用于使氣體的吸附存儲優(yōu)化的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種用于使氣體在存儲容器中的存儲優(yōu)化的系統(tǒng)包括：存儲容器，與存儲容器選擇性地連接以向存儲容器供應氣體的氣體供應源，用以測量存儲容器內壓力的壓力表，多種吸附材料，被配置以確定至少一個存儲容器的重量或質量中的至少一個的測量裝置，以及計算裝置。多種吸附材料中的每一種吸附材料被單獨地設置在存儲容器內從而分開地評估。計算裝置與測量裝置通信地連接并且被配置以基于由測量裝置所測量的重量或質量來處理所接收的信息。計算裝置被配置以基于由測量裝置所確定的信息來確定設置在存儲容器內的每一種吸附材料的密度、吸附能力和脫附率。
【專利說明】用于使氣體的吸附存儲優(yōu)化的方法和裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及一種用于將氣體吸附地存儲在存儲容器內的方法和設備，存儲 容器具有位于其內的吸附劑材料。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于評估吸附材料以使天然 氣在存儲容器內的存儲優(yōu)化的方法和設備。

【背景技術】
[0002] 在氣體燃料存儲應用中，已發(fā)現(xiàn)，使用大的表面面積的吸附材料（S卩，吸附或吸收 材料）能在相對低的壓力下提供相當大的氣體存儲能力。但是，同樣發(fā)現(xiàn)，不是所有的由吸 附材料吸附的氣體都能從存儲容器中排出。因此，雖然使用吸附材料能提高存儲容器的存 儲能力，但是獲得大的存儲能力是以存儲容器的排出能力為代價的。


【發(fā)明內容】

[0003] 根據本發(fā)明的一個方面，描述了一種用于使天然氣在存儲容器中的存儲優(yōu)化的方 法。存儲容器具有控制氣體從存儲容器中流入和流出的閥體。存儲容器具有空容器重量。 該方法包括提供多種吸附材料。所述多種吸附材料中的每一種吸附材料具有不同密度或不 同網孔尺寸中的至少一個。
[0004] 對于多種吸附材料中的每一種吸附材料，該方法進一步包括：將吸附材料設置在 存儲容器內，確定存儲容器和設置在存儲容器內的吸附材料的中間容器重量，以及向所述 存儲容器填充天然氣直至在所述存儲容器內達到預定壓力。天然氣的第一部分被吸附材料 吸附。對于所述多種吸附材料中的每一種吸附材料，所述方法還包括：確定填充天然氣至預 定壓力的存儲容器和吸附材料的第一填充容器重量，以及打開閥體以使天然氣從存儲容器 中流出直至天然氣基本上停止從存儲容器流出。在天然氣基本上停止從所述存儲容器中流 出之后，被吸附的天然氣的第二部分仍然由吸附材料吸附。在天然氣基本上停止從所述存 儲容器流出之后，所述方法還包括：確定所述存儲容器、所述吸附材料以及天然氣的第二部 分的第一脫附重量，基于所述第一填充容器重量和中間容器重量來確定吸附能力，基于所 述第一填充容器重量和第一脫附重量來確定脫附率，以及基于所述空容器重量和中間容器 重量來確定吸附材料的密度。所述方法進一步包括通過比較針對所述多種吸附材料中的每 一種吸附材料而確定的吸附率、脫附率和密度，選擇所述多種吸附材料中的一種吸附材料。
[0005] 根據本發(fā)明的另一方面，計算機可讀存儲介質對用于管理系統(tǒng)以執(zhí)行上述方法的 指令進行譯碼。
[0006] 根據本發(fā)明的另一方面，一種用于使天然氣在存儲容器中的存儲優(yōu)化的系統(tǒng)包 括：至少一個包括截流閥的存儲容器，所述截流閥被配置以控制氣體從所述至少一個存儲 容器中流入和流出；與所述存儲容器連接以向所述至少一個存儲容器供應氣體的氣體供應 源；用以測量所述至少一個存儲容器內的壓力的壓力表；多種吸附材料；被配置以確定至 少所述至少一個存儲容器的重量或質量中的至少一個的測量裝置；以及計算裝置。所述多 種吸附材料中的每一種吸附材料被單獨地設置在所述至少一個存儲容器內從而分開地評 估。所述計算裝置與所述測量裝置通信地連接并且被配置以處理所接收的基于由所述測量 裝置所測量的重量或質量信息。所述計算裝置被配置以基于由所述測量裝置所確定的信息 來確定設置在所述至少一個存儲容器內的每一種吸附材料的密度、吸附能力和脫附率。
