一種ang運(yùn)輸車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種ANG運(yùn)輸車，涉及天然氣儲(chǔ)運(yùn)裝置領(lǐng)域，包括運(yùn)輸車車體及固定在運(yùn)輸車車體上并且填充有吸附劑的ANG罐體，關(guān)鍵在于：在ANG罐體內(nèi)位于ANG罐體的1/6?1/3高度處設(shè)有充放氣管路，所述充放氣管路沿ANG罐體軸向延伸至ANG罐體的兩側(cè)封頭處，在充放氣管路的外部纏繞換熱管路，所述換熱管路與運(yùn)輸車車體的換熱系統(tǒng)相連。本發(fā)明的有益效果是：采用換熱方式保證天然氣吸附和脫附過程中熱量的穩(wěn)定，使得整個(gè)運(yùn)輸車成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，不需要其他外部設(shè)備，即在吸附過程中，使換熱管路中水為冷水，纏繞在充放氣管路上的換熱管路給充入的天然氣及吸附劑進(jìn)行冷卻，放氣過程中使換熱管路中水為溫水，保證了吸附劑的吸附和脫附效率。
【專利說明】
一種ANG運(yùn)輸車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及天然氣儲(chǔ)運(yùn)裝置領(lǐng)域，尤其是一種存儲(chǔ)和運(yùn)輸天然氣的ANG運(yùn)輸車?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，天然氣的儲(chǔ)運(yùn)方式主要包括壓縮天然氣(CNG)、液化天然氣(LNG)以及吸附天然氣(ANG)三種方式。其中，壓縮天然氣多采用較高壓力(20MPa)下的管束式容器運(yùn)輸;液化天然氣采用低溫槽車的形式運(yùn)輸。上述2種儲(chǔ)運(yùn)方式已經(jīng)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，而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，越來越多的研究機(jī)構(gòu)對(duì)ANG的相關(guān)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。
[0003]ANG罐體屬于壓力容器，設(shè)計(jì)過程中要考慮安全方面的問題。同時(shí)天然氣吸附容易受到吸脫附過程中熱效應(yīng)的影響，天然氣在多孔活性炭表面上吸附/脫附過程中由于分子間范德華力的作用會(huì)表現(xiàn)出吸放熱的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)使吸附劑的溫度升高或降低而阻礙吸附和脫附過程，這種負(fù)面效應(yīng)叫做天然氣吸附過程中的熱效應(yīng)。比如天然氣吸附是放熱過程，在天然氣進(jìn)行吸附時(shí)會(huì)導(dǎo)致吸附劑的溫度大幅度上升直接影響吸附效率。脫附過程則是吸熱過程，會(huì)導(dǎo)致吸附劑溫度下降而影響脫附效率。因此在設(shè)計(jì)過程中要考慮如何解決儲(chǔ)罐內(nèi)部的熱量管理。
[0004]授權(quán)公告號(hào)為CN102302925B的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種天然氣吸附劑及利用其吸附儲(chǔ)運(yùn)的吸附罐和吸附儲(chǔ)運(yùn)方法，在吸附罐內(nèi)固定盤管、在吸附罐外殼上設(shè)有循環(huán)介質(zhì)入口和循環(huán)介質(zhì)出口；盤管的進(jìn)口和出口分別與循環(huán)介質(zhì)入口和循環(huán)介質(zhì)出口連接。通過在天然氣的充放氣過程中通入冷卻水和循環(huán)水以緩解吸附熱效應(yīng)，但是其需要在天然氣的吸附地及脫附地分別配套設(shè)置循環(huán)給水設(shè)備，加大了成本和推廣使用難度，不利于ANG運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種ANG運(yùn)輸車，充放氣管路沿ANG罐體軸向設(shè)置并向封頭處延伸，在充放氣管路上纏繞有換熱管路，換熱管路與換熱系統(tǒng)進(jìn)行熱交換達(dá)到在天然氣吸附和脫附過程中熱量穩(wěn)定的目的。