一種多功能的ang吸附劑測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)定吸附劑性能裝置，具體涉及一種多功能的ANG吸附劑測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有天然氣儲(chǔ)運(yùn)方式主要包括:壓縮天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)(CNG)、液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)(LNG)、吸附天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)(ANG)及天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)(NGH)等。目前CNG技術(shù)與LNG技術(shù)相對(duì)比較成熟，已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中得到大規(guī)模應(yīng)用，相比之下，ANG儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)由于高效吸附劑批量化生產(chǎn)及儲(chǔ)運(yùn)能力受限等原因，尚未得到大規(guī)模開發(fā)和應(yīng)用。然而，與CNG技術(shù)相比，ANG技術(shù)的投資和操作費(fèi)用降低50%，儲(chǔ)罐形狀和材質(zhì)選擇余地大，ANG技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于儲(chǔ)運(yùn)壓力低，對(duì)儲(chǔ)罐材質(zhì)的要求較低，安全性能較好，運(yùn)行成本低。
[0003]ANG技術(shù)是在儲(chǔ)氫技術(shù)的思路基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，其關(guān)鍵技術(shù)有兩項(xiàng)，一項(xiàng)是優(yōu)良性能吸附劑的篩選與開發(fā)；另一項(xiàng)是吸附劑儲(chǔ)存容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這里又涉及突出ANG吸附的熱效應(yīng)問題。近20年來，美國(guó)、英國(guó)、日本、加拿大、俄羅斯以及我國(guó)的有關(guān)科研部門和大學(xué)等都相繼圍繞上述兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究、開發(fā)和運(yùn)行試驗(yàn)，并取得了一定的階段性成果。
[0004]目前涉及天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)裝置的有專利號(hào)為ZL200310100465.6的一種天然氣儲(chǔ)存運(yùn)輸方法及裝置和專利申請(qǐng)?zhí)枮?00910072052.9的蓄熱式天然氣吸附存儲(chǔ)罐。專利CN104235604A針對(duì)上述放散氣直接排空造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的現(xiàn)狀和現(xiàn)有放散氣回收技術(shù)的不足，提供了一種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置及方法，利用循環(huán)水溫控系統(tǒng)有效解決吸附過程產(chǎn)生的熱效應(yīng)，工藝流程簡(jiǎn)單，自控程度高。專利CN204026132U公開了一種新型吸附天然氣儲(chǔ)罐，將新型翅片換熱器應(yīng)用在吸附天然氣儲(chǔ)罐中，配合冷卻管，以及設(shè)置在翅片之間填充的吸附劑，使得儲(chǔ)罐中天然氣吸附及脫附操作過程受吸脫附熱效應(yīng)影響較小，以及充放氣過程快捷便利，吸附容量高，實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然氣的快速吸附儲(chǔ)運(yùn)。