[0007] 基于下文所提供的參考附圖所進行的各種實施方式的詳細說明，對于本領域技普 通技術人員來說，本發(fā)明的其他方面會是清楚的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1顯示了根據本發(fā)明的一些方面的示例性的氣體存儲容器和氣體供應源。
[0009] 圖2顯示了根據本發(fā)明的一些方面的用于使氣體在存儲容器內的存儲優(yōu)化的示 例性系統(tǒng)。
[0010] 圖3顯示了根據本發(fā)明的一些方面的用于使氣體在存儲容器內的存儲優(yōu)化的示 例性方法。
[0011] 雖然本發(fā)明可接受進行各種修改和選擇性的形式，但是通過實施例，在附圖中顯 示了具體的實施方式并且在下文中詳細地描述了具體的實施方式。但是應當認為，并不是 要把本發(fā)明限定在所公開的特定方式中。相反地，本發(fā)明包含所有落入通過權利要求所限 定的本發(fā)明的構思和范圍內的修改方案、等同方案和選擇性方案。

【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明提供了用于評估存儲容器內的吸附材料以使氣體在存儲容器內的存儲優(yōu) 化的系統(tǒng)和方法。應當注意的是，本文中所使用的術語"吸附的（adsorbent)"和"吸附性 的（adsorptive)"涉及使用吸附的（sorbent)、吸附性的（sorptive)或吸收的（absorbent) 材料。
[0013] 參考圖1，其顯示了用于存儲氣體的示例性存儲容器10和用于供應氣體(例如天 然氣)的示例性天然氣供應源14。存儲容器10包括入口 /出口裝置12,入口 /出口裝置12 被配置以允許存儲容器10選擇性地與氣體供應源14流體連接和斷開。根據本發(fā)明的一些 方面，入口 /出口裝置12能包括截流閥16,截流閥16被配置以選擇性地打開和關閉存儲容 器10與氣體供應14之間的流體連通。此外，存儲容器10能包括壓力表24,壓力表24被配 置以顯示存儲容器10內的壓力。
[0014] 氣體供應源14包括管道或管18,管道或管18被配置以選擇性地與入口 /出口裝 置12連接和斷開。氣體供應源14能進一步包括截流閥20,截流閥20被配置以選擇性地控 制來自氣體供應源14的氣體流動。
[0015] 根據本發(fā)明的方面，存儲容器10進一步包括吸附材料22?？煽紤]的是，存儲容器 10能選擇性地包括過濾器(未示)，過濾器被配置以防止吸附材料22不經意地或非故意地 從存儲容器10泄出。
[0016] 吸附材料22被配置以等溫地吸附一部分存儲在存儲容器10內的氣體。被配置以 等溫地吸收氣體的吸附材料22能由一種或多種不同類型的材料組成。例如，吸附材料22 能包括活性炭、沸石、硅膠、粘土、這些物質的混合物和/或類似物質?；钚蕴康姆窍拗菩岳?子包括木質炭、源自椰子殼的炭或人工合成炭。
[0017] 吸附材料22也能被配置以具有多種不同網孔尺寸的一種。正如本領域技術人員 已知的，網孔尺寸涉及吸附材料22的表面上細孔的尺寸。例如，活性炭材料的表面區(qū)域可 具有間隙空間和/或微孔、大孔和/或中等孔的混合，從上述間隙空間和/或微孔、大孔和 /或中等孔中被吸附在吸附材料(即：活性炭)內的氣體能逃逸。即，表面特征和/或間隙空 間的混合能被表述成網孔尺寸，并且這些特征的分布能影響吸附材料22的存儲能力（即， 吸附材料吸附氣體的能力）和吸附材料的釋放能力（即，吸附材料22脫附氣體的能力）。
[0018] 另外，存儲容器10內的吸附材料22的數(shù)量或密度能影響存儲容器10的存儲能力 和釋放能力。因此問題在于，如何從包含不同類型的材料、不同網孔尺寸和/或不同密封的 多種潛在吸附材料22中選擇吸附材料22。
[0019] 吸附材料22的存儲能力和釋放能力是評價存儲容器10的性能的重要因素。存儲 容器10內的吸附材料22的存儲能力通常大于吸附材料22的釋放能力。因此，如果吸附材 料22不能釋放足夠量的被存儲的氣體，即使特定吸附材料22可具有高的存儲能力，將會浪 費難以接受量的氣體并且吸附材料22也不會適于商業(yè)目的。