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種ANG運(yùn)輸車，包括運(yùn)輸車車體及固定在運(yùn)輸車車體上并且填充有吸附劑的ANG罐體，關(guān)鍵在于:在ANG罐體內(nèi)位于ANG罐體的1/6-1/3高度處設(shè)有充放氣管路，所述充放氣管路沿ANG罐體軸向延伸至ANG罐體的兩側(cè)封頭處，在充放氣管路的外部纏繞換熱管路，所述換熱管路與設(shè)置在運(yùn)輸車車體上的換熱系統(tǒng)相連。
[0007]進(jìn)一步的，所述充放氣管路包括位于ANG罐體的軸線下方并且與充放氣接頭連通的主管路及與主管路連通并對(duì)稱設(shè)置的水平支管路，在主管路與ANG罐體間設(shè)有支撐架，在水平支管路上設(shè)有氣孔。
[0008]進(jìn)一步的，在充放氣接頭和主管路間設(shè)有緊急切斷閥和球閥及配套的溫度計(jì)和壓力表。
[0009]進(jìn)一步的，在主管路和水平支管路上設(shè)有定位柱，所述水平支管路末端呈叉形。
[0010]進(jìn)一步的，所述換熱系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、存儲(chǔ)有冷媒并且與換熱管路相連的換熱器及設(shè)置在換熱管路上的循環(huán)栗。
[0011]進(jìn)一步的，所述換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在運(yùn)輸車車體的水箱上的與換熱管路連通的集熱管，集熱管與換熱管路間設(shè)有電磁閥。
[0012]進(jìn)一步的，在所述ANG罐體外設(shè)有與所述充放氣管路連通的抽真空裝置。
[0013]進(jìn)一步的，在所述ANG罐體上設(shè)有安全閥、人孔和吸附劑裝料口。[〇〇14]進(jìn)一步的，所述ANG罐體內(nèi)填充有其70?90%容積的吸附劑，所述吸附劑中添加有粘結(jié)劑并借助活化工藝固化或粘接成一體結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步的，所述ANG罐體內(nèi)設(shè)有安全閥保護(hù)罩，充放氣管路和安全閥保護(hù)罩外包裹有絲網(wǎng)。
[0016]采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于:(1)、將帶有水平支管路的主管路預(yù)設(shè)在吸附劑中，充放氣管路一方面具有導(dǎo)熱的作用，另一方面水平支管路能夠使天然氣快速擴(kuò)散、吸附到吸附劑中同時(shí)也便于天然氣脫附后進(jìn)入充放氣管路中從ANG罐體中導(dǎo)出，提高充放氣效率；(2)、采用換熱的方式保證天然氣吸附和脫附過程中熱量的穩(wěn)定，即在吸附過程中，通過壓縮機(jī)及換熱器的作用使得換熱管路中的水為冷水，纏繞在充放氣管路上的換熱管路給充入的天然氣及吸附劑進(jìn)行冷卻，脫附過程中通過壓縮機(jī)及換熱器的作用使得換熱管路中的水為溫水，保證了吸附劑的吸附和脫附效率，而且這樣的設(shè)置使得整個(gè)運(yùn)輸車成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，不需要其他外部設(shè)備；(3)、在運(yùn)輸車車體的水箱處設(shè)置了集熱管， 使得換熱管路能夠充分利用水箱中水的熱量，節(jié)約能源；(4)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于后期的檢修和維護(hù)?！靖綀D說明】[〇〇17]圖1是本發(fā)明ANG運(yùn)輸車的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中充放氣管路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中換熱管路的纏繞示意圖。