，并未限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应包含在本案专利范围内。
权利要求
1.一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，主要由卧式圆形密封罐体(1)，换热管(2)，连接法兰(3)，圆形封头(4)，安全阀(5)，压力表(6)和进料口(7)构成，其特征在于所述先在密封罐体(I)中装满煤炭，再将经压缩机增压后的煤层气通过罐体进料口(7)压入密封罐内，由于煤层气特殊的吸附特性，在压力条件下，煤层气将被吸附在煤炭中携带运输；在运输途中需要能源供给时，可连接好进料口(7)和车辆燃料缸之间的管路，逐渐开启阀门，煤层气逐步解吸，并在压力差的推动下至燃料缸中经发动机供能；同时，将装置的燃烧尾气和换热管(2 )下端入口相连接，使热源通过换热管加热密封罐(I)中的煤层气，促进煤层气的解吸并充分利用汽车尾气热量。
2.根据权利要求I所述的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，其特征在于所述利用煤炭对煤层气的吸附特性，携带运输大量的煤层气，用于运输途中车辆的能源供给，充分利用能源，大大降低煤炭长途运输成本。
3.根据权利要求I所述的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，其特征在于所述可充分利用煤产地采煤过程中产生的煤层气能源，减少气体排放，利于环境和安全。
4.根据权利要求I所述的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，其特征在于所述可充分利用汽车燃烧尾气的热量，促进煤层气的解吸，最大程度上实现能源的综合利用。
5.根据权利要求I所述的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，其特征在于所述密封运输罐的材料为中等耐压材料，包括但不仅限于Q345R、20R、16MnR。
6.根据权利要求I所述的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，其特征在于所述换热管为常见换热结构，包括但不仅限于蛇形式、列管式。
7.根据权利要求I所述的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，其特征在于所述煤层气包括但不仅限于甲烷、乙烷、丁烷等能源气体。
全文摘要
本发明提出的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，其特征在于利用煤炭对煤层气的吸附特性，携带运输大量的煤层气，用于运输途中车辆的能源供给，同时充分利用汽车燃烧尾气的热量，促进煤层气的解吸，最大程度上实现能源的综合利用。本发明提出的一种以煤为介质吸附煤层气的运输和使用方法，可综合利用煤炭、煤层气、汽车尾气等多种能源特性，节约能源，大大降低运输成本。
文档编号F17C11/00GK102840443SQ20121034081
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月15日 优先权日2012年9月15日
发明者徐毅 申请人:徐毅