[0020] 吸附材料22的存儲能力和釋放能力并不是使存儲容器10內的存儲優(yōu)化所要考慮 的唯一因素。另外，吸附材料22的成本要被考慮以確定商業(yè)目的的吸附材料22的可行性。 吸附材料22的成本通常涉及吸附材料22的密度，因為吸附材料22通常是以每磅(或重量 單位)為基準銷售的。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能被用于評估一種或多種吸附材料22的存儲能 力、釋放能力和成本以使存儲容器10內的氣體的存儲優(yōu)化。
[0021] 參考圖2,根據本發(fā)明的一些方面，其顯示了用于使存儲容器110 (例如，涉及圖1 所描述和顯示的存儲容器10)內的天然氣的存儲優(yōu)化的系統(tǒng)100的功能性模塊圖。如圖2 所示，系統(tǒng)100包括存儲容器110、一種或多種吸附材料122、壓力表124、氣體供應源114、 測量裝置126、計算裝置128和一個或多個輸入/輸出裝置130。
[0022] 如上所述，存儲容器110被配置以存儲氣體，氣體供應源114被配置以向存儲容器 110供應氣體，而壓力表124被配置以提供存儲容器110內的壓力指標。另外，如上所述， 一種或多種吸附材料122被分別配置以被設置在存儲容器110內并且吸收一部分存儲容器 110內的氣體。
[0023] 存儲容器110通信地與測量裝置126連接。測量裝置126被配置以測量和提供存 儲容器11〇(和/或存儲容器110內或上的任何其他部件，例如，入口 /出口 12、壓力表24、 截流閥16等）的重量和/或質量的指標。例如，正如下文要詳細描述的，測量裝置126能 被配置以單獨測量存儲容器110的重量、測量存儲容器110和設置在存儲容器110內的吸 附材料122的重量、存儲在存儲容器110內的氣體的重量或質量、和/或從存儲容器110所 釋放的氣體的重量或質量。作為非限制性例子，測量裝置126能包括計重稱，計重稱被配置 以測量和提供重量的指標。作為另外的和/或選擇性的非限制性例子，測量裝置126能包 括質量流量計，質量流量計被配置以測量單位時間流入或流出存儲容器10的氣體質量。例 如，質量流量計能與入口 /出口裝置12連接。
[0024] 測量裝置126通信地與計算裝置128連接。計算裝置128能包括一個或多個處理 器，處理器被配置以接收和處理基于由測量裝置126所測量的信息。通常，處理器可作為硬 件和軟件的組合而被實施。硬件方面可包括有效地連接的硬件部件的組合，這些硬件部件 包括微處理器、邏輯電路、通信/網絡接口、數(shù)字濾波器、存儲器或邏輯電路。處理器可用 于執(zhí)行由計算機可執(zhí)行代碼所指定的操作，計算機可執(zhí)行代碼可被存儲在計算機可讀介質 上。
[0025] 如上所述，處理器可以是執(zhí)行軟件或所存儲的指令的可編程處理裝置，例如傳統(tǒng) 的外部計算器或機載現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)或數(shù)字信號處理器（DSP)。通常，本發(fā)明 實施方式所使用的用于任何處理或評估的物理處理器和/或機器可以包括一個或多個網 絡的或非網絡的通用計算機系統(tǒng)、微處理器、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)、數(shù)字信號處理器 (DSP)、微控制器和類似裝置，上述這些設備根據本發(fā)明【具體實施方式】的教導被設定程序， 這些對于計算機和軟件領域的技術人員是可理解的。物理處理器和/或機器可以與圖像捕 捉裝置外部地網絡連接，或者可以被集成在圖像捕捉裝置內。正如軟件領域的技術人員可 理解的，基于【具體實施方式】的教導，普通的程序員能很容易地編制合適的軟件。另外，具體 實施方式的裝置和子系統(tǒng)能通過制備特定應用的集成電路或通過相互連接傳統(tǒng)組件電路 的合適網絡而被實現(xiàn)，這些對于電子領域的技術人員是可以理解的。因此，【具體實施方式】并 不限定于硬件電路和/或軟件的具體組合。
