吸附天然氣快速解吸方法技術

本發明專利技術公開了一種吸附天然氣快速解吸方法，包括一個密封的罐體，所述罐體上安裝有進氣閥、出氣閥、溫度計和壓力表，所述罐體內填充有吸附介質，所述罐體壁設有夾層，所述夾層內設有加熱管；所述吸附介質內設置有多根由相變材料制成的相變蓄熱棒。本發明專利技術利用相變蓄熱棒在充氣過程中吸熱并蓄積，使罐內溫度降低，增加吸附量；在放氣即解吸過程中，罐內溫度降低時，相變蓄熱棒放熱維持天然氣解吸，在相變蓄熱棒內的熱量耗盡后才由加熱管或其它熱源提供熱量繼續完成解吸，所以在解吸過程中消耗的能源少，且解吸速度快、解吸徹底，整個過程實現了熱量的最大利用率，保證了客戶端的天然氣供給穩定可靠。?

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種吸附天然氣解吸方法，尤其涉及一種解吸速度快、能耗低的。
技術介紹
隨著石油、煤炭等燃料的快速消耗，以及日益惡劣的環境氣候，如溫室效應等，天然氣(主要指甲烷)今年得到高度重視。我國天然氣資源豐富，全國大于5000億m3的含煤層氣盆地共有14個，埋深2000m以淺的煤層氣地質資源量約為36萬億m3。IOOOm以淺、1000-1500m和1500_2000m的煤層氣地質資源量，分別占全國煤層氣資源地質總量的38.8%,28.8%和32.4%。目前，關于天然氣的儲存、運輸以及使用，主要有三種途徑:壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)和吸附天然氣(ANG)。CNG儲氣壓力高(20— 25 MPa)，需昂貴的多級壓縮機，能耗大，儲存容器需耐高壓，自重大，具有一定危險性。LNG需低溫制冷，能耗高，儲氣設施維護保養較復雜，液化工藝復雜，設備造價高，運行費用也較高。此外，在城市天然氣供應中，調節日不均勻用氣和小時不均勻用氣主要依賴大型球罐(儲存壓力一般不超過I MPa)，金屬耗量大，造價高。而吸附天然氣(ANG)則是解決上述問題的一種較好途徑，近年來利用較低壓力(3.0 — 6.0 MPa)吸附儲存天然氣的ANG技術日臻完善，正逐漸顯示其競爭能力。ANG用途十分廣泛，除了可以用于車載方法供氣，還能用于小區生活供氣、城市燃氣公司天然氣儲存等。然而，吸附運輸完成后，在使用煤層氣之前，需要對氣體進行解吸。氣體的吸附是放熱過程，而氣體的解吸剛好相反是吸熱的過程。因此，ANG在充裝的過程中會放出大量的熱，使得氣瓶內溫度升高，影響吸附效果；同時在解吸的過程中，由于放熱ANG氣瓶溫度降低，從而降低天然氣的解吸速度，并使解吸不夠徹底，影響客戶端使用；雖然采用了外加熱源升溫的方法，但一則會耗費能源，二則加熱時機把握需要技巧，不便于應用。
技術實現思路
本專利技術的目的就在于為了解決上述問題而提供一種解吸速度快、能耗低的。本專利技術通過以下技術方案來實現上述目的: 本專利技術所述包括一個密封的罐體，所述罐體上安裝有進氣閥、出氣閥、溫度計和壓力表，所述罐體內填充有吸附介質，所述罐體壁設有夾層，所述夾層內設有加熱管；所述吸附介質內設置有多根由相變材料制成的相變蓄熱棒。相變材料(PCM - Phase Change Material,簡稱PCM)是指隨溫度變化而改變形態并能提供潛熱的物質。相變材料由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。相變材料主要包括無機PCM、有機PCM和復合PCM三類，無機類PCM主要有結晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等；有機類PCM主要包括石蠟、醋酸和其他有機物；復合PCM包含多種材料，它既能有效克服單一的無機物或有機物相變儲熱材料存在的缺點，又可以改善相變材料的應用效果以及拓展其應用范圍，應用更廣。本專利技術采用相變蓄熱棒的作用在于:天然氣在充裝時會放熱，放熱使罐內溫度升高，會降低天然氣的吸附效率，而相變蓄熱棒會自動吸熱并蓄積，是罐內溫度保持一致 ’天然氣解吸時會吸熱，使罐內溫度降低，會降低天然氣的解吸效率，此時相變蓄熱棒會自動放熱，使罐內溫度保持一致，保持解吸速度。當相變蓄熱棒內的熱量消耗完后，如果還沒完成解吸，才開啟加熱管或引入其它熱源，保持罐內溫度。具體地，所述相變蓄熱棒為四根，均勻設置于所述吸附介質內，四根所述相變蓄熱棒相互平行。進一步，所述罐體上還安裝有超壓時自動泄壓的安全閥。 所述罐體壁上與所述夾層對應的外壁上設有外接熱源接口。