一种吸附式天然气储存装置的制作方法

1.本实用新型属于天然气回收技术领域，具体是指一种吸附式天然气储存装置。


背景技术：

2.天然气作为一种清洁能源，燃烧后无废渣、废水产生，且具有使用安全、热值高、洁净等优点。天然气来源广泛，已被广泛应用于发电、化工原料、民用及商业燃气、车用能源等领域。然而，在标准温度和压力下的超临界时，天然气具有非常低的密度，这就使得天然气相比常规的液态燃料拥有很低的体积能量密度。因此需要采取一定的技术措施来达到正常大量使用天然气的目的。国家明确提出了扩大天然气的使用力度，但其利用速度和发展规模都将受制于产地与市场间的天然气储存环节。
3.目前，天然气的储存方式可分为：压缩天然气(cng)、管输天然气 (png)、液化天然气(lng)、吸附天然气(ang)和水合天然气 (ngh)。目前在全球范围内，管输天然气是天然气运输的最主要方式，适用于长距离运输。压缩天然气储存压力高达20mpa，可应用于cng汽车、小区供气及城市天然气管网调峰等方面。我国cng技术已发展20多年，形成了成熟的产业模式，随着燃料油价格的上涨，其优势会与日俱增。但cng技术存在多级压缩的高能耗、高压充装设备投资大、高压气瓶的质量重、成本高等安全性能有待进一步完善等问题。lng是将天然气在低于其沸点(
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161℃)的温度下将天然气液化进行低温储存的技术，其对储存容器的设计和补给过程要求非常高，仅适用于部分车用运输行业。ngh作为一种新的天然气安全储运技术逐渐得到关注，但其对储运条件要求很高，其由水合物转态释放天然气的工业开发应用仍在实验阶段。相比而言，在较低压力状态下通过物理吸附作用获得较高储存能量密度的ang技术在吸附与制造技术、安全性能方面都有着cng 所无法比拟的优势，作为一种灵活试用和开发下游市场、降低单一储运方式的呆滞性和风险性、丰富天然气产业链方面都表现出其巨大的潜能。
4.吸附储存天然气(ang)技术是在容器中装入高比表面积的天然气专用吸附剂，利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构，在常温、中压(6.0mpa)，仅为1/4～1/5，即可获得接近于高压下cng的储存能量密度。当容器中压力低于外界时，气体被吸附在吸附剂固体微孔的表面，得以储存；当外界的压力低于容器中的压力时，气体从吸附剂固体表面脱附而出供应外界。这种吸附现象属于物理吸附。
5.吸附储运技术主要包括吸附剂的制备及其相关技术研究，其中吸附剂的制备主要包含两个技术要素：粉体吸附剂的制备和成型技术。相比较而言，吸附剂的制备与成型技术以及相关实用性能研究已相对成熟，但对于吸附容器的开发，随着近几年工业应用需求的增加，才逐渐开展起来。但是目前尚没有关于吸附式天然气钢瓶制造储存方法。