[0026] 本發(fā)明【具體實施方式】可包括存儲在任一種計算機可讀介質上或其組合上的軟件， 該軟件用于控制【具體實施方式】的裝置和子系統(tǒng)、用于驅動【具體實施方式】的裝置和子系統(tǒng)、 用于使【具體實施方式】的裝置和子系統(tǒng)與使用者相互交流以及類似功能。所述軟件能包括， 但不限于，設備驅動器、固件、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、應用軟件和類似的軟件。所述計算機可 讀介質進一步能包括本發(fā)明實施方式的計算機程序產品，該計算機程序產品用于執(zhí)行實施 過程中被執(zhí)行的所有進程或一部分進程(如果進程被分配)。本發(fā)明【具體實施方式】的計算機 代碼裝置能包括任何合適的可編譯或可執(zhí)行的代碼機制，包括但不限于腳本、可編譯程序、 動態(tài)鏈接庫（DLL)、Java class類和Java applet類、完整的可執(zhí)行程序和類似代碼機制。 另外，本發(fā)明【具體實施方式】的部分進程能被分配從而實現(xiàn)更好的性能、可靠性、成本或類似 性能。
[0027] 普通形式的計算機可讀介質可包括例如，軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、任何其他 合適的磁性介質、⑶-ROM、⑶RW、DVD、任何其他合適的光盤、穿孔卡、紙質磁帶、光學標記 單、任何其他合適的具有孔或其他光學可識別標記的物理介質、RAM、PROM、PROM、EPROM、 FLASH-EPROM、任何其他合適的存儲芯片或磁帶盒、載波或任何其他合適的計算機能讀取的 介質。
[0028] 計算裝置128與輸入/輸出裝置130通信地連接。輸入/輸出裝置130被配置以 接收來自系統(tǒng)1〇〇的操作者的輸入和/或提供輸出給系統(tǒng)1〇〇的操作者。作為非限制性例 子，輸入/輸出裝置130能包括一個或多個顯示區(qū)域，顯示區(qū)域用于向操作者顯示與吸附材 料122的評估和/或系統(tǒng)100的一個或多個部件的操作關聯(lián)的信息。另外，例如，輸入/輸 出裝置130能包括觸摸屏、按鍵、鼠標、操縱桿、鍵盤、這些裝置的組合和/或類似裝置。通 過輸入/輸出裝置來自操作者的輸入能被轉換成由計算裝置128處理的電數(shù)據信號。
[0029] 根據本發(fā)明的一些方面，測量裝置126能直接與計算裝置128連接從而使得測量 裝置126能產生顯示測量的測量信號，該測量信號能直接由計算裝置128接收并處理。根據 本發(fā)明的其他和/或選擇性方面，計算裝置128能產生控制信號，控制信號由測量裝置126 接收以控制測量裝置的操作。在這些方面，輸入/輸出裝置130能選擇性地用于使得計算 裝置128產生至少一些控制信號。
[0030] 根據本發(fā)明的選擇性方面，測量裝置126可間接地與計算裝置128連接。例如，基 于由測量裝置126所獲得的測量的信息能由計算裝置128通過輸入/輸出裝置130接收。 根據這些選擇性方面，操作者能使用輸入/輸出裝置130產生輸入信號，該輸入信號由計算 裝置128接收并且顯示由測量裝置126所獲得的測量。
[0031] 測量信號、控制信號和/或輸入信號能選自電流、電壓、電荷、光信號、光兀件、磁 信號和磁元件。可考慮的是，通過有線和/或無線通信傳輸和接收信號。
[0032] 參考圖3,根據本發(fā)明的一些方面的用于評估存儲容器110內的吸附材料122的方 法200被顯示和描述。
[0033] 在模塊210中，通過提供多種吸附材料122開始方法200。在模塊212中，選擇一 種吸附材料122用于評估。在模塊214,所選擇的吸附材料122被設置在存儲容器110內。 如上所述，選擇性地，過濾器(未示)能與存儲容器110連接以將所選擇的吸附材料122保持 在存儲容器110內。
[0034] 在模塊216中，確定存儲容器110內的所選的吸附材料122的密度。例如，在吸附 材料122被放置到存儲容器110內之前，存儲容器110(包括任何與其連接或設置在其內的 其他部件，例如，過濾器、壓力表124、入口 /出口裝置12、截流閥16等)能通過測量裝置126 被稱重以確定空容器重量的測量。然后，在模塊214中將吸附材料122設置在存儲容器110 內之后，在其內設置有吸附材料122的存儲容器110能通過測量裝置126被稱重以確定中 間容器重量。因此上存儲容器110內的所選的吸附材料122的密度能基于所測量的空容器 重量和所測量的中間容器重量而被確定。在一種【具體實施方式】中，從中間容器重量中減去 空容器重量以確定存儲容器110內的吸附材料122的重量。吸附材料122的密度然后可通 過所確定的吸附材料的重量除以已知的(事先測量的）存儲容器110的體積而被確定。
