蓄热式天然气吸附存储罐.pdf

本发明公开了一种蓄热式天然气吸附存储罐。该蓄热式天然气吸附存储罐包括罐体(3)，所述的罐体(3)内部设有多层天然气吸附剂(8)、多层金属网(7)、多层金属管(4)，金属管(4)内装有蓄热物质。本发明中的蓄热物质能够调节天然气吸附和脱附时存储罐内温度，以减小热效应，提高储运效率，不仅解决了偏远地区零散天然气回收问题，而且能够运用于大规模天然气储运以及天然气加气站。

1、  一种蓄热式天然气吸附存储罐，包括罐体(3)，其特征在于：所述的罐体(3)内部装有一种碳质天然气吸附剂(8)、多层金属网(7)、多层金属管(4)，金属管(4)内装有蓄热物质。

2、  根据权利要求1所述的蓄热式天然气吸附存储罐，其特征在于：在罐体内每铺设一层碳质天然气吸附剂(8)，在吸附剂上放置一层金属网(7)，金属网(7)上均匀分布金属管(4)，金属管内装有蓄热物质。

3、  根据权利要求1所述的蓄热式天然气吸附存储罐，其特征在于：蓄热物质组成为：Ca(NO₃)₂·4H₂O、Na₂HPO₄·7H₂O、CH₄COONa·4H₂O、Na₂S₂O₃·5H₂O、Na₂CO₃·10H₂O、Na₂SO₄·10H₂O、K₃PO₄·7H₂O、硼砂和尿素，其质量百分比分别为Ca(NO₃)₂·4H₂O 20.0％～40.0％、Na₂HPO₄·7H₂O18.0％～25.0％、CH₄COONa·4H₂O 8.0％～16.0％、Na₂S₂O₃·5H₂O 7.0％～12.0％、Na₂CO₃·10H₂O 5.0％～17.0％、Na₂SO₄·10H₂O 3.5.0％～13.0％、K₃PO₄·7H₂O 0.5％～4.0％、硼砂0.3％～1.8％、尿素0.1％～0.8％。

