Ang储罐用吸附剂的填充和定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，包括吸附剂的干燥、填装和活化，具体的工艺步骤如下：步骤A、选取添加有粘接剂的吸附剂颗粒，干燥，备用；步骤B、将干燥后的吸附剂颗粒通过ANG储罐的装料口填装至储罐内，边填装边振动ANG储罐；步骤C、将ANG储罐密闭，然后抽真空、并加热至120~200℃进行活化90~120h，所述吸附剂颗粒借助粘结剂在ANG储罐内固化为与储罐一体的结构。本发明填充方式简单、快捷，填充完毕后，在吸附剂活化的同时完成固化成型，工艺简单，降低了ANG储罐的加工难度。
【专利说明】
ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法
技术领域
[0001]本发明涉及天然气吸附储运装置和方法领域，尤其是一种ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法。
【背景技术】
[0002]常用的天然气储运技术包括管道储运(PNG)、天然气液化储运(LNG)、天然气压缩储运(CNG)和天然气吸附储运(ANG)等。其中，ANG是在储罐中装入高比表面的天然气专用吸附剂，利用其巨大的比表面积和丰富的微孔结构，在常温、中压(3?6MPa)下达到与CNG相接近的储存容量，且具有工艺简便、使用安全的优势，因此，越来越多的研究机构对相关技术进行研究、开发和运行试验，并取得了一定的阶段性成果。
[0003]对ANG储罐的设计而言，吸附剂在罐内的设置是无疑是要解决的关键技术问题之一。目前，吸附剂大都需要支撑装置进行限定，采用粉状或块状结构，以防止储罐在运输途中摩擦、挤压。如公告号为CN105090742的专利公开了一种用于天然气储存和运输的吸附天然气运输罐，其在运输罐内部设置支撑板、固定板和立管用于固定活性炭。一方面支撑板、固定板和立管的设置增加了运输罐的自重，降低了运输途中罐体的可靠性;另一方面在支撑板、固定板和立管之间填充吸附剂颗粒，操作难度较大，且无法避免会弥散到支撑板或固定板之外。
[0004]再如公告号为CN204026132U的专利公开了一种新型吸附天然气储罐，在罐体中设置多层翅片构成的翅片换热器，在相邻翅片之间填充有吸附剂;吸附剂采用压片成型为需要的形状安装在翅片之间，显然，吸附剂需要在罐体密闭前设置;为此，其罐体顶部设置了密封法兰，在将吸附剂定位完毕后，完成储罐的安装，这对于大容积(图30?60立方米)的储罐而言，吸附剂定位的效率极低。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，其在安装完成的储罐内填装带有粘结剂的吸附剂、在活化过程中吸附剂与储罐随形固化为一体结构，操作简单，避免储罐在运输途中吸附剂粉末的无序摩擦或吸附剂压块的相互挤压。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，包括吸附剂的干燥、填装和活化，具体的工艺步骤如下:
步骤A、选取添加有粘接剂的吸附剂颗粒，干燥，备用；
步骤B、将干燥后的吸附剂颗粒通过ANG储罐的装料口填装至储罐内，边填装边振动ANG储触；
步骤C、将ANG储罐密闭，然后抽真空、并加热至120?200°C进行活化90?120h，所述吸附剂颗粒借助粘结剂在ANG储罐内固化为与储罐一体的结构。
[0007]优选的，所述粘结剂为羟甲基纤维素。
[0008]优选的，吸附剂干燥的条件为:在80?100°C烘24?48h，吸附剂的含水量不超过IPPM0
[0009]优选的，采用真空栗将吸附剂颗粒进行填装，与真空栗连接的装料管和出料管分别与所述装料口和吸附剂的料仓连通，提高了填充效率。
[0010]上述方法将吸附剂颗粒在储罐内固化成型，一方面填充操作便利，另一方面在吸附剂活化过程中将吸附剂颗粒固化成型，形成吸附剂定位结构，省去了支撑和限位机构，提高了吸附效率。与现有技术相比，突破了采用支撑板和固定板将吸附剂颗粒固定在某一范围内的模式，也突破了现有技术中在罐体外将吸附剂预压成型、再将成型吸附剂进行布置的模式。
[0011]采用上述技术方案产生的有益效果在于:(I)本发明填充方式简单、快捷，填充完毕后，在吸附剂活化的同时完成固化成型，工艺简单，降低了ANG储罐的加工难度；(2)吸附剂固化成型，避免在运输途中碰撞、摩擦，结构稳定，而且无需设置吸附剂支撑组件，罐体自重轻、容重比较高。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的结构示意图；
其中，1、罐体，2、装料口，3、吸附剂，5、管路系统，6、安全阀，8、人孔，10、抽真空装置，