[0035] 根據一些方面，模塊216中吸附材料122的密度的確定能通過計算裝置126基于 來自測量裝置126的測量信號而被實施。根據本發(fā)明的其他和/或選擇性方面，模塊216 中吸附材料122的密度的確定能通過計算裝置126基于來自輸入/輸出裝置130的輸入信 號而被實施。作為非限制性例子，測量信號和/或輸入信號能提供由測量裝置126所測量 的空容器重量、中間容器重量和/或存儲容器110的體積的指標。
[0036] 在模塊218中，向存儲容器110填充由氣體供應源(例如，圖1所示的氣體供應源 14)所供應的氣體直至在存儲容器110內達到預定壓力。壓力表24能用于確定何時達到 預定壓力。截流閥16和/或截流閥20能用于停止從氣體供應源14向存儲容器110供應 氣體。根據本發(fā)明的一些方面，可考慮的是，壓力表24能與氣體供應源14通信地連接(例 如，通過有線和/或無線通信部件）從而使得當達到預定壓力時氣體供應源14自動地停止 向存儲容器110供應氣體。根據本發(fā)明的其他和/或選擇性實施方式，壓力表24能與存儲 容器110的截流閥16通信地連接(例如，通過有線和/或無線通信部件)以當達到預定壓力 時停止從氣體供應源14向存儲容器110流動氣體。作為一個非限制性例子，預定壓力能是 約275磅每平方英寸（PSI)。根據另一非限制性例子，預定壓力的范圍能是約100PSI至約 900PSI。
[0037] 在模塊220中，確定預定壓力下存儲容器內所存儲的氣體量。例如，測量裝置126 能用于對包含吸附材料122和預定壓力下氣體的存儲容器110稱重以確定填充容器重量。 然后從填充容器重量中減去中間容器重量(例如，通過計算裝置128)以確定存儲容器110 內的氣體的重量。作為另一例子，測量裝置126能包括質量流量計，質量流量計與存儲容器 110連接并且被配置以測量當在模塊218中存儲容器110被填充時氣體的質量。
[0038] 在模塊222中，例如通過打開存儲容器110上的截流閥16來釋放存儲容器110中 的氣體。截流閥16被打開直至氣體停止自由地從存儲容器110中流出。在模塊224中，確 定在模塊222中從存儲容器110中所釋放的氣體量。例如，測量裝置126能用于對存儲容 器110 (以及連接至存儲容器110或設置在存儲容器110內的任何部件）稱重以確定脫附 重量。作為另一例子，如果測量裝置126包括質量流量計，測量裝置126能確定在模塊222 中從存儲容器110中流出的氣體的質量。
[0039] 在模塊226中，確定吸附材料122的吸附能力。吸附能力能基于在模塊220中所 確定的氣體量(例如，基于中間容器重量和填充容器重量和/或模塊218中供應至存儲容器 的所測量的氣體質量)。在非限制性實施方式中，吸附能力能通過計算裝置128分別基于來 自輸入/輸出裝置和/或測量裝置126的一個或多個輸入信號和/或測量信號而被確定。 例如，吸附能力能通過在模塊220中所確定的氣體重量除以存儲容器110的體積而被確定。 作為另一例子，吸附能力能通過在模塊220中所確定的氣體重量乘以通常狀況下每單位重 量的氣體的期望體積的預定比率而被確定。
[0040] 在模塊228中，確定吸附材料122的脫附率。脫附率能基于模塊224中所確定的 釋放氣體量(例如，基于脫附重量和填充容器重量和/或在模塊222中所測量的釋放到存儲 容器的氣體質量）和在模塊220中所確定的氣體供應量(例如，基于中間容器重量和填充容 器重量和/或在模塊218中所測量的供應至存儲容器的氣體質量)。例如，所釋放的氣體量 能除以所供應的氣體量以確定脫附率。在一個非限制性實施方式中，脫附率能通過計算裝 置128基于分別來自輸入/輸出裝置和/或測量裝置126的一個或多個輸入信號和/或測 量信號而被確定。
[0041] 在判斷模塊230中，確定是否所有的吸附材料122已被評估。如果至少一種吸附 材料122未被評估，方法200返回至模塊212。如果在判斷模塊230中確定所有的吸附材料 122已被評估，方法200執(zhí)行至模塊232。
