一种蓄热式天然气吸附存储罐的制作方法

本实用新型涉及天然气储运技术领域，具体为一种蓄热式天然气吸附存储罐。

背景技术：

吸附天然气存储技术(ANG)作为替代压缩天然气存储技术(CNG)，以用于能量储运而吸引了众多研究者的关注，ANG的设计具有更高的能量密度，相比CNG技术其存储压力大大降低。ANG存储系统借助于吸附技术的优势将天然气存储在相对低压(3-6MPa)的轻质储罐内，储罐内冲填有多孔的吸附剂。ANG技术可以实现灵活的储罐外形设计，其储存压力使用并不昂贵的单级压缩机就可以很容易地实现。ANG存储系统中的天然气是吸附于多孔吸附剂上，易于受到吸附和脱附过程中热效应的影响。由于吸附是一个等温过程，相比等温吸附过程而言充气过程中吸附剂温度升高，由此导致气体存储能力下降，因此，天然气在充气时不得不尽量降低流量，以使其充气过程接近于等温吸附，因此而延长了充气时间。同样地，放气时吸附剂温度会降低，从而增加吸附物的残留量，由此在降压过程中减少了气体储运量。一般解决办法是增加一套装置使其在充气时制冷，在放气时加热。，无法了解产品在高低温变化时所发生的变化。目前的方法主要是增强从ANG罐壁到储罐中心的换热，通过在储罐中插入一根多孔管(气体扩散器)至吸附剂床中心而实现。气体分子质量输送的阻力通过在径向而非轴向改变气体扩散方向而被大大的减小了。但是，由于吸附剂热性能(如导热系数，比热容)较差，在ANG储罐充放气过程中热效应并没有明显得到提高。因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种蓄热式天然气吸附存储罐，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种蓄热式天然气吸附存储罐，包括罐体、进气口、出气口、进水口和出水口，所述进气口和出气口设置在罐体的上端面，所述进气口的下端设有进口阀门,所述出气口的下端设有出口阀门，所述罐体的上端面压力表，所述罐体的左上端还设有天然气检测仪和温度计，所述罐体的右上端还设有人孔，所述罐体内横向上间隔铺设有复合型天然气吸附剂层，且复合型天然气吸附层上设有活性炭，所述复合型天然气吸附剂层上放置有金属网，所述金属网上均匀分布金属管，所述金属管内装有蓄热物质，且所述罐体中还设置有用于对吸附剂进行换热的冷却管，所述进水口设置在冷却管的左端，进水口设置在冷却管的右端。

进一步的，所述人孔是用来进行耐压金属管、金属网、复合型天然气吸附剂层的装填和卸载。

进一步的，所述罐体底部留有预定的空间，所述空间大小为罐体内部体积的5％。

进一步的，所述蓄热物质在充气时存储热量，在放气时能够放出热量。

进一步的，所述罐体的内壁设置有一层蓄热层。

进一步的，所述罐体顶部包括一上密封法兰盘以及下密封法兰，所述上密封法兰盘与下密封法兰之间通过螺钉固定，并在上密封法兰盘与下密封法兰之间设置有密封垫。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用一种新型复合型天然气吸附剂，吸附性能好，且吸附剂层上还设有活性炭颗粒，因而能够很有效的增加天然气储气效率。且天然气吸附剂存储罐内埋设多层金属网，主要作用是，在进行天然气吸附和脱附时加速传质和传热，加快充气和放气速率。并且由于天然气存储罐内装有蓄热物质，因而能够很好地调节储罐内的温度从而增加天然气的储运效率。利用自身相变蓄热，减少其他能源的浪费，提高能源。此外本实用新型中还设置有用于对吸附剂进行换热的冷却管，大大降低天然气在储罐内吸附和脱附过程中的热效应。最后本实用新型还设置有压力表和温度计，可以实时知道存储罐内的压强和温度，此外，天然气检测仪也可以实时检测天然气的纯度等数值。

附图说明

图1是本实用新型中一种蓄热式天然气吸附存储罐的整体结构示意图；

图2是本实用新型中罐体的剖视图；

附图标记中：1-罐体；2-进气口；3-出气口；4-压力表；5-人孔；6-温度计；7-金属网；8-天然气吸附剂层；9-金属管；10-蓄热物质；11-活性炭；12-天然气检测仪；13-冷却管；14-进水口；15-出水口；16-蓄热层；21-进口阀门；22-出口阀门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种蓄热式天然气吸附存储罐，包括罐体1、进气口2、出气口3、进水口14和出水口15，所述进气口2和出气口3设置在罐体1的上端面，所述进气口2的下端设有进口阀门21,所述出气口3的下端设有出口阀门31，所述罐体1的上端面压力表4，所述罐体1的左上端还设有天然气检测仪12和温度计6，所述罐体1的右上端还设有人孔5，所述罐体内横向上间隔铺设有复合型天然气吸附剂层8，且复合型天然气吸附层8上设有活性炭11，所述复合型天然气吸附剂层8上放置有金属网7，所述金属网7上均匀分布金属管9，所述金属管9内装有蓄热物质10，且所述罐体1中还设置有用于对吸附剂进行换热的冷却管13，所述进水口14设置在冷却管13的左端，进水口15设置在冷却管14的右端。

进一步的，所述人孔5是用来进行耐压金属管9、金属网7、复合型天然气吸附剂层8的装填和卸载。

进一步的，所述罐体1底部留有预定的空间，所述空间大小为罐体1内部体积的5％。

进一步的，所述蓄热物质10在充气时存储热量，在放气时能够放出热量。

进一步的，所述罐体1的内壁设置有一层蓄热层16。

进一步的，所述罐体1顶部包括一上密封法兰盘以及下密封法兰，所述上密封法兰盘与下密封法兰之间通过螺钉固定，并在上密封法兰盘与下密封法兰之间设置有密封垫。

工作原理：充气时，打开进气孔2下方的进口阀门21，使天然气进入罐体1，由于热效应的存在，天然气储气罐吸附天然气时放出的热量由装在金属管9内的蓄热物质10发生相变而吸收，从而增加天然气储气罐的储气量，同时压力表4显示罐内压力，温度计6显示罐内温度，当压力达到一定数值，打开出气口3下方的出口阀门，被天然气吸附剂吸附的天然气流向出气口3后向外引出。在多次充气和放气后，如果天然气吸附剂的吸附能力降低，可以通过人孔5对吸附剂层8的卸载，利用加热的方法使天然气吸附剂层8再生，操作方便。且罐体1的冷却管13通过进水口14和出水口15实现水的循环，大大降低天然气在储罐内吸附和脱附过程中的热效应。本实用新型所述的蓄热式天然气吸附存储方式，不受地域的限制，适用于各种类型和大小的储罐，也适用于大型储气站储存气体使用。本实用新型中的装置实用性极强，非常适合在市场上推广和应用。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。