技术实现要素：

6.为了解决上述难题，本实用新型提供了一种利用ang技术回收管网天然气的瓶组装置，以达到节约能源，保护环境，提高利用率等目的吸附式天然气储存装置。
7.为了实现上述功能，本实用新型采取的技术方案如下：一种吸附式天然气储存装置，包括调压系统和储气系统；所述调压系统包括管路、压力表、调节阀、控制阀一、控制阀二和安全阀，所述调节阀、控制阀一、控制阀二和安全阀通过管路依次串联设置，所述压力表与控制阀一和控制阀二相连；通过压力表显示压力的大小通过控制阀一和控制阀二可对天然气的充装速率进行控制；通过安全阀作为泄放装置，在充装压力高于钢瓶最大充装压力打开，可有效保护充装安全；所述储气系统包括汇流排、第八控制阀、第九控制阀、第十控制阀、第十一控制阀、第十二控制阀、第十三控制阀、第一吸附罐、第二吸附罐、第三吸附罐、第四吸附罐、第五吸附罐和第六吸附罐，所述第一吸附罐、第二吸附罐和第三吸附罐通过汇流排与第八控制阀、第十控制阀和第九控制阀相接，所述第十一控制阀与第六吸附罐相连，所述第十二控制阀与第五吸附罐相连，所述第十三控制阀与第四吸附罐相连；使用时可方便根据实际需求调整规模及吸附罐的数量，灵活方便、适应性强；当吸附罐为两个以上时，各吸附罐相互平行地排列成一字型，从而减少占地空间，空间利用率比圆形空间利用率多。
8.进一步地，所述第一吸附罐、第二吸附罐、第三吸附罐、第四吸附罐、第五吸附罐和第六吸附罐采用低合金钢16mnr为原料的薄壁材料制成，具有体型小、散热性好、重量轻的特点。
9.进一步地，所述第一吸附罐、第二吸附罐、第三吸附罐、第四吸附罐、第五吸附罐和第六吸附罐内设有丝网，所述丝网设有多层，多层所述丝网上填充设有吸附剂；丝网用于将罐体分隔为多层空间，对吸附剂起到固定和支撑作用，避免罐体内填充的吸附剂过分的挤压。
10.进一步地，所述第一吸附罐、第二吸附罐、第三吸附罐、第四吸附罐、第五吸附罐和第六吸附罐的外壁设置有导热材料，所述导热材料为纯铜或者 6063t5铝合金材质；可加速吸附过程中产生的热量排出，不需要内置盘管。
11.进一步地，所述第一吸附罐、第二吸附罐、第三吸附罐、第四吸附罐、第五吸附罐和第六吸附罐的壳体的入口处安装有过滤装置，过滤装置防止充、放气过程中吸附剂被天然气带走出壳体的，所述过滤装置为筛网，所述筛网孔径不大于15μm。
12.进一步地，所述吸附剂为活性炭，富含微孔的活性炭，以提高ang储气罐的储气量。
13.进一步地，所述汇流排上设有控制阀三、控制阀四和控制阀五。
14.本实用新型采取上述结构取得有益效果如下：本实用新型提供的一种吸附式天然气储存装置操作简单，机构紧凑，设计合理，和现状相比有以下有益效果：
15.1、节约资源，保护环境，不仅回收了天然气资源加以有效利用，而且减少了温室效应气体的排放，环节环境污染；
16.2、工艺设计的吸附罐为小型吸附罐，内部没有安置盘管，吸附罐外壁装有铜片或者铝合金能够强化散热，有效缓解吸附热；
17.3、装置灵活移动，应用范围广，将涉及的设备撬装化，并集成在一辆运行车上，实现装置的小型化、撬装化、移动化，实现一套装置在多个地点使用，即装即用；
18.4、具有工艺简单、安全可靠、产成本低等优点。
附图说明
19.图1为本实用新型一种吸附式天然气储存装置示意图。
20.其中，1、管路，2、压力表，3、控制阀一，4、控制阀二，5、调节阀， 6、汇流排，7、安全阀，8、第八控制阀，9、第九控制阀，10、第十控制阀， 11、第十一控制阀，12、第十二控制阀，13、第十三控制阀，14、控制阀三， 15、控制阀四，16、控制阀五，17、第一吸附罐，18、第二吸附罐，19、第三吸附罐，20、第四吸附罐，21、第五吸附罐，22、第六吸附罐。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图，对本实用新型做进一步详细说明。
23.如图1所示，本实用新型一种吸附式天然气储存装置，包括调压系统和储气系统；所述调压系统包括管路1、压力表2、调节阀5、控制阀一3、控制阀二4和安全阀7，所述调节阀5、控制阀一3、控制阀二4和安全阀7通过管路 1依次串联设置，所述压力表2与控制阀一3和控制阀二4相连；所述储气系统包括汇流排6、第八控制阀8、第九控制阀9、第十控制阀10、第十一控制阀11、第十二控制阀12、第十三控制阀13、第一吸附罐17、第二吸附罐18、第三吸附罐19、第四吸附罐20、第五吸附罐21和第六吸附罐22，所述第一吸附罐17、第二吸附罐18和第三吸附罐19通过汇流排6与第八控制阀8、第十控制阀10和第九控制阀9相接，所述第十一控制阀11与第六吸附罐22相连，所述第十二控制阀12与第五吸附罐21相连，所述第十三控制阀13与第四吸附罐20相连。
24.所述第一吸附罐17、第二吸附罐18、第三吸附罐19、第四吸附罐20、第五吸附罐21和第六吸附罐22采用低合金钢16mnr为原料的薄壁材料制成。
25.所述第一吸附罐17、第二吸附罐18、第三吸附罐19、第四吸附罐20、第五吸附罐21和第六吸附罐22内设有丝网，所述丝网设有多层，多层所述丝网上填充设有吸附剂。
26.所述第一吸附罐17、第二吸附罐18、第三吸附罐19、第四吸附罐20、第五吸附罐21和第六吸附罐22的外壁设置有导热材料，所述导热材料为纯铜或者6063t5铝合金材质。
27.所述第一吸附罐17、第二吸附罐18、第三吸附罐19、第四吸附罐20、第五吸附罐21和第六吸附罐22的壳体的入口处安装有过滤装置，所述过滤装置为筛网，所述筛网孔径不大于15μm。
28.所述吸附剂为活性炭。
29.所述汇流排6上设有控制阀三14、控制阀四15和控制阀五16。
30.具体使用时，当天然气流经第一吸附罐17、第二吸附罐18、第三吸附罐 19、第四吸附罐20、第五吸附罐21和第六吸附罐22时，由于吸附罐的体型较小，并且吸附罐的外壁附加有加强传热的铜片或铝合金，在吸附过程中出现的热能够较快的散去，能够减缓吸附罐体
的温度，保持吸附剂较好的吸附条件。
31.在脱附过程中，控制阀四15关闭，控制阀三14和控制阀五16打开，天然气从第六吸附罐22、第五吸附罐21、第四吸附罐20、第三吸附罐19、第二吸附罐18、第一吸附罐17依次流过的顺序接入下游管道用户。
32.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。