[〇〇18]圖中，1是運(yùn)輸車車體，2是吸附劑，3是ANG罐體，4是換熱管路，5是充放氣接頭，6是主管路，7是水平支管路，8是支撐架，9是緊急切斷閥，10是球閥，11是壓力表，12是定位柱， 13是壓縮機(jī)，14是循環(huán)栗，15是換熱器，16是抽真空裝置，17是安全閥，18是人孔，19是吸附劑裝料口，20是安全閥保護(hù)罩?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]參見附圖1-3,本發(fā)明提供了一種ANG運(yùn)輸車，包括運(yùn)輸車車體1及固定在運(yùn)輸車車體1上并且填充有吸附劑2的ANG罐體3，關(guān)鍵在于:在ANG罐體3內(nèi)位于ANG罐體3的1/6-1/3高度處設(shè)有充放氣管路，上述充放氣管路沿ANG罐體3軸向延伸至ANG罐體3的兩側(cè)封頭處，在充放氣管路的外部纏繞換熱管路4,上述的換熱管路4與運(yùn)輸車車體1的換熱系統(tǒng)相連。
[0020]本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理如下:在換熱管路4中充滿有中間介質(zhì)(例如水)，在ANG罐體3中的吸附劑2吸附及脫附天然氣的過程中，換熱管路中的中間介質(zhì)與換熱系統(tǒng)進(jìn)行換熱并進(jìn)行循環(huán)，達(dá)到保證吸附脫附效率的目的。在吸附劑2吸附天然氣的過程中，換熱管路4中的冷水對(duì)充放氣管路中的天然氣進(jìn)行冷卻并同時(shí)對(duì)周圍的吸附劑進(jìn)行降溫，保證天然氣的吸附效率。在天然氣脫附過程中，換熱管路4中的溫水通過對(duì)充放氣管路周圍的吸附劑進(jìn)行升溫，保證天然氣的吸附效率。本發(fā)明中整個(gè)ANG運(yùn)輸車成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，不再需要在吸附地和脫附地設(shè)置外部的冷水和溫水(或常溫水)進(jìn)行循環(huán)給水。
[0021]上述的換熱系統(tǒng)設(shè)置在運(yùn)輸車車體1中掛車的下方，包括壓縮機(jī)13、存儲(chǔ)有冷媒并且與換熱管路4相連的換熱器15及設(shè)置在換熱管路4上的循環(huán)栗14。換熱管路4的出水端和進(jìn)水端與水箱相連，換熱管路4中的水借助壓縮機(jī)13和換熱器15實(shí)現(xiàn)冷水和熱水的轉(zhuǎn)換并通過循環(huán)栗14將冷水或熱水通入ANG罐體3中。更進(jìn)一步的，上述換熱系統(tǒng)還可以包括設(shè)置在運(yùn)輸車車體1的水箱上的與換熱管路4連通的集熱管，集熱管與換熱管路4間設(shè)有電磁閥， 以在吸附劑脫附過程中充分利用運(yùn)輸車車體1中水箱的熱量。[〇〇22]上述充放氣管路包括位于ANG罐體3的軸線下方并且與充放氣接頭5連通的主管路 6及與主管路6連通并對(duì)稱設(shè)置的水平支管路7,在主管路6與ANG罐體3間設(shè)有支撐架8,在水平支管路7上設(shè)有氣孔。在主管路6和水平支管路7上設(shè)有定位柱12,水平支管路7末端呈叉形。換熱管路4在主管路6上由一端向另一端纏繞或者由中間向兩端纏繞。在向主管路6的一端纏繞的過程中在水平支管路7上進(jìn)行螺旋纏繞，定位柱12起到定位作用，水平支管路7末端的叉形結(jié)構(gòu)起到換熱管路4改向?qū)崿F(xiàn)雙螺旋纏繞。當(dāng)換熱管路4在主管路6的一端纏繞完成后，再改向僅沿主管路6纏繞返回初始的位置。充放氣管路起到了使吸附劑2充分吸附天然氣的目的、也起到了充分收集吸附劑2脫附的天然氣的目的，更進(jìn)一步的也方便了換熱管路4的固定。充放氣管路位于罐體整體高度處的1/6-1/3處，能夠使得吸附劑2在最佳的吸附效果，同時(shí)也使換熱管路4的熱平衡作用具有較好的效果。
[0023]在充放氣接頭5和主管路6間設(shè)有緊急切斷閥9和球閥10及配套的溫度計(jì)和壓力表 11。在ANG罐體3外設(shè)有與上述充放氣管路連通的抽真空裝置16，以保證在充氣前儲(chǔ)罐內(nèi)的真空度。
[0024]在ANG罐體3上設(shè)有安全閥17、人孔18和吸附劑裝料口 19,以進(jìn)行相應(yīng)的排氣、維護(hù)檢修及吸附劑填充工作。吸附劑2在ANG罐體3內(nèi)的填充量占ANG罐體3容積的70?90%，吸附劑 2中添加有粘結(jié)劑并借助活化工藝固化或粘接成一體結(jié)構(gòu)。ANG罐體3內(nèi)設(shè)有安全閥保護(hù)罩 20，充放氣管路和安全閥保護(hù)罩20外包裹有絲網(wǎng)。[〇〇25]本發(fā)明的ANG罐體3固定在運(yùn)輸車的掛車上，不論在吸附地還是在脫附地，只需要將掛車上的換熱系統(tǒng)通電即可實(shí)現(xiàn)維持罐內(nèi)熱平衡的目的，簡(jiǎn)單易行并且成本低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種ANG運(yùn)輸車，包括運(yùn)輸車車體(1)及固定在運(yùn)輸車車體(1)上并且填充有吸附劑(2)的ANG罐體(3)，其特征在于:在ANG罐體(3)內(nèi)位于ANG罐體(3)的1/6-1/3高度處設(shè)有充 放氣管路，所述充放氣管路沿ANG罐體(3)軸向延伸至ANG罐體(3)的兩側(cè)封頭處，在充放氣 管路的外部纏繞換熱管路(4)，所述換熱管路(4)與設(shè)置在運(yùn)輸車車體(1)上的換熱系統(tǒng)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:所述充放氣管路包括位于ANG罐體(3)的軸線下方并且與充放氣接頭(5)連通的主管路(6)及與主管路(6)連通并對(duì)稱設(shè)置的 水平支管路(7)，在主管路(6)與ANG罐體(3)間設(shè)有支撐架(8)，在主管路(6)和水平支管路 (7)上設(shè)有氣孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:在充放氣接頭(5)和主管路(6)間設(shè) 有緊急切斷閥(9)和球閥(10)及配套的溫度計(jì)和壓力表(11)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:在主管路(6)和水平支管路(7)上設(shè) 有定位柱(12)，所述水平支管路(7)末端呈叉形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:所述換熱系統(tǒng)包括壓縮機(jī)(13)、存儲(chǔ) 有冷媒并且與換熱管路(4)相連的換熱器(15)及設(shè)置在換熱管路(4)上的循環(huán)栗(14)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:所述換熱系統(tǒng)還包括設(shè)置在運(yùn)輸車 車體(1)的水箱上的與換熱管路(4)連通的集熱管，集熱管與換熱管路(4)間設(shè)有電磁閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:在所述ANG罐體(3)外設(shè)有與所述充 放氣管路連通的抽真空裝置(16)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:在所述ANG罐體(3)上設(shè)有安全閥 (17)、人孔(18)和吸附劑裝料口(19)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:所述ANG罐體(3)內(nèi)填充有其70?90% 容積的吸附劑，所述吸附劑(2)中添加有粘結(jié)劑并借助活化工藝固化或粘接成一體結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ANG運(yùn)輸車，其特征在于:所述ANG罐體(3)內(nèi)設(shè)有安全閥保護(hù) 罩(20)，充放氣管路和安全閥保護(hù)罩(20)外包裹有絲網(wǎng)。
【文檔編號(hào)】F17C13/00GK105987279SQ201610198919
【公開日】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, 王兆斌, 白華琴, 李健博, 祁慧玲, 潘曉娥
【申請(qǐng)人】石家莊安瑞科氣體機(jī)械有限公司