11、压力传感器和温度传感器的接口。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，是一种立式储罐，其包括罐体I，所述罐体I上设有安全阀6、人孔8压力传感器和温度传感器的接口 11和装料口 2，所述罐体I内设置布有充放气通孔的管路系统5，所述管路系统5预设在罐体I内，通过填装装料口2向罐体I内填充粉末状或颗粒状的吸附剂，通过震荡形成均匀的自然堆积状，然后借助活化工艺，将吸附剂随储罐形状固化为一体结构。与管路系统5的进出气管接口 5-4连接分别装有紧急切断阀和快装接头的连接管，所述连接管上配套设有压力表和控制快装接头开关的球阀。
[0014]具体的定位工艺步骤包括:
步骤A、选取添加有粘接剂的吸附剂颗粒，干燥，备用。
[0015]所述粘结剂为羟甲基纤维素分子，还可以加入一定比例的交联剂，吸附剂干燥的条件为:在80~100°C烘24?48h，使吸附剂的含水量不超过1PPM，吸附剂制备完成后采用密封容器封装。
[0016]步骤B、将干燥后的吸附剂颗粒通过ANG储罐的装料口2填装至储罐内，边填装边振动ANG储罐。使吸附剂颗粒尽量填充在ANG储罐的每个角落，并尽可能平铺设置。
[0017]本实施例中ANG储罐的水容积为30?60立方米。所述装料口2可以设置多个，同时进行填装，以缩短填装的时间。还可以采用真空栗进行填装，与真空栗连接的装料管和出料管分别与所述装料口 2和吸附剂的料仓连通。将吸附剂填充至ANG储罐容积的70?90%。
[0018]步骤C、将ANG储罐密闭，然后抽真空、并加热至120?150°C进行活化90?120h，所吸附剂颗粒借助粘结剂在ANG储罐内粘接固化为与储罐一体的结构。
[0019]具体地，将ANG储罐放置在加热炉中，从抽真空接头10处连接抽真空管引出加热炉、与设置在加热炉外的真空栗连接。
[0020]抽真空至2000Pa?3000Pa;羟甲基纤维素经过120?150°C的加热后，冷却后将吸附剂颗粒粘接固化为与储罐内壁一体的结构。
[0021]本实施例中，吸附剂在罐内采用自然堆积的形式，不需要特别的定位，填装吸附剂时震动罐体，可以实现均匀堆积。在活化过程中吸附剂颗粒板结或粘接成与ANG储罐的一体结构。管路系统5包括借助支撑柱定位在罐体I内的主管路以及与所述主管路连通的导向支管;所述主管路沿罐体I轴向平行线延伸。导向支管、主管路上密布有充放气通孔，在管路外还包裹有丝网，所述管路系统还具有导热的作用，同时通过快速、均匀扩散实现吸附平衡。
[0022]对于水容积为40立方米的罐体，通过充放气试验表明:在吸附天然气时，2小时充满，升温15°C左右，脱附时温降约为10°C左右，对吸附剂的吸附性能影响较小。
[0023]综上所述，吸附剂颗粒中添加了粘结剂，主要用来实现吸附剂颗粒在活化过程中实现固化。ANG罐体在热处理炉中进行抽真空固化。固化过程中需控制罐内温度，并通过罐体抽真空接头10进行抽真空。固化的同时伴随完成了吸附剂的活化，吸附剂的固化加大了吸附的填充密度，活化增强了吸附剂的吸附能力。颗粒状的吸附剂经过活化后借助羟甲基纤维素粘接固化为一体结构，完成吸附剂的定位。
【主权项】
1.一种ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，包括吸附剂的干燥、填装和活化，其特征在于具体的工艺步骤如下: 步骤A、选取添加有粘接剂的吸附剂颗粒，干燥，备用； 步骤B、将干燥后的吸附剂颗粒通过ANG储罐的装料口(2)填装至储罐内，边填装边振动ANG储触； 步骤C、将ANG储罐密闭，然后抽真空、并加热至120?150°C进行活化90?120h，所述吸附剂颗粒借助粘结剂在ANG储罐内固化为与储罐一体的结构。2.根据权利要求1所述的ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，其特征在于步骤A中所述粘结剂为羟甲基纤维素。3.根据权利要求1所述的ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，其特征在于步骤A中吸附剂干燥的条件为:在80?100°C烘24?48h，吸附剂的含水量不超过1PPM。4.根据权利要求1所述的ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，其特征在于步骤B中采用真空栗将吸附剂颗粒进行填装，与真空栗连接的装料管和出料管分别与所述装料口(2)和吸附剂的料仓连通。5.根据权利要求1所述的ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，其特征在于步骤B将吸附剂颗粒占ANG储罐容积的70?95%。6.根据权利要求1所述的ANG储罐用吸附剂的填充和定位方法，其特征在于步骤C抽真空至 2000Pa?3000Pa。
【文档编号】F17C11/00GK105987278SQ201610198907
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】贾春莉, 王红霞, 翟兰惠, 周慧涛, 祁慧玲
【申请人】石家庄安瑞科气体机械有限公司