一种新型吸附天然气储罐制造技术

本实用新型专利技术公开一种新型吸附天然气储罐，其中，包括一罐体，在所述罐体中设置有用于存储吸附天然气的吸附床，所述吸附床包括由多层翅片构成的翅片换热器以及在相邻层翅片之间填充的吸附剂，在所述罐体中还设置有用于充放天然气的中心管，所述中心管插入设置在吸附床中，在所述罐体中还设置有用于对吸附剂进行换热的冷却管。本实用新型专利技术将翅片换热器应用在吸附天然气储罐中，配合冷却管，以及设置在翅片之间填充的吸附剂，使得储罐中天然气吸附及脱附操作过程受吸脱附热效应影响较小，以及充放气过程快捷便利，吸附容量高，实现了天然气的快速吸附储运。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及天然气储运
，尤其涉及一种新型吸附天然气储罐。
技术介绍
吸附天然气（Adsorbed Natural Gas，ANG）存储技术作为替代压缩天然气（CNG）存储技术，以用于能量储运而吸引了众多研究者的关注，ANG的设计具有更高的能量密度，相比CNG技术其存储压力大大降低。ANG存储系统借助于吸附技术的优势将天然气存储在相对低压（3-6 MPa）的轻质储罐内，储罐内冲填有多孔的吸附剂。ANG技术可以实现灵活的储罐外形设计，其储存压力使用并不昂贵的单级压缩机就可以很容易地实现。ANG存储系统中的天然气是吸附于多孔吸附剂上，易于受到吸附和脱附过程中热效应的影响。由于吸附是一个等温过程，相比等温吸附过程而言充气过程中吸附剂温度升高，由此导致气体存储能力下降，因此，天然气在充气时不得不尽量降低流量，以使其充气过程接近于等温吸附，因此而延长了充气时间。同样地，放气时吸附剂温度会降低，从而增加吸附物的残留量，由此在降压过程中减少了气体储运量。一般解决办法是增加一套装置使其在充气时制冷，在放气时加热。目前的方法主要是增强从ANG罐壁到储罐中心的换热，通过在储罐中插入一根多孔管（气体扩散器）至吸附剂床中心而实现。气体分子质量输送的阻力通过在径向而非轴向改变气体扩散方向而被大大的减小了。但是，由于吸附剂热性能（如导热系数，比热容）较差，在ANG储罐充放气过程中热效应并没有明显得到提高。另外，也有对吸附材料进行改进的方法，Biloe等研究了高热导率的吸附剂合成材料，这种材料是将活性炭和高导热材料（如膨胀天然石墨ENG）加以合成。尽管吸附剂合成后其热导率提高了30倍，但是由于粘合材料占据了吸附剂床的一定空间，该技术减少了相同储罐容积的气体吸附量。Mota和Jasionowski等则在吸附剂床中引入了一种相变材料（水合盐），通过消耗吸附热和供应解析热的方式增强了热容量。但是，这种材料要求其比熔点接近环境温度，而ANG储罐的操作条件各异，各地环境温度差别较大。此外，该方法的缺点还在于相变材料也占据了储罐总容量的相当一部分体积，因此影响了储罐整体的吸附容量。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种新型吸附天然气储罐，旨在解决现有的吸附天然气储运技术中易受热效应影响、吸附容量有待提高的问题。本技术的技术方案如下：一种新型吸附天然气储罐，其中，包括一罐体，在所述罐体中设置有用于存储吸附天然气的吸附床，所述吸附床包括由多层翅片构成的翅片换热器以及在相邻层翅片之间填充的吸附剂，在所述罐体中还设置有用于充放天然气的中心管，所述中心管插入设置在吸附床中，在所述罐体中还设置有用于对吸附剂进行换热的冷却管。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述罐体顶部设置有冷却水进口，所述冷却水进口下方连接有进水汇集管，所述进水汇集管连接有多根进水冷却管，所述进水冷却管插入到吸附床中，并在底部通过U型弯连接对应的出水冷却管，所述出水冷却管均连接到一出水汇集管中，所述出水汇集管连接至设置在罐体顶部的冷却水出口。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述中心管插入在吸附床的部分的管壁上设置有多个开孔，所述开孔的直径为1~10mm。所述的新型吸附天然气储罐，其中，相邻开孔的间隔为5~100nm。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述相邻层的翅片之间的间距为10~200mm。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述吸附床外侧采用钢丝网进行固定。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述罐体底部留有预定的空间，所述空间大小为罐体内部体积的5%~15%。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述罐体顶部包括一上密封法兰盘以及下密封法兰，所述上密封法兰盘与下密封法兰之间通过螺钉固定，并在上密封法兰盘与下密封法兰之间设置有密封垫。