一种带吸附罐的液化天然气汽车燃料系统

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一种带吸附罐的液化天然气汽车燃料系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及液化天然气汽车技术领域，具体涉及一种带吸附罐的液化天然气汽车燃料系统。\n背景技术\n[0002] 吸附存储天然气技术是在储罐中装入具有高比表面积和丰富微孔结构的专用吸附剂，利用固体吸附剂分子和天然气分子之间范德华力的作用将天然气吸附。温度越低、压力越高，吸附剂的吸附能力越强。当储罐中压力低于外界时，进入储罐的气体被吸附存储下来，充气吸附是放热过程。当储罐中压力高于外界时，储罐中的气体脱附离开储罐，放气脱附是吸热过程。目前吸附存储天然气技术主要应用于天然气汽车，国外已经有试运行的吸附天然气汽车。车用吸附存储天然气技术的优点是储罐重量轻、压力低、安全可靠，缺点是储气密度低、吸附脱附过程缓慢且伴随热效应。\n[0003] 近年来，为保护环境及减小对石油的依赖程度，世界上很多国家致力于发展燃气汽车，其中液化天然气汽车在我国发展势头良好，已经在多个省市得到使用。现有的液化天然气汽车燃料系统主要包括燃料罐、连接管路、汽化装置、减压装置、安全装置等。燃料罐中的液化天然气存储温度一般在-160℃以下，经过汽化复温、减压混合后进入发动机。现有的液化天然气汽车存在燃料自汽化问题，即长时间停车时，由于燃料罐有漏热，液化天然气会缓慢汽化，引起燃料罐内压力升高。目前解决这一问题的措施是当燃料罐内的压力超过设定值后，安全阀自动打开放气，从而造成燃料浪费和环境污染，且通风不畅时易形成安全隐患。\n发明内容\n[0004] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种带吸附罐的液化天然气汽车燃料系统，利用吸附存储天然气技术收集存储停车时缓慢汽化的液化天然气，具有装置简单、运行可靠和节能环保的优点。\n[0005] 为达到上述目的，本发明采取的方案为：\n[0006] 一种带吸附罐的液化天然气汽车燃料系统，包括液化天然气储罐1，液化天然气储罐1的底部出口通过控制阀2与汽化器3的进口连接，汽化器3的出口与减压器4的进口连接，减压器4的出口与发动机5的进气通道连接，发动机5的排气通道与尾气净化器6的进口连接，尾气净化器6的出口与吸附罐8的外腔体进口15连接，液化天然气储罐1的顶部出口通过储气阀9与吸附罐8的内腔体进口16连接，吸附罐8的内腔体出口14通过供气阀7与发动机5的进气通道连接。\n[0007] 所述的吸附罐8，外观呈圆柱形，为铝合金双层结构，吸附罐外壳10与吸附罐内壳\n11构成的腔体内通发动机排气，吸附罐内壳11构成的腔体内填充活性炭吸附剂12，活性炭吸附剂12由过滤板13固定，吸附罐8的内腔体进口16和内腔体出口14连通，外腔体进口\n15和外腔体出口17连通。\n[0008] 本发明的工作原理为：利用低温下活性炭吸附剂12对天然气吸附能力显著增强的特点，在液化天然气汽车停车时，用活性炭吸附燃料缓慢汽化产生的低温天然气，在行车时利用发动机高温排气的热量对活性炭进行脱附，放出的天然气供应给发动机。\n[0009] 本发明克服了车用吸附存储技术中储气密度低、吸附脱附过程缓慢且伴随热效应的不足，发挥了吸附罐重量轻、储气压力低的优势，解决了液化天然气汽车在长时间停车时燃料罐内压力升高的问题，便于对原有的液化天然气汽车燃料系统做改造，具有简便可靠、节能环保的优点。\n附图说明\n[0010] 图1为本发明的结构示意图。\n[0011] 图2为本发明的吸附罐8的剖示图。\n具体实施方式\n[0012] 以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。\n[0013] 参照图1和图2，一种带吸附罐的液化天然气汽车燃料系统，包括液化天然气储罐\n1，液化天然气储罐1的底部出口通过控制阀2与汽化器3的进口连接，控制阀2可以开停液化天然气供给和控制液化天然气汽化量，汽化器3为螺旋管换热器，管侧通液化天然气，壳侧通发动机冷却水，汽化器3的出口与减压器4的进口连接，减压器4由两个调压阀串连构成，减压器4的出口与发动机5的进气通道连接，天然气与空气混合后进入发动机5的气缸燃烧，发动机5的排气通道与尾气净化器6的进口连接，尾气净化器6可以过滤掉发动机排气中的大部分颗粒物，有利于减少管路中的积垢，尾气净化器6的出口与吸附罐8的外腔体进口15连接，液化天然气储罐1的顶部出口通过储气阀9与吸附罐8的内腔体进口16连接，储气阀9为单向阀，开闭可以手动控制或由两侧压差自动控制，吸附罐8的内腔体出口14通过供气阀7与发动机5的进气通道连接，供气阀7与储气阀9的类型相同。\n[0014] 参照图2，所述的吸附罐8，外观呈圆柱形，为铝合金双层结构，吸附罐外壳10与吸附罐内壳11构成的腔体内通发动机排气，吸附罐内壳11构成的腔体内填塞活性炭吸附剂\n12，活性炭吸附剂12可以反复对天然气进行吸附和脱附，活性炭吸附剂12由过滤板13固定，吸附罐8的内腔体进口16和内腔体出口14连通，外腔体进口15和外腔体出口17连通，过滤板13由隔板和多层铁丝网构成，可以固定活性炭吸附剂12在吸附罐8中的相对位置，并防止活性炭颗粒进入天然气管路，进入吸附罐8的天然气温度较低、压力较高，离开吸附罐8的天然气温度较高、压力较低。\n[0015] 本发明的工作原理为：利用低温下活性炭对天然气吸附能力显著增强的特点，在液化天然气汽车停车时，用活性炭吸附燃料缓慢汽化产生的低温天然气，在行车时利用发动机高温排气的热量对活性炭进行脱附，放出的天然气供应给发动机。停车时，液化天然气储罐1内的部分液化天然气缓慢汽化成低温天然气，当液化天然气储罐1内的压力超过设定值后，储气阀9自动打开，温度较低、压力较高的天然气经过储气阀9进入吸附罐8，与活性炭吸附剂12接触后被吸附，同时低温天然气对活性炭吸附剂12起冷却作用，使充气吸附过程在较低温度下进行，吸附过程中吸附罐8内的压力持续下降。行车时，燃料系统有两路可以供气：一是低温的液化天然气从液化天然气储罐1通过控制阀2进入汽化器3，经过汽化复温，再进入减压器4降压，然后进入发动机5；二是吸附罐8内的压力超过设定值后，供气阀7自动打开，温度较高、压力较低的天然气经过供气阀7进入发动机5。发动机5产生的高温排气经过尾气净化器6，进入吸附罐8的外腔体进口15，然后通过吸附罐8的外腔体出口17排向外界环境，高温排气的热量通过吸附罐内壳11传递给活性炭吸附剂12，驱动放气脱附过程，脱附过程中吸附罐8内的压力持续上升。\n[0016] 附图中：1为液化天然气储罐；2为控制阀；3为汽化器；4为减压器；5为发动机；6为尾气净化器；7为供气阀；8为吸附罐；9为储气阀；10为吸附罐外壳；11为吸附罐内壳；\n12为活性炭吸附剂；13为过滤板；14为内腔体出口；15为外腔体进口；16为内腔体进口；\n17为外腔体出口。