[0042] 在模塊232中，基于所確定的吸附材料122的密度、所確定的吸附材料122的吸附 能力和所確定的吸附材料122的脫附率，從多種吸附材料122中選擇所述多種吸附材料122 中的一種。這種選擇過程能包括將所確定的密度、吸附能力和脫附率與一個或多個評估準 則比較。一個或多個評估準則能包括一個或多個預定的閥值和/或閥值范圍。
[0043] 在一種【具體實施方式】中，通過確定哪一種吸附材料122的吸附能力高于第一預定 閥值、脫附率高于第二預定閥值并且密度小于第三預定閥值來選擇吸附材料122。根據非限 制性實施例，第一預定閥值能在約2. 0立方英尺/磅至約3. 4立方英尺/磅的范圍，第二預 定閥值能在約58%至96%的范圍，而第三預定閥值能在約13. 98立方英尺/磅至29. 98立 方英尺/磅的范圍。作為方法200的結果，能選擇具有高吸附能力、高脫附率和低密度的吸 附材料122。
[0044] 基于所測量和確定的值，也可考慮的是，使用其他的和/或選擇性的評估準則。例 如，評估準則能包括用于脫附氣體與吸附氣體的比率的第一閥值、用于所確定的密度的第 二閥值和/或用于脫附氣體與脫附成本的比率的第三閥值(即，密度乘以單位密度的成本)。 在一個【具體實施方式】中，吸附材料能基于多種吸附材料中的哪一種的脫附氣體與吸附氣體 的比率大于約80%、密度小于約20磅每立方英尺和/或脫附氣體與吸附材料的成本的比率 小于約$1. 50/立方英尺而被選擇。
[0045] 通過上述實施例，圖3顯示了與圖2中計算裝置130所執(zhí)行以實施與本發(fā)明構思 相關的上述功能相對應的至少一些指令的示例性方法。省略步驟、增加其他步驟和/或修 改上述步驟的順序也落入本發(fā)明構思的范圍和實質。作為一個非限制性實施例，在模塊222 中的脫附率的確定步驟之后執(zhí)行模塊226中的吸附能力的確定步驟。作為其他的實施例， 在模塊222的從存儲容器110中釋放氣體之前確定模塊228中的吸附能力的確定步驟。作 為又一實施例，在模塊220的確定步驟之后但是在模塊222的釋放氣體步驟之前實施模塊 226的確定步驟。
[0046] 另外，例如，可考慮的是，對于每一種吸附材料122都被實施的一些步驟能被重復 地實施以確認吸附材料122的性能模式。也即，例如，模塊218、220、222和224的步驟能被 指導用于所述方法以確認性能模式，并且在從多種吸附材料122中選擇吸附材料122時能 忽略或不考慮離群數(shù)據。對于每次重復，由于對氣體的壓縮，用氣體填充存儲容器110會產 生熱量。由于當溫度升高時，吸附材料122的吸附水平降低，存儲容器110能被允許在多次 重復之間冷卻。在一個【具體實施方式】中，存儲容器110能被允許在下一重復之前冷卻至環(huán) 境溫度。根據本發(fā)明的一些方面，可考慮的是，系統(tǒng)100能包括用以測量環(huán)境溫度的第一溫 度傳感器和/或用以測量存儲容器110的溫度的第二溫度傳感器。根據選擇性方面，在開 始下一次重復填充存儲容器110之前，操作者能等待足夠使存儲容器110冷卻至環(huán)境溫度 的時間量。
[0047] 根據本發(fā)明的一些方面，可考慮的是，多種吸附材料122中的每一種吸附材料能 被設置在相同的存儲容器110內從而用于評估。在一種吸附材料122已被評估(例如，在模 塊224之后)，吸附材料122能被從存儲容器110中移除從而使得在模塊214中下一種吸附 材料122能被放置在存儲容器內。
[0048] 根據本發(fā)明的選擇性方面，能提供多個存儲容器110從而使得每一種吸附材料 122被設置在多個存儲容器110的各自的存儲容器內。這樣，就不需要在評估下一吸附材 料122之前從存儲容器110中移除吸附材料122。但是，在這種情況下，每個存儲容器110 的空容器重量能被確定從而用于評估被放置在各自存儲容器110內的吸附材料122。在一 些情況下，所有的多個存儲容器110的尺寸大約相同。在其他的情況下，所述多個存儲容器 110中的一個或多個存儲容器的尺寸與所述多個存儲容器110中的其他存儲容器的尺寸不 同。