本專利技術的有益效果在于: 本專利技術利用相變蓄熱棒在充氣過程中吸熱并蓄積，使罐內溫度降低，增加吸附量；在放氣即解吸過程中，罐內溫度降低時，相變蓄熱棒放熱維持天然氣解吸，在相變蓄熱棒內的熱量耗盡后才由加熱管或其它熱源提供熱量繼續完成解吸，所以在解吸過程中消耗的能源少，且解吸速度快、解吸徹底，整個過程實現了熱量的最大利用率，保證了客戶端的天然氣供給穩定可靠。附圖說明圖1是本專利技術所述的透視結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明: 如圖1所示，本專利技術所述包括一個密封的罐體4，罐體4上安裝有進氣閥10、出氣閥3、溫度計2、壓力表9和安全閥1，罐體4內填充有吸附介質5，罐體壁設有夾層8，夾層8內設有加熱管7 ;吸附介質5內均勻設置有四根由相變材料制成的相變蓄熱棒6，四根相變蓄熱棒6相互平行；罐體壁上與夾層8對應的外壁上設有外接熱源接口(圖中未示出)，便于在必要時連接外部高溫氣體為罐內升溫。安全閥I在超壓時自動泄壓，確保安全。上述結構中，溫度計2和壓力表9為常規的標準件； 安全閥I為常規的彈簧式安全閥； 加熱管7為常規的加熱元件； 進氣閥10和出氣閥3為普通的低壓閥，其結構可為旋塞閥、球閥、蝶閥等； 與進氣閥10連接的進口管道深入罐體4內的底部，便于氣體的充裝； 吸附介質5為包括但不限于活性炭、石油焦、分子篩和膨潤土中的一種或幾種； 相變蓄熱棒6的材料為包括但不限于無機蓄熱材料、有機蓄熱材料和復合蓄熱材料中的一種； 罐體4為中低壓儲罐， 其材料為普通的耐壓材料，包括但不限于20、Q235等碳鋼材料，罐體4還可采用氣瓶等其它設備； 外接熱源為包括但不限于汽車水箱的熱水、汽車尾氣、工業熱水和工業廢氣中的一種或幾種。本專利技術的第一個特點是，采用相變蓄熱棒6，綜合利用ANG充裝過程中的熱量，維持ANG解吸速度，保證客戶端的天然氣供給。本專利技術的第二個特點是，用相變蓄熱棒6加速ANG解吸，既能消除充裝過程中放熱引起的升溫對天然氣吸附的不利影響，也能消除解吸過程中吸熱所引起的低溫對解吸速度的不利影響，實現熱量的最大利用。本專利技術的第三個特點是，用相變蓄熱棒6加速ANG解吸，當相變蓄熱棒6積蓄的熱量釋放完后，可通過加熱管7提供熱源或通過外接熱源接口引入其它熱源，維持ANG的解吸速度。本專利技術的第四個特點是，罐體4上設置有超壓自動泄壓的安全閥1，降低ANG充裝過程的危險性。本專利技術的第五個特點是，夾層8可使用的外接熱源廣泛，可根據實際情況，充分利用各種廢熱廢氣，避免資源的浪費。結合圖1，下面以幾個具體實施例作具體說明: 實施例1: 選取活性炭為吸附介質5，預先填充在以20碳鋼為材料的罐體4內部；選取無機的六水氯化鈣制作為相變蓄熱棒6，間隔安插在吸附介質5中。ANG充裝和解吸過程如下: 關閉出氣閥3，接好進氣口管道，打開進氣閥10，通過壓力表9讀數控制所灌裝的ANG氣體量，當壓力達到3.5MPa時候，關閉進氣閥10，完成氣體充裝；同時相變蓄熱棒6隨著充裝放熱量發生相變，將熱量蓄積起來； 當解吸使用ANG時，接好出氣管路，慢慢打開出氣閥3，煤層氣逐步解吸，輸送至使用端；隨著解吸的進行，相變蓄熱棒6根據溫度發生相變，逐步將所蓄積的熱量釋放出來；當相變蓄熱棒6所蓄熱量耗盡后，以汽車水箱中的熱水為熱源，通過外接熱源接口引入夾層8內，維持罐體4內的溫度，保證ANG的解吸速度； 當煤層氣全部解吸后，將整套方法重新返回充裝。實施例2: 吸附介質為分子篩，其余同實施例1。實施例3: 吸附介質為石油焦，其余同實施例1。實施例4: 蓄熱材料為有機的高密度聚乙烯，其余同實施例1。實施例5: 蓄熱材料為復合的定型石蠟丸，其余同實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種吸附天然氣快速解吸方法，包括一個密封的罐體，所述罐體上安裝有進氣閥、出氣閥、溫度計和壓力表，所述罐體內填充有吸附介質，所述罐體壁設有夾層，所述夾層內設有加熱管；其特征在于：所述吸附介質內設置有多根由相變材料制成的相變蓄熱棒。

【技術特征摘要】
1.一種吸附天然氣快速解吸方法，包括一個密封的罐體，所述罐體上安裝有進氣閥、出氣閥、溫度計和壓力表，所述罐體內填充有吸附介質，所述罐體壁設有夾層，所述夾層內設有加熱管；其特征在于:所述吸附介質內設置有多根由相變材料制成的相變蓄熱棒。2.根據權利要求1所述的吸附天然氣快速解吸方法，其特征在于:...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐毅，
申請(專利權)人：徐毅，
類型：發明
國別省市：