Ang儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，包括吸附劑的干燥、填裝和活化，具體的工藝步驟如下：步驟A、選取添加有粘接劑的吸附劑顆粒，干燥，備用；步驟B、將干燥后的吸附劑顆粒通過(guò)ANG儲(chǔ)罐的裝料口填裝至儲(chǔ)罐內(nèi)，邊填裝邊振動(dòng)ANG儲(chǔ)罐；步驟C、將ANG儲(chǔ)罐密閉，然后抽真空、并加熱至120~200℃進(jìn)行活化90~120h，所述吸附劑顆粒借助粘結(jié)劑在ANG儲(chǔ)罐內(nèi)固化為與儲(chǔ)罐一體的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明填充方式簡(jiǎn)單、快捷，填充完畢后，在吸附劑活化的同時(shí)完成固化成型，工藝簡(jiǎn)單，降低了ANG儲(chǔ)罐的加工難度。
【專利說(shuō)明】
ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)裝置和方法領(lǐng)域，尤其是一種ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)包括管道儲(chǔ)運(yùn)(PNG)、天然氣液化儲(chǔ)運(yùn)(LNG)、天然氣壓縮儲(chǔ)運(yùn)(CNG)和天然氣吸附儲(chǔ)運(yùn)(ANG)等。其中，ANG是在儲(chǔ)罐中裝入高比表面的天然氣專用吸附劑，利用其巨大的比表面積和豐富的微孔結(jié)構(gòu)，在常溫、中壓(3?6MPa)下達(dá)到與CNG相接近的儲(chǔ)存容量，且具有工藝簡(jiǎn)便、使用安全的優(yōu)勢(shì)，因此，越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和運(yùn)行試驗(yàn)，并取得了一定的階段性成果。
[0003]對(duì)ANG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)而言，吸附劑在罐內(nèi)的設(shè)置是無(wú)疑是要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。目前，吸附劑大都需要支撐裝置進(jìn)行限定，采用粉狀或塊狀結(jié)構(gòu)，以防止儲(chǔ)罐在運(yùn)輸途中摩擦、擠壓。如公告號(hào)為CN105090742的專利公開(kāi)了一種用于天然氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)奈教烊粴膺\(yùn)輸罐，其在運(yùn)輸罐內(nèi)部設(shè)置支撐板、固定板和立管用于固定活性炭。一方面支撐板、固定板和立管的設(shè)置增加了運(yùn)輸罐的自重，降低了運(yùn)輸途中罐體的可靠性;另一方面在支撐板、固定板和立管之間填充吸附劑顆粒，操作難度較大，且無(wú)法避免會(huì)彌散到支撐板或固定板之外。
[0004]再如公告號(hào)為CN204026132U的專利公開(kāi)了一種新型吸附天然氣儲(chǔ)罐，在罐體中設(shè)置多層翅片構(gòu)成的翅片換熱器，在相鄰翅片之間填充有吸附劑;吸附劑采用壓片成型為需要的形狀安裝在翅片之間，顯然，吸附劑需要在罐體密閉前設(shè)置;為此，其罐體頂部設(shè)置了密封法蘭，在將吸附劑定位完畢后，完成儲(chǔ)罐的安裝，這對(duì)于大容積(圖30?60立方米)的儲(chǔ)罐而言，吸附劑定位的效率極低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，其在安裝完成的儲(chǔ)罐內(nèi)填裝帶有粘結(jié)劑的吸附劑、在活化過(guò)程中吸附劑與儲(chǔ)罐隨形固化為一體結(jié)構(gòu)，操作簡(jiǎn)單，避免儲(chǔ)罐在運(yùn)輸途中吸附劑粉末的無(wú)序摩擦或吸附劑壓塊的相互擠壓。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，包括吸附劑的干燥、填裝和活化，具體的工藝步驟如下:
步驟A、選取添加有粘接劑的吸附劑顆粒，干燥，備用；
步驟B、將干燥后的吸附劑顆粒通過(guò)ANG儲(chǔ)罐的裝料口填裝至儲(chǔ)罐內(nèi)，邊填裝邊振動(dòng)ANG儲(chǔ)觸；