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述进水汇集管以及出水汇集管均横向设置在吸附床上方。所述的新型吸附天然气储罐，其中，所述中心管设置在罐体的中心位置。有益效果：本技术将翅片换热器应用在吸附天然气储罐中，配合冷却管，以及设置在翅片之间填充的吸附剂，使得储罐中天然气吸附及脱附操作过程受吸脱附热效应影响较小，以及充放气过程快捷便利，吸附容量高，实现了天然气的快速吸附储运，本技术具有储运密度大、能效高等优点，有效提高了吸附天然气的储运效率，可大规模应用于天然气中短距离储运领域中。附图说明图1为本技术一种新型吸附天然气储罐较佳实施例的结构示意图。图2为图1所示示意图中A-A面的剖视图。图3为本技术的新型吸附天然气储罐中活性炭压片成型后的结构示意图。具体实施方式本技术提供一种新型吸附天然气储罐，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1，图1为本技术一种新型吸附天然气储罐较佳实施例的结构示意图，如图所示，其包括一罐体24，在该罐体24中设置有用于存储吸附天然气的吸附床（图中未示出），此吸附床包括翅片换热器，翅片换热器由多层用于导热的翅片21构成，在相邻层翅片21之间填充有吸附剂22，吸附剂22可以采用压片成型，通过压片成型为需要的形状安装在翅片21之间，整体构成吸附床，从而使吸附床整体可更换式安装，便于吸附剂充填更换也便于罐体内部检修。在罐体21中还设置有用于充放天然气的中心管15，该中心管15的充放气口设置在顶端，所述中心管15插入设置在吸附床中，例如如图1所示的竖向插入在吸附床中，该中心管15的作用是对储罐中充入天然气或从储罐中放出天然气，另外，在所述罐体24中还设置有冷却管，该冷却管的作用是增强吸附床在充放天然气中的热传递，减小吸附热效应，增强储罐吸附效率，即增强与吸附床的换热，冷却管中可通过通入循环水来进行热交换，例如循环冷水或循环热水。下面结合附图2和附图3来对本技术的结构进行具体的说明。如图1所示，在所述罐体24顶部设置有冷却水进口14，所述冷却水进口14下方连接有进水汇集管16，该进水汇集管16水平设置，用来将循环水分别流入到进水冷却管20，进水冷却管20设置有多根，并均连接到该进水汇集管16上，进水冷却管20插入到吸附床中，这样从冷却水进口14流入的循环水通过进水汇集管16流入到各进水冷却管20中，与吸附床进行换热。在进水冷却管20底部，其通过U型弯25（即U型管）连接出水冷却管19，一进水冷却管20与一出水冷却管19连接，这样多根出水冷却管19也从储罐底部延伸至吸附床的上方，并在吸附床上方与一出水汇集管18连接，出水汇集管18再连接设置在罐体24顶部的冷却水出口17，实现循环水的循环。这样出水冷却管19与进水冷却管20交叉排列在翅片式换热器中，联合翅片式换热器，大大降低天然气在储罐内吸附和脱附过程中的热效应。在吸附过程中，吸附产生的热量，通过穿过翅片安装的冷却管流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型吸附天然气储罐，其特征在于，包括一罐体，在所述罐体中设置有用于存储吸附天然气的吸附床，所述吸附床包括由多层翅片构成的翅片换热器以及在相邻层翅片之间填充的吸附剂，在所述罐体中还设置有用于充放天然气的中心管，所述中心管插入设置在吸附床中，在所述罐体中还设置有用于对吸附剂进行换热的冷却管。

【技术特征摘要】
1.一种新型吸附天然气储罐，其特征在于，包括一罐体，在所述罐体中设置有用于存储吸附天然气的吸附床，所述吸附床包括由多层翅片构成的翅片换热器以及在相邻层翅片之间填充的吸附剂，在所述罐体中还设置有用于充放天然气的中心管，所述中心管插入设置在吸附床中，在所述罐体中还设置有用于对吸附剂进行换热的冷却管。
2.根据权利要求1所述的新型吸附天然气储罐，其特征在于，所述罐体顶部设置有冷却水进口，所述冷却水进口下方连接有进水汇集管，所述进水汇集管连接有多根进水冷却管，所述进水冷却管插入到吸附床中，并在底部通过U型弯连接对应的出水冷却管，所述出水冷却管均连接到一出水汇集管中，所述出水汇集管连接至设置在罐体顶部的冷却水出口。
3.根据权利要求1所述的新型吸附天然气储罐，其特征在于，所述中心管插入在吸附床的部分的管壁上设置有多个开孔，所述开孔的直径为1~10mm。
4.根据权利要求3所述的新型吸附天然气储罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：温永刚，陈秋雄，陈运文，滕云龙，樊栓狮，郎雪梅，王燕鸿，安成名，陆涵，
申请(专利权)人：深圳市燃气集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44