吸附-水合耦合装置及吸附剂制备方法制造方法及图纸

吸附

【技术实现步骤摘要】
吸附
‑
水合耦合装置及吸附剂制备方法


[0001]本专利技术属于天然气储存
，尤其涉及吸附
‑
水合耦合装置及吸附剂制备方法
。

技术介绍

[0002]天然气具有清洁性好
、
成本较低以及分布广泛等优点，成为能源结构调整中重要的发展对象
。
天然气储运技术主要分为液化天然气
(LNG)、
压缩天然气
(CNG)、
天然气水合物
(NGH)、
吸附天然气
(ANG)
等
。
[0003]天然气水合物是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此也被称为“可燃冰”。
[0004]吸附天然气作为一种新兴的技术，较之液化天然气和压缩天然气，是更经济
、
环保的储气方式，其优越性表现为：储气压力低
、
储气瓶自重量轻
、
储气瓶形状选择余地大，空间利用率高等
。
[0005]目前，不论以何种技术储存天然气，主要存在的问题包括：储气压力高
、
储气速率慢
、
储气材料的寿命短
、
技术仍不完善以及难以应用到工程应用中
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供吸附
‑
水合耦合装置及吸附剂制备方法，以解决现有储存天然气技术储气压力高
、
储气速率慢
、
储气材料的寿命短的问题
。
本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]吸附
‑
水合耦合装置，包括保温底座
、
反应釜和水浴夹套，反应釜呈筒形，反应釜的上
、
下开口均通过耐高压视窗密封，反应釜设置在保温底座上，水浴夹套和外部罐体由内至外依次包覆在反应釜的外周，天然气通气接口依次穿过外部罐体和水浴夹套，并与反应釜连通，水浴夹套设有夹层空腔，冷却水进口和冷却水出口均穿过外部罐体与水浴夹套的夹层空腔连通，反应釜的顶部罩设有保温盖，保温盖的外端分别与外部罐体和水浴夹套抵靠相接，保温盖上设有与上端的耐高压视窗相适配的观察口，下端的耐高压视窗上设有照明灯，反应釜内设有吸附剂，所述吸附剂为
ZIF
‑8多孔材料
。
[0008]进一步的，还包括温度传感器，温度传感器的测头探入反应釜内
。
[0009]进一步的，还包括压力传感器，压力传感器的测头探入反应釜内
。
[0010]进一步的，还包括电阻率传感器，电阻率传感器的测头探入反应釜内
。
[0011]进一步的，保温盖设有夹层空腔，保温盖的夹层空腔内设有保温棉
。
[0012]进一步的，保温底座设有夹层空腔，保温底座的夹层空腔内设有保温棉
。
[0013]本专利技术还提供了吸附剂制备方法，所述吸附剂为上述吸附
‑
水合耦合装置中的吸附剂，包括以下步骤：
[0014]步骤一：按每
1.433
克重
Zn(NO3)2·
6H2O
与
1.187
克重2‑
甲基咪唑混合，并加入
113
毫升
DMF
溶液的比例搅拌得到混合溶液；
[0015]步骤二：将步骤一得到的混合溶液转移至恒温干燥箱中，保持
140
摄氏度持续加热
24
小时；
[0016]步骤三：转移至室温冷却后过滤，得到结晶物；
[0017]步骤四：将所述结晶物用
DMF
溶液重复洗涤三次，再次转移至恒温干燥箱中，保持
150
摄氏度干燥
12
小时，得到
ZIF
‑8多孔材料吸附剂晶体
。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0019]本专利技术可以单独实施天然气水合物法或吸附天然气法储存天然气，也可以共同实施天然气水合物法和吸附天然气法，形成一种新型的天然气储存方法
——
吸附
‑
水合耦合
(AHH)
，利用吸附
‑
水合耦合法储存天然气，天然气进入反应釜生成水合物并吸附在多孔材料上，采用
ZIF
‑8多孔材料作为吸附剂，可以降低多孔材料的局部温度，增强储气性能，实现了天然气较高密度的储存，通过本专利技术吸附剂制备方法得到的
ZIF
‑8多孔材料吸附剂具有热导率高
、
比表面积大和在高压下具有柔性特点，热导率越高，材料散热效果越好，减小热效应的影响；比表面积越大，吸附能力越强，孔径分布均匀可以为天然气水合物的生成提供成核位点，以此提高天然气储量；柔性材料可以发生呼吸作用，从小孔转变成大孔过程中，可以吸收储存过程中的吸附热和水合物生成热，减小热效应的影响，通过本专利技术吸附
‑
水合耦合装置存储天然气，水合物生成速度快
、
储存压力低，储气量高
。
附图说明
[0020]图1是本专利技术所述吸附
‑
水合耦合装置的结构示意图；
[0021]图中：1‑
保温底座
、2
‑
反应釜
、3
‑
水浴夹套
、4
‑
外部罐体
、5
‑
耐高压视窗
、6
‑
保温盖
、7
‑
照明灯
、8
‑
天然气通气接口
、9
‑
温度传感器
、10
‑
冷却水进口
、11
‑
冷却水出口
、12
‑
压力传感器
、13
‑
电阻率传感器
。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术
。
但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围
。
此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念
。
[0023]本专利技术所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接
、
铆钉连接
、
粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺栓连接
、
卡扣连接
、
销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认可在现有连接方式中找到至少一种连接方式实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择
。
例如：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
吸附
‑
水合耦合装置，其特征在于：包括保温底座
(1)、
反应釜
(2)
和水浴夹套
(3)
，反应釜
(2)
呈筒形，反应釜
(2)
的上
、
下开口均通过耐高压视窗
(5)
密封，反应釜
(2)
设置在保温底座
(1)
上，水浴夹套
(3)
和外部罐体
(4)
由内至外依次包覆在反应釜
(2)
的外周，天然气通气接口
(8)
依次穿过外部罐体
(4)
和水浴夹套
(3)
，并与反应釜
(2)
连通，水浴夹套
(3)
设有夹层空腔，冷却水进口
(10)
和冷却水出口
(11)
均穿过外部罐体
(4)
与水浴夹套
(3)
的夹层空腔连通，反应釜
(2)
的顶部罩设有保温盖
(6)
，保温盖
(6)
的外端分别与外部罐体
(4)
和水浴夹套
(3)
抵靠相接，保温盖
(6)
上设有与上端的耐高压视窗
(5)
相适配的观察口，下端的耐高压视窗
(5)
上设有照明灯
(7)
，反应釜
(2)
内设有吸附剂，所述吸附剂为
ZIF
‑8多孔材料
。2.
根据权利要求1所述的吸附
‑
水合耦合装置，其特征在于：还包括温度传感器
(9)
，温度传感器
(9)
的测头探入反应釜
(2)
内
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈树军，姜鑫昱，付越，谢先锋，段军，徐义恒，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：