吸附天然气储罐及灌装工艺

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                              技术领域\n本发明属于天然气的储存、运输及分配技术。\n                              背景技术\n我国天然气(包括油田气、煤层气)资源并不贫乏，但因主要蕴藏在中西部地区， 开发较晚。近年来虽然有输气管线建成，但若建成覆盖面广的输气管网，在资金和工 程方面都不是短时间内能够完成的。特别是某些气源的蕴藏量有限，不值得修建输气 管。因此，将天然气装罐运输及分配给用户使用，不但是目前的主要途径，即便将来 也有很大市场。其次，对于天然气汽车，吸附天然气储罐代替高压压缩储罐将导致天 然气成本的降低。\n现有的罐装天然气采用高压压缩办法。为增大罐装气量，必须提高灌气压力，通 常的灌气压力达到20-25MPa。为此，需要具备6级压缩的高压压缩机，压缩机投资、 占地与能耗大大提高了灌气费用。同时，耐受20-25MPa压力的储罐的技术等级和自重 也是一个相当严重的问题。现实中也常常发生缺乏高压压缩机或耐高压储罐的情况， 只好降低灌气压力，导致罐装容量的下降和运输成本的提高。\n                              发明内容\n针对目前罐装天然气存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种吸附天然气储 罐及罐装方法，可以实现在较低的灌气压力下达到较大的罐装容量。\n本发明包括天然气储罐和加气站灌气方法两部分。吸附天然气储罐的罐体可用金 属材料制成，也可采用非金属材料或复合材料制造，以减轻重量。其结构特征在于： 罐体中央设有一支气体循环管，管的下端开喇叭口，口上包有金属网和滤布。罐内填 充高表面活性炭或活性炭纤维制品，吸附剂被筛网和滤布与其它部分分隔。在所填充 的吸附剂内敷设电热元件。灌气采用的罐装设备主要由压缩机、压缩机出口冷却器、 气液分离器、净化器、二次冷却器组成。其特征在于：天然气中的强吸附组分被净化 器截留；灌气时产生的吸附热通过在储罐与二次冷却器之间的小循环或在包括净化器 再生步骤的大循环中予以移出；在大循环中，温度较高的气体将两组净化器中的一组 再生；灌气压力为3-10MPa。\n下面对本发明做进一步说明。罐体中央的气体循环管提供气体循环通道。灌气时， 脱除了强吸附组分的天然气从罐顶进入吸附剂床层，并从罐底喇叭口进入循环管返回。 通过中央循环管亦可引入再生气体(惰性吹扫气或温度较高气体)或与抽空系统连接，使 吸附剂再生。吸附剂中的电热元件用于快速放气时提高吸附剂床层温度，或在必要时用 于吸附剂再生。\n本发明的优点是：(1)对于同样容积的储罐，在中等压力水平下达到高压压缩的储 气量。与空罐相比，天然气罐装量增大倍数取决于所用吸附剂的比表面积和填充密度。 (2)中压压缩机和中压容器取代了高压压缩机和高压容器。(3)克服了吸附热效应对快速 灌气和放气条件下对罐装容量的影响。(4)保证天然气储罐的罐装容量恒定，吸附剂的 再生周期大大延长。(5)在需要快速放气情况下，亦可达到必要的放气速率。\n                              附图说明\n图1为本发明吸附天然气储罐结构示意图\n图2为本发明吸附天然气灌气站流程示意图\n图中1：罐体；2：吸附剂；3：筛板、丝网和滤布；4：进气管；5：中央循环管；6： 接线柱；7：法兰盘；8：电热丝；9：喇叭口；10：压缩机；11：压缩机出口冷却器； 12：气液分离器；13、14：并联净化器；15：二次气体冷却器；16：天然气储罐；17： 罐内温度指示仪；18：罐内压力指示仪；19：脱附气温度指示仪。\n                            具体实施方式\n实施例：在容积为100升(φ360×1000)的储气罐中填充一种高表面活性炭。在5MPa 灌气压力下，如果不填充吸附剂，只能装2.7公斤天然气，但若填充此种活性炭，则罐 装容量提高到12.6公斤，为单纯压缩储气量的4.7倍。若换算为标准体积，一个储气 罐释放的天然气量约为16.5立方米，对于一个三口之家，大约可用一个月。