[0049] 前述論述公開和描述本發(fā)明的【具體實施方式】。本領域技術人員會容易地從這些論 述以及從附圖和權利要求中意識到，在不脫離下述權利要求所界定的本發(fā)明構思和范圍的 情況下，可對本發(fā)明進行各種改變、修改和變形。例如，雖然上述系統(tǒng)和方法涉及天然氣的 存儲，可考慮的是，在本發(fā)明系統(tǒng)和方法中能使用其他氣體。另外，例如，上述描述了用于計 算裝置的功能，可考慮的是，通過人工操作能部分地或整體地替代計算裝置的一些功能。 [0050] 每個這些實施方式及其明顯的變形被認為落入下述權利要求闡述的要求保護的 發(fā)明的構思和范圍內。另外，本發(fā)明構思特別地包括前述元件和方面的任何和所有的組合 和子組合。
【權利要求】
1. 一種用于使天然氣在存儲容器內的存儲優(yōu)化的方法，所述存儲容器具有用于控制天 然氣流入和流出所述存儲容器的閥體，所述存儲容器具有空容器重量，所述方法包括： 提供多種吸附材料，所述多種吸附材料中的每一種吸附材料都具有不同的密度和不同 的網孔尺寸中的至少一個； 針對所述多種吸附材料中的每一種吸附材料： 將所述吸附材料設置在所述存儲容器內， 確定存儲容器和設置在存儲容器內的吸附材料的中間容器重量， 向所述存儲容器填充天然氣直至在所述存儲容器內達到預定壓力，所述天然氣的第一 部分被所述吸附材料吸附， 確定天然氣填充至所述預定壓力的存儲容器和吸附材料的第一填充容器重量， 打開所述閥體以使天然氣從所述存儲容器中流出直至天然氣基本上停止從所述存儲 容器流出，在天然氣基本上停止從所述存儲容器中流出之后，被吸附的天然氣的第二部分 仍然由所述吸附材料吸附， 在天然氣基本上停止從所述存儲容器流出之后，確定所述存儲容器、所述吸附材料以 及天然氣的所述第二部分的第一脫附重量， 基于所述第一填充容器重量和所述中間容器重量，確定吸附率， 基于所述第一填充容器重量和所述第一脫附重量，確定脫附率， 基于所述空容器重量和所述中間容器重量，確定吸附材料的密度；以及 通過比較針對所述多種吸附材料中的每一種吸附材料所確定的吸附率、脫附率和密 度，選擇所述多種吸附材料中的一種吸附材料。
2. 根據權利要求1所述的方法，所述方法進一步包括，針對所述多種吸附材料中的每 一種吸附材料： 向所述存儲容器再填充天然氣直至在所述存儲容器內達到所述預定壓力； 確定天然氣填充至所述預定壓力的存儲容器的第二填充容器重量； 作為對確定所述第二填充容器重量的響應，打開所述閥體以使天然氣從所述存儲容器 中流出直至天然氣基本上停止從所述存儲容器中流出； 在所述天然氣基本上停止從所述存儲容器流出之后，確定所述存儲容器的第二脫附重 量； 基于所述第二填充容器重量和第一脫附重量，確定第二吸附率；以及 基于所述第二填充容器重量和第二脫附重量，確定第二脫附率。
3. 根據權利要求1所述的方法，所述方法進一步包括：多次重復填充所述存儲容器、確 定填充容器重量、打開所述閥體以及確定脫附率，以確定所述多種吸附材料中的每一種吸 附材料的多個吸附率和脫附率。
4. 根據權利要求3所述的方法，所述方法進一步包括：通過從所述比較中移除離群數(shù) 據來確認每一種吸附材料的一致性能模式，以選擇出所述多種吸附材料中的一種吸附材 料。
5. 根據權利要求3所述的方法，所述方法進一步包括：在每個所述多次重復之間，使所 述存儲容器冷卻至約環(huán)境溫度。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述比較包括確定所述多種吸附材料中的哪一 種吸附材料的吸附率高于第一預定閥值、脫附率高于第二預定閥值以及密度低于第三預定 閥值。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述預定壓力為約250磅每平方英寸至約900磅 每平方英寸。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述多種吸附材料包括多種不同的活性炭材料。
9. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述存儲容器包括多個存儲容器，并且所述多種 吸附材料中的每一種吸附材料被設置在所述多個不同存儲容器中的不同容器內。
10. 根據權利要求9所述的方法，所述方法進一步包括：確定所述多個存儲容器中的每 個存儲容器的空容器重量。