步驟C、將ANG儲(chǔ)罐密閉，然后抽真空、并加熱至120?200°C進(jìn)行活化90?120h，所述吸附劑顆粒借助粘結(jié)劑在ANG儲(chǔ)罐內(nèi)固化為與儲(chǔ)罐一體的結(jié)構(gòu)。
[0007]優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑為羥甲基纖維素。
[0008]優(yōu)選的，吸附劑干燥的條件為:在80?100°C烘24?48h，吸附劑的含水量不超過(guò)IPPM0
[0009]優(yōu)選的，采用真空栗將吸附劑顆粒進(jìn)行填裝，與真空栗連接的裝料管和出料管分別與所述裝料口和吸附劑的料倉(cāng)連通，提高了填充效率。
[0010]上述方法將吸附劑顆粒在儲(chǔ)罐內(nèi)固化成型，一方面填充操作便利，另一方面在吸附劑活化過(guò)程中將吸附劑顆粒固化成型，形成吸附劑定位結(jié)構(gòu)，省去了支撐和限位機(jī)構(gòu)，提高了吸附效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，突破了采用支撐板和固定板將吸附劑顆粒固定在某一范圍內(nèi)的模式，也突破了現(xiàn)有技術(shù)中在罐體外將吸附劑預(yù)壓成型、再將成型吸附劑進(jìn)行布置的模式。
[0011]采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于:(I)本發(fā)明填充方式簡(jiǎn)單、快捷，填充完畢后，在吸附劑活化的同時(shí)完成固化成型，工藝簡(jiǎn)單，降低了ANG儲(chǔ)罐的加工難度；(2)吸附劑固化成型，避免在運(yùn)輸途中碰撞、摩擦，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且無(wú)需設(shè)置吸附劑支撐組件，罐體自重輕、容重比較高。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、罐體，2、裝料口，3、吸附劑，5、管路系統(tǒng)，6、安全閥，8、人孔，10、抽真空裝置，
11、壓力傳感器和溫度傳感器的接口。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參見(jiàn)圖1，是一種立式儲(chǔ)罐，其包括罐體I，所述罐體I上設(shè)有安全閥6、人孔8壓力傳感器和溫度傳感器的接口 11和裝料口 2，所述罐體I內(nèi)設(shè)置布有充放氣通孔的管路系統(tǒng)5，所述管路系統(tǒng)5預(yù)設(shè)在罐體I內(nèi)，通過(guò)填裝裝料口2向罐體I內(nèi)填充粉末狀或顆粒狀的吸附劑，通過(guò)震蕩形成均勻的自然堆積狀，然后借助活化工藝，將吸附劑隨儲(chǔ)罐形狀固化為一體結(jié)構(gòu)。與管路系統(tǒng)5的進(jìn)出氣管接口 5-4連接分別裝有緊急切斷閥和快裝接頭的連接管，所述連接管上配套設(shè)有壓力表和控制快裝接頭開(kāi)關(guān)的球閥。
[0014]具體的定位工藝步驟包括:
步驟A、選取添加有粘接劑的吸附劑顆粒，干燥，備用。
[0015]所述粘結(jié)劑為羥甲基纖維素分子，還可以加入一定比例的交聯(lián)劑，吸附劑干燥的條件為:在80~100°C烘24?48h，使吸附劑的含水量不超過(guò)1PPM，吸附劑制備完成后采用密封容器封裝。
[0016]步驟B、將干燥后的吸附劑顆粒通過(guò)ANG儲(chǔ)罐的裝料口2填裝至儲(chǔ)罐內(nèi)，邊填裝邊振動(dòng)ANG儲(chǔ)罐。使吸附劑顆粒盡量填充在ANG儲(chǔ)罐的每個(gè)角落，并盡可能平鋪設(shè)置。
[0017]本實(shí)施例中ANG儲(chǔ)罐的水容積為30?60立方米。所述裝料口2可以設(shè)置多個(gè)，同時(shí)進(jìn)行填裝，以縮短填裝的時(shí)間。還可以采用真空栗進(jìn)行填裝，與真空栗連接的裝料管和出料管分別與所述裝料口 2和吸附劑的料倉(cāng)連通。將吸附劑填充至ANG儲(chǔ)罐容積的70?90%。
[0018]步驟C、將ANG儲(chǔ)罐密閉，然后抽真空、并加熱至120?150°C進(jìn)行活化90?120h，所吸附劑顆粒借助粘結(jié)劑在ANG儲(chǔ)罐內(nèi)粘接固化為與儲(chǔ)罐一體的結(jié)構(gòu)。
