[實用新型]一種新型吸附天然氣儲罐

有效

• 申請號: 201420328151.5
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN204026132U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 溫永剛;陳秋雄;陳運文;滕云龍;樊栓獅;郎雪梅;王燕鴻;安成名;陸涵
• 申請（專利權）人: 深圳市燃氣集團股份有限公司
• 主分類號: F17C11/00
• 分類號: F17C11/00;F17C13/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

技術領域

本實用新型涉及天然氣儲運技術領域，尤其涉及一種新型吸附天然氣儲罐。

背景技術

吸附天然氣（Adsorbed?Natural?Gas，ANG）存儲技術作為替代壓縮天然氣（CNG）存儲技術，以用于能量儲運而吸引了眾多研究者的關注，ANG的設計具有更高的能量密度，相比CNG技術其存儲壓力大大降低。ANG存儲系統借助于吸附技術的優勢將天然氣存儲在相對低壓（3-6?MPa）的輕質儲罐內，儲罐內沖填有多孔的吸附劑。ANG技術可以實現靈活的儲罐外形設計，其儲存壓力使用并不昂貴的單級壓縮機就可以很容易地實現。

ANG存儲系統中的天然氣是吸附于多孔吸附劑上，易于受到吸附和脫附過程中熱效應的影響。由于吸附是一個等溫過程，相比等溫吸附過程而言充氣過程中吸附劑溫度升高，由此導致氣體存儲能力下降，因此，天然氣在充氣時不得不盡量降低流量，以使其充氣過程接近于等溫吸附，因此而延長了充氣時間。同樣地，放氣時吸附劑溫度會降低，從而增加吸附物的殘留量，由此在降壓過程中減少了氣體儲運量。一般解決辦法是增加一套裝置使其在充氣時制冷，在放氣時加熱。

目前的方法主要是增強從ANG罐壁到儲罐中心的換熱，通過在儲罐中插入一根多孔管（氣體擴散器）至吸附劑床中心而實現。氣體分子質量輸送的阻力通過在徑向而非軸向改變氣體擴散方向而被大大的減小了。但是，由于吸附劑熱性能（如導熱系數，比熱容）較差，在ANG儲罐充放氣過程中熱效應并沒有明顯得到提高。

另外，也有對吸附材料進行改進的方法，Biloe等研究了高熱導率的吸附劑合成材料，這種材料是將活性炭和高導熱材料（如膨脹天然石墨ENG）加以合成。盡管吸附劑合成后其熱導率提高了30倍，但是由于粘合材料占據了吸附劑床的一定空間，該技術減少了相同儲罐容積的氣體吸附量。Mota和Jasionowski等則在吸附劑床中引入了一種相變材料（水合鹽），通過消耗吸附熱和供應解析熱的方式增強了熱容量。但是，這種材料要求其比熔點接近環境溫度，而ANG儲罐的操作條件各異，各地環境溫度差別較大。此外，該方法的缺點還在于相變材料也占據了儲罐總容量的相當一部分體積，因此影響了儲罐整體的吸附容量。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

實用新型內容

鑒于上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種新型吸附天然氣儲罐，旨在解決現有的吸附天然氣儲運技術中易受熱效應影響、吸附容量有待提高的問題。

本實用新型的技術方案如下：

一種新型吸附天然氣儲罐，其中，包括一罐體，在所述罐體中設置有用于存儲吸附天然氣的吸附床，所述吸附床包括由多層翅片構成的翅片換熱器以及在相鄰層翅片之間填充的吸附劑，在所述罐體中還設置有用于充放天然氣的中心管，所述中心管插入設置在吸附床中，在所述罐體中還設置有用于對吸附劑進行換熱的冷卻管。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述罐體頂部設置有冷卻水進口，所述冷卻水進口下方連接有進水匯集管，所述進水匯集管連接有多根進水冷卻管，所述進水冷卻管插入到吸附床中，并在底部通過U型彎連接對應的出水冷卻管，所述出水冷卻管均連接到一出水匯集管中，所述出水匯集管連接至設置在罐體頂部的冷卻水出口。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述中心管插入在吸附床的部分的管壁上設置有多個開孔，所述開孔的直徑為1~10mm。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，相鄰開孔的間隔為5~100nm。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述相鄰層的翅片之間的間距為10~200mm。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述吸附床外側采用鋼絲網進行固定。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述罐體底部留有預定的空間，所述空間大小為罐體內部體積的5%~15%。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述罐體頂部包括一上密封法蘭盤以及下密封法蘭，所述上密封法蘭盤與下密封法蘭之間通過螺釘固定，并在上密封法蘭盤與下密封法蘭之間設置有密封墊。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述進水匯集管以及出水匯集管均橫向設置在吸附床上方。

所述的新型吸附天然氣儲罐，其中，所述中心管設置在罐體的中心位置。