11. 根據權利要求9所述的方法，其中，所述多個存儲容器中的至少一個存儲容器的尺 寸與所述多個存儲容器中的另一存儲容器的尺寸不同。
12. 根據權利要求1所述的方法，所述方法進一步包括：在向所述存儲容器填充所述多 種吸附材料中的一種吸附材料之前，從所述存儲容器中移除所述多種吸附材料中的先前一 種吸附材料。
13. -種用于使天然氣在存儲容器中的存儲優(yōu)化的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 至少一個包括截流閥的存儲容器，所述截流閥被配置以控制氣體從所述至少一個存儲 容器中流入和流出； 氣體供應源，所述氣體供應源選擇性地與所述存儲容器連接以向所述至少一個存儲容 器供應氣體； 用以測量所述至少一個存儲容器內的壓力的壓力表； 多種吸附材料，所述多種吸附材料中的每一種吸附材料被單獨地設置在所述至少一個 存儲容器內從而分開地評估； 測量裝置，所述測量裝置被配置以確定至少所述至少一個存儲容器的重量或質量中的 至少一個；以及 計算裝置，所述計算裝置與所述測量裝置通信地連接并且被配置以處理所接收的基于 由所述測量裝置所確定的測量的重量或質量的信息，所述計算裝置被配置以基于由所述測 量裝置所確定的信息來確定設置在所述至少一個存儲容器內的每一種吸附材料的密度、吸 附能力和脫附率。
14. 根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述測量裝置被配置以產生指示所測量的重 量或質量的測量信號，并且所述測量裝置直接與所述計算裝置通信地連接從而接收和處理 所述測量信號。
15. 根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述計算裝置包括一個或多個處理器以及一 個或多個存儲指令的存儲裝置，針對每一種吸附材料，當所述指令被所述一個或多個處理 器執(zhí)行時，所述指令導致所述系統(tǒng)： 確定所述存儲容器和設置在所述存儲容器內的吸附材料的中間容器重量， 向所述存儲容器填充天然氣直至在所述存儲容器內達到預定壓力，所述天然氣的第一 部分被所述吸附材料吸附， 確定天然氣填充至預定壓力的存儲容器和吸附材料的第一填充容器重量， 打開所述閥體以使天然氣從所述存儲容器中流出直至天然氣基本上停止從存儲容器 流出，在天然氣基本上停止從所述存儲容器中流出之后，被吸附的天然氣的第二部分仍然 由所述吸附材料吸附， 在天然氣基本上停止從所述存儲容器流出之后，確定所述存儲容器、所述吸附材料以 及天然氣的第二部分的第一脫附重量， 基于所述第一填充容器重量和中間容器重量，確定吸附率， 基于所述第一填充容器重量和第一脫附重量，確定脫附率，以及 基于所述空容器重量和中間容器重量，確定所述吸附材料的密度。
16. 根據權利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述計算裝置被進一步配置以通過比較針對 所述多種吸附材料中的每一種吸附材料而確定的吸附率、脫附率和密度來選擇出所述多種 吸附材料中的一種吸附材料。
17. 根據權利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述比較包括確定所述多種吸附材料中的哪 一種吸附材料的吸附率高于第一預定閥值、脫附率高于第二預定閥值以及密度低于第三預 定閥值。
18. 根據權利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述第一預定閥值在約2. 0立方英尺/磅至約 3. 4立方英尺/磅的范圍，所述第二預定閥值在約58%至約96%的范圍，而所述第三預定閥 值在約13. 98立方英尺/磅至約29. 98立方英尺/磅的范圍。
【文檔編號】F17C11/00GK104121476SQ201310144451
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月24日 優(yōu)先權日:2013年4月24日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·理查德 申請人:氣體科技能源概念公司