[0019]具體地，將ANG儲(chǔ)罐放置在加熱爐中，從抽真空接頭10處連接抽真空管引出加熱爐、與設(shè)置在加熱爐外的真空栗連接。
[0020]抽真空至2000Pa?3000Pa;羥甲基纖維素經(jīng)過(guò)120?150°C的加熱后，冷卻后將吸附劑顆粒粘接固化為與儲(chǔ)罐內(nèi)壁一體的結(jié)構(gòu)。
[0021]本實(shí)施例中，吸附劑在罐內(nèi)采用自然堆積的形式，不需要特別的定位，填裝吸附劑時(shí)震動(dòng)罐體，可以實(shí)現(xiàn)均勻堆積。在活化過(guò)程中吸附劑顆粒板結(jié)或粘接成與ANG儲(chǔ)罐的一體結(jié)構(gòu)。管路系統(tǒng)5包括借助支撐柱定位在罐體I內(nèi)的主管路以及與所述主管路連通的導(dǎo)向支管;所述主管路沿罐體I軸向平行線延伸。導(dǎo)向支管、主管路上密布有充放氣通孔，在管路外還包裹有絲網(wǎng)，所述管路系統(tǒng)還具有導(dǎo)熱的作用，同時(shí)通過(guò)快速、均勻擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)吸附平衡。
[0022]對(duì)于水容積為40立方米的罐體，通過(guò)充放氣試驗(yàn)表明:在吸附天然氣時(shí)，2小時(shí)充滿，升溫15°C左右，脫附時(shí)溫降約為10°C左右，對(duì)吸附劑的吸附性能影響較小。
[0023]綜上所述，吸附劑顆粒中添加了粘結(jié)劑，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)吸附劑顆粒在活化過(guò)程中實(shí)現(xiàn)固化。ANG罐體在熱處理爐中進(jìn)行抽真空固化。固化過(guò)程中需控制罐內(nèi)溫度，并通過(guò)罐體抽真空接頭10進(jìn)行抽真空。固化的同時(shí)伴隨完成了吸附劑的活化，吸附劑的固化加大了吸附的填充密度，活化增強(qiáng)了吸附劑的吸附能力。顆粒狀的吸附劑經(jīng)過(guò)活化后借助羥甲基纖維素粘接固化為一體結(jié)構(gòu)，完成吸附劑的定位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，包括吸附劑的干燥、填裝和活化，其特征在于具體的工藝步驟如下: 步驟A、選取添加有粘接劑的吸附劑顆粒，干燥，備用； 步驟B、將干燥后的吸附劑顆粒通過(guò)ANG儲(chǔ)罐的裝料口(2)填裝至儲(chǔ)罐內(nèi)，邊填裝邊振動(dòng)ANG儲(chǔ)觸； 步驟C、將ANG儲(chǔ)罐密閉，然后抽真空、并加熱至120?150°C進(jìn)行活化90?120h，所述吸附劑顆粒借助粘結(jié)劑在ANG儲(chǔ)罐內(nèi)固化為與儲(chǔ)罐一體的結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，其特征在于步驟A中所述粘結(jié)劑為羥甲基纖維素。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，其特征在于步驟A中吸附劑干燥的條件為:在80?100°C烘24?48h，吸附劑的含水量不超過(guò)1PPM。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，其特征在于步驟B中采用真空栗將吸附劑顆粒進(jìn)行填裝，與真空栗連接的裝料管和出料管分別與所述裝料口(2)和吸附劑的料倉(cāng)連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，其特征在于步驟B將吸附劑顆粒占ANG儲(chǔ)罐容積的70?95%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG儲(chǔ)罐用吸附劑的填充和定位方法，其特征在于步驟C抽真空至 2000Pa?3000Pa。
【文檔編號(hào)】F17C11/00GK105987278SQ201610198907
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】賈春莉, 王紅霞, 翟蘭惠, 周慧濤, 祁慧玲
【申請(qǐng)人】石家莊安瑞科氣體機(jī)械有限公司