[0005]吸附天然氣采用中低壓下多種儲(chǔ)罐形式運(yùn)輸，目前還未大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，僅處于中試階段。國(guó)內(nèi)外許多專家已經(jīng)為此提出了很多理論設(shè)想和技術(shù)方案，但缺乏有效的具有針對(duì)性的測(cè)試裝置，尤其是能全方位測(cè)試吸附過程變量的平臺(tái)，目前實(shí)驗(yàn)條件較為單一，可測(cè)試的變量有限，吸附天然氣的推廣使用迫切需要一個(gè)能宏觀指導(dǎo)中試實(shí)驗(yàn)且能具體反映實(shí)際工程的測(cè)試平臺(tái)，從天然氣的組成、流量、壓力、活性炭的吸附關(guān)鍵參數(shù)及氣瓶設(shè)計(jì)等方面綜合考慮對(duì)ANG中試項(xiàng)目的影響，為未來ANG吸附儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)擴(kuò)大化生產(chǎn)提供研究依據(jù)。
[0006]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為:
一種多功能的ANG吸附劑測(cè)試裝置，包括色譜檢測(cè)系統(tǒng)、活化再生系統(tǒng)、預(yù)吸附罐系統(tǒng)、ANG吸附氣瓶系統(tǒng)，
所述色譜檢測(cè)系統(tǒng)包括氣相色譜儀、分別設(shè)置在預(yù)吸附罐系統(tǒng)進(jìn)氣管和出氣管上且與所述氣相色譜儀連接的取樣點(diǎn)，所取氣體通過氣象色譜儀，可以及時(shí)反應(yīng)氣體組成的變化，一方面當(dāng)顯示氣瓶進(jìn)氣組分中重組分含量較高時(shí)，需切換預(yù)吸附罐；另一方面可以觀察吸附前后氣體組成的變化，得到氣體的吸附率；
所述活化再生系統(tǒng)包括依靠管路依次連接的氮?dú)馄?、加熱器、氮?dú)鉁囟葯z測(cè)儀，所述活化再生系統(tǒng)通過高溫軟管及閘閥與預(yù)吸附罐系統(tǒng)進(jìn)氣口相連，同時(shí)還設(shè)置有可通過管路連接氣瓶進(jìn)氣口的預(yù)留口，活化再生系統(tǒng)用于氣瓶和預(yù)吸附罐的再生，用高溫軟管把N2預(yù)留口分別與預(yù)吸附罐、氣瓶入口相接，高溫氮?dú)庥深A(yù)留口進(jìn)入，通過預(yù)吸附罐自帶的放空閥和氣瓶自帶的吸附劑填充口的放空閥出來，完成再生過程；
所述預(yù)吸附罐系統(tǒng)包括設(shè)置有預(yù)吸附罐溫度檢測(cè)儀的預(yù)吸附罐、流量計(jì)、針閥，所述吸附罐的進(jìn)氣口通過管路依次連接閘閥、進(jìn)氣壓力檢測(cè)儀、調(diào)壓閥及天然氣管網(wǎng)，所述吸附罐的出氣口通過管路依次連接預(yù)吸附后溫度與壓力檢測(cè)儀、閘閥、針閥、流量計(jì)、第一變向閘閥、進(jìn)儲(chǔ)罐前溫度與壓力檢測(cè)儀、進(jìn)氣軟管，所述流量計(jì)的出氣口還通過閘閥和進(jìn)管網(wǎng)前壓力檢測(cè)儀連接下游管網(wǎng)，所述針閥的進(jìn)氣端與第一變向閘閥出氣口旁接有帶第二變向閘閥的ANG排氣管道，預(yù)吸附罐主要用于吸附重?zé)N，可進(jìn)一步提高裝置的吸附效率；
所述ANG吸附氣瓶系統(tǒng)包括氣瓶、主進(jìn)氣管，所述主進(jìn)氣管一端依次連接氣瓶壓力檢測(cè)儀、閘閥、進(jìn)氣軟管，另一端豎直延伸入氣瓶?jī)?nèi)，所述氣瓶上端還設(shè)置有帶放空閥的吸附劑填充口，以及均勻分布地伸入氣瓶?jī)?nèi)的若干氣瓶溫度檢測(cè)儀，放空閥以便再生時(shí)調(diào)節(jié)再生氣放空量。
[0007]進(jìn)一步地，所述主進(jìn)氣管位于氣瓶?jī)?nèi)的部分伸入到氣瓶?jī)?nèi)腔高度的3/4處且設(shè)置有均勻間隔的布?xì)庑】?，使氣瓶中吸附劑盡快達(dá)到吸附平衡，孔分布可根據(jù)實(shí)際情況作調(diào)整。
[0008]進(jìn)一步地，所述主進(jìn)氣管的出、入口及布?xì)庑】滋幘O(shè)置有500目的金屬絲網(wǎng)，防止堵塞通道，若氣瓶入口嚴(yán)重堵塞時(shí)，可將氣瓶的蓋子取下，進(jìn)行手工清除濾網(wǎng)上的堵塞物。
[0009]進(jìn)一步地，所述氣瓶溫度檢測(cè)儀包括為若干伸入氣瓶相同深度的熱電偶。