蓄热式天然气吸附存储罐
技术领域：
本发明涉及石油化工领域中运输天然气所用的一种存储罐，尤其是一种蓄热式天然气吸附存储罐。
背景技术：
现有的天然气储存系统，无论是液化天然气还是压缩天然气，为了增大储气量，通常的方法是增大压力。但是气体增高压力之后，会增加罐体厚度，增加建设成本、安全隐患等弊端。
发明专利(CN2546723Y)为了增加储气量，在储气罐内部设有电热件，从而减小热效应，储气量是现有中压储气罐同等储气量的2.5倍；安全性能好，储气压力低，提高设备和操作的安全性；此储气罐比现有储气罐的储气成本降低30％以上。但是也存在一些弊端，有些零散天然气井位于偏远地区，没有供电，因此限制了含有电热件天然气存储罐的应用范围，还有利用电热元件来消除热效应，消耗大量电能，从而也增加了天然气的存储运输成本。
发明专利(CN1792784A)涉及到一种车载式钢瓶，埋设储能元件以增加天然气的储气量。此项发明由于结构简单、体积小，因而只适用于车载钢瓶，不适用于大规模天然气的储运装置。
实用新型内容：
为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供一种蓄热式天然气吸附存储罐。本发明利用蓄热物质自身的相变调节天然气吸附存储罐内的温度，从而提高了储运效率。此项发明它不仅可以解决偏远地区零散天然气回收问题，还可以解决天然气大规模储运问题。
本实用新型的采用的技术方案是：该蓄热式天然气吸附存储罐包括罐体(3)，所述的罐体(3)内部装有一种碳质天然气吸附剂(8)、多层金属网(7)、多层金属管(4)，金属管(4)内装有蓄热物质。
上述的在罐体内每铺设一层碳质天然气吸附剂(8)，在吸附剂上放置一层金属网(7)，金属网(7)上均匀分布金属管(4)，金属管内装有蓄热物质；蓄热物质组成为：Ca(NO₃)₂·4H₂O、Na₂HPO₄·7H₂O、CH₄COONa·4H₂O、Na₂S₂O₃·5H₂O、Na₂CO₃·10H₂O、Na₂SO₄·10H₂O、K₃PO₄·7H₂O、硼砂和尿素，其质量百分比分别为Ca(NO₃)₂·4H₂O20.0％～40.0％、Na₂HPO₄·7H₂O 18.0％～25.0％、CH₄COONa·4H₂O 8.0％～16.0％、Na₂S₂O₃·5H₂O 7.0％～12.0％、Na₂CO₃·10H₂O 5.0％～17.0％、Na₂SO₄·10H₂O 3.5.0％～13.0％、K₃PO₄·7H₂O 0.5％～4.0％、硼砂0.3％～1.8％、尿素0.1％～0.8％。
本发明的使用包括充气和放气两个过程：1)充气过程：当天然气吸附存储罐系统进行充气时，由于热效应的存在，天然气存储罐系统在室温下充气时中心温度最高可达到100℃，此时存储罐内的蓄热物质发生相变吸收天然气存储罐系统充气时放出的大部分热量，使存储罐内的温度维持在40-50℃。2)放气过程：当天然气存储罐系统进行放气时，由于热效应的存在，天然气存储罐系统在室温下放气时最低温度可降低到零度以下，此时存储罐内的蓄热物质发生相变放出热量，使存储罐内的温度维持在5-15℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点及突出性效果：1.本发明采用一种新型复合型天然气吸附剂，吸附性能好，因而能够很有效的增加天然气储气效率。2.天然气吸附剂存储罐内埋设多层金属网，主要作用是，在进行天然气吸附和脱附时加速传质和传热，加快充气和放气速率。3.由于天然气存储罐内装有蓄热物质，因而能够很好地调节储罐内的温度从而增加天然气的储运效率。利用自身相变蓄热，减少其他能源的浪费，提高能源利用率。4.设备本体结构简单，建设成本低，既可做成小型天然气存储罐，也适用于大规模天然气储运方式，亦适用于天然气加气站存储天然气使用。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图。
1-入气孔，2-出气孔，3-罐体，4-金属管，5-压力表，6-人孔，7-金属网，8-吸附剂。
具体实施方式：
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明：
该蓄热式天然气吸附存储罐包括罐体3，罐体3上端有人孔6，人孔6是用来进行耐压金属管4、金属网7、碳质天然气吸附剂8的装填和卸载，罐体3内的相邻两层天然气吸附剂8之间设有金属网7，金属网7起到支撑天然气吸附剂、使天然气均匀分布进入罐体的作用，并且金属网7在充气和放气时起到加速传质和传热的作用，而金属管4间隔成排摆放在金属网7上，金属管4内装有蓄热物质，蓄热物质组成为：Ca(NO₃)₂·4H₂O、Na₂HPO₄·7H₂O、CH₄COONa·4H₂O、Na₂S₂O₃·5H₂O、Na₂CO₃·10H₂O、Na₂SO₄·10H₂O、K₃PO₄·7H₂O、硼砂和尿素，其质量百分比分别为Ca(NO₃)₂·4H₂O 36.0％、Na₂HPO₄·7H₂O 22.0％、CH₄COONa·4H₂O 13.0％、Na₂S₂O₃·5H₂O 9.5％、Na₂CO₃·10H₂O 8.0％、Na₂SO₄·10H₂O 6.0％、K₃PO₄·7H₂O 3.5％、硼砂1.5％、尿素0.5％。蓄热物质发生相变在充气时存储热量，在放气时能够放出热量，天然气吸附存储罐在运输天然气时不需设有电热件即可增大储量。
在使用本发明时，分为两个过程：充气过程和放气过程。
1)充气时，打开入气孔1上方的流量调节阀，使天然气进入罐体，由于热效应的存在，天然气储气罐吸附天然气时放出的热量由装在金属管4内的蓄热物质发生相变而吸收，从而增加天然气储气罐的储气量，同时压力表5显示罐内压力，当压力达到3.5-4MPa时即停止充气，用时约1.5-2小时。
2)放气时，打开出气孔2上方的流量调节阀，被天然气吸附剂吸附的天然气流向出气孔2后向外引出。
在多次充气和放气后，如果天然气吸附剂的吸附能力降低，可以通过人孔对吸附剂的卸载，利用加热的方法使天然气吸附剂再生，操作方便。本发明所述的蓄热式天然气吸附存储方式，不受地域的限制，适用于各种类型和大小的储罐，也适用于大型储气站储存气体使用。