[实用新型]一种双层金属结构的ANG吸附储罐

说明书

技术领域

本实用新型涉及天然气储运技术领域，特别是涉及一种双层金属结构的ANG吸附储罐。

技术背景

天然气作为清洁能源，主要成分是CH₄，在燃烧时产生的CO₂是燃煤的57%，燃油的71%，而在三大化石燃料中产生的热值最高，污染最小，是一种理想的清洁燃料，在化石能源中增长最快（年均1.8%）。由于天然气的高效、清洁、安全性好、经济性高以及资源丰富等特点，经济效益以及社会效益可观，对于天然气的开发利用以及储运技术国内外做了广泛而深入的研究。

目前，天然气储运技术通常有PNG、LNG、CNG、ANG以及NGH，其中ANG储运技术是利用具有高比表面积和丰富的微孔结构的吸附剂对天然气进行吸附储存。在城市燃气储运领域中，相比较其他储运技术，ANG储运技术条件温和（3-6MPa），设备要求低，安全性高，储罐结构设计较为灵活，被认为最有发展潜力的储运技术。

ANG储运技术中，天然气通过吸附作用吸附在多孔吸附剂中，在吸附和脱附过程中，容易受到吸附热效应的影响。而在实际吸附过程中，会放出一定的热量而从使温度升高，相比于等温吸附而言，气体储存能力下降；另一方面在脱附过程中会吸收一定的热量，从而导致温度降低，进而使得脱附量下降。因而，在储罐结构设计时应充分考虑吸附热效应的影响，从而提高储气能力。

对于吸附热效应的解决办法主要有：（1）针对活性炭，在活性炭中添加具有导热性能的金属材料或导热材料；（2）针对储罐 ，主要包括在储罐中安装换热设备或者填放相变储热材料，以及通过对储罐结构进行特殊设计从而提高储罐罐体的导热系数。专利CN1236075通过在储罐内部加入电热丝类加热装置，在快放气时连通电源，虽有效缓解脱热效应问题，但对于吸附过程热效应尚未解决，并且增加了罐内结构减少了活性炭的填充率；专利CN102502925A在一定程度上缓解吸附热效应问题，并且结构相对简单，专利CN204026132U采用翅片换热器配合U形管中灌有冷凝水，吸附容量高，但是在活性炭装填过程较为复杂，并且活性炭不容易更换；专利CN104406040A采用球形结构，虽然储气量大，但是热效应消除并不明显。

以上专利文献中涉及的ANG储罐都在一定程度上对ANG储运过程中的某些方面如储气量或吸附热效应影响的消除起到作用，然而，针对以上专利当应用于车载储运过程中，由于路面原因，汽车加速或减速，储罐各处受力不均，储罐结构所能承受的力有限，其安全性有待考察。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述专利中存在的问题以及结合他们的优点设计一种双层金属结构的ANG吸附储罐，旨在解决天然气在储运过程中遇到的一些问题，如吸附热效应、活性炭装填、活性炭在运输过程中粉碎而堵塞、降低活性炭在储运过程中的粉碎率以及ANG储罐运输过程中的承载力等。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种双层金属结构的ANG吸附储罐，包括具有双层金属结构的储罐主体、位于储罐主体上的天然气出口管、设置在所述储罐主体顶端的放散口和安全阀、设置在所述储罐主体底端的天然气进气口和排污口，所述的储罐主体内置有换热系统与支撑系统，所述储罐主体的底部设置有缓冲支座，

所述的支撑系统包括由上至下平行间隔设置的若干圆形支撑板、沿支撑板周向竖直固连于各支撑板边缘之间的若干立管，各个支撑板之间填充设置多孔吸附剂，所述的支撑板上均匀布置有若干孔径大于所述多孔吸附剂的散热孔；

所述的换热系统包括装填在所述储罐主体双层金属结构之间的相变储热材料、竖立于所述储罐主体中央的螺旋盘管，螺旋盘管的两侧由支撑板所固定，其出、入口分别连接对称设置在所述储罐主体顶部的冷却水出口管、冷却水进口管。

进一步地，所述缓冲支座采用钢板橡胶支座，可以在一定程度上起到减振的作用，可以有效缓冲储罐在车载运输过程中因路面原因车辆左右转弯及上下坡时所产生的冲击力。

进一步地，所述的立管通过卡箍与支撑板相连接，固定牢靠，拆装方便，便于拆卸与检修。

进一步地，所述的支撑板由至少两块板材可拆卸地拼接而成，拼接式的支撑板可方便地进行拆卸组装。

进一步地，所述的相变储热材料采用石蜡/膨胀石墨复合相变材料，储热密度较高，导热性能好，储/放热时间少。

进一步地，所述螺旋盘管为扁平型带有肋片的异形盘管，且所述螺旋盘管螺旋圈数与支撑板的数量相一致，其间距最小处分别穿过支撑板上的散热孔，不仅有效的增加了传热面积，还增加了冷凝水在盘管中的湍动，提高了传热速率。