[0010]進(jìn)一步地，所述預(yù)吸附罐內(nèi)間隔設(shè)置有層絲網(wǎng)，吸附劑填充在各層絲網(wǎng)之間，一層吸附劑一層絲網(wǎng)，罐兩邊都用絲網(wǎng)壓緊吸附劑，防止吸附劑粉末進(jìn)入管道，絲網(wǎng)要求500目，周邊用不銹鋼框架固定。罐體組裝焊接前先進(jìn)行配裝，再填入活性炭，因活性炭高溫會(huì)著火，當(dāng)焊接絲網(wǎng)框架時(shí)，需通入保護(hù)氣對(duì)活性炭進(jìn)行焊接保護(hù)，焊接完每層絲網(wǎng)后，再進(jìn)行封頭焊接。
[0011]進(jìn)一步地，所述預(yù)吸附罐的頂部設(shè)置有放空閥，底部設(shè)置有排污口，放空閥以便再生時(shí)調(diào)節(jié)再生氣放空量。
[0012]進(jìn)一步地，所述預(yù)吸附罐的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)預(yù)吸附罐并列設(shè)置，每個(gè)預(yù)吸附罐的出氣口均通過管路分別連接預(yù)吸附后溫度與壓力檢測(cè)儀、閘閥后共同連接針閥，每個(gè)預(yù)吸附罐的出氣口均通過管道及閘閥分別連接天然氣管網(wǎng)及所述活化再生系統(tǒng)，兩個(gè)預(yù)吸附罐一開一備，在其中一個(gè)預(yù)吸附罐吸附時(shí)，另一個(gè)預(yù)吸附罐再生。
[0013]進(jìn)一步地，所述主進(jìn)氣管居中設(shè)置在氣瓶頂部，并由上至下地伸入氣瓶?jī)?nèi)。
[0014]進(jìn)一步地，所述主進(jìn)氣管居中設(shè)置在氣瓶底部，并由下至上地伸入氣瓶?jī)?nèi)。
[0015]進(jìn)一步地，還包括循環(huán)水冷系統(tǒng)，所述循環(huán)水冷系統(tǒng)中的冷卻水由水箱流經(jīng)出口閘閥、增壓栗、進(jìn)水流量檢測(cè)儀、進(jìn)水溫度與壓力檢測(cè)儀、進(jìn)水軟管、螺旋盤管、出水軟管、換熱后水溫檢測(cè)儀、進(jìn)口閘閥后返回水箱，形成冷卻水回路，所述螺旋盤管設(shè)置在氣瓶9內(nèi)并環(huán)繞于主進(jìn)氣管四周，循環(huán)水冷系統(tǒng)可減小吸附熱效應(yīng)對(duì)在充放氣過程中對(duì)ANG氣瓶吸附和脫附效率的影響。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
1、全方位測(cè)試吸附劑性能；利用一套裝置即可實(shí)現(xiàn)全方位測(cè)定吸附劑的吸附性能，通過測(cè)定的溫度、壓力、氣體流速、吸附量等參數(shù)可得到如下變量關(guān)系:(1)在充放氣過程中氣體的組成變化；(2)氣瓶?jī)?nèi)部壓力與儲(chǔ)氣量的關(guān)系；(3)氣瓶?jī)?nèi)部壓力與吸附速度的關(guān)系；(4)氣瓶?jī)?nèi)部溫度變化趨勢(shì)；(5)吸附熱效應(yīng)的影響及其降低效果；(6)預(yù)吸附效果及其再生能力和效果；(7)吸附劑壽命及再生方式和效果。吸附罐和氣瓶?jī)?nèi)可放置不同類型的吸附劑，可用于研究不同吸附劑對(duì)于天然氣的吸附效果。
[0017]2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作；本裝置主要由色譜檢測(cè)系統(tǒng)、活化再生系統(tǒng)、預(yù)吸附系統(tǒng)、ANG吸附氣瓶系統(tǒng)和水系統(tǒng)5部分組成，裝置各部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)條件成熟，操作流程清晰明了 ；測(cè)試點(diǎn)分布廣泛且合理，易于現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)，也可通過遠(yuǎn)程傳送數(shù)據(jù)至電腦顯示。
[0018]3、安全性高，易于控制；通過自控系統(tǒng)的保護(hù)，有效防止系統(tǒng)過載，當(dāng)運(yùn)行過程出現(xiàn)緊急情況，系統(tǒng)會(huì)自行切斷與氣瓶或者管網(wǎng)的連接，保證裝置安全；當(dāng)儲(chǔ)存過程中發(fā)生溫度過高、壓力過高等情況，系統(tǒng)自動(dòng)開啟泄壓閥，降壓降溫；當(dāng)色譜儀在系統(tǒng)開始吸附天然氣前檢測(cè)出氣體中有害組分含量較高，則系統(tǒng)直接判定該天然氣不適合吸附，停止實(shí)驗(yàn)，保證吸附劑的使用壽命。
[0019]【附圖說明】: