[发明专利]一种多功能的ANG吸附剂测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定吸附剂性能装置，具体涉及一种多功能的ANG吸附剂测试装置。

背景技术

现有天然气储运方式主要包括：压缩天然气储运技术（CNG）、液化天然气储运技术（LNG）、吸附天然气储运技术（ANG）及天然气水合物储运技术（NGH）等。目前CNG技术与LNG技术相对比较成熟，已经在实际生产中得到大规模应用，相比之下，ANG储运技术由于高效吸附剂批量化生产及储运能力受限等原因，尚未得到大规模开发和应用。然而，与CNG技术相比，ANG技术的投资和操作费用降低50%，储罐形状和材质选择余地大，ANG技术的最大优点在于储运压力低，对储罐材质的要求较低，安全性能较好，运行成本低。

ANG技术是在储氢技术的思路基础上开发出来的，其关键技术有两项，一项是优良性能吸附剂的筛选与开发；另一项是吸附剂储存容器的结构设计，这里又涉及突出ANG吸附的热效应问题。近20年来，美国、英国、日本、加拿大、俄罗斯以及我国的有关科研部门和大学等都相继围绕上述两项关键技术进行研究、开发和运行试验，并取得了一定的阶段性成果。

目前涉及天然气吸附储运装置的有专利号为ZL200310100465.6的一种天然气储存运输方法及装置和专利申请号为200910072052.9的蓄热式天然气吸附存储罐。专利CN104235604A针对上述放散气直接排空造成的资源浪费和环境污染的现状和现有放散气回收技术的不足，提供了一种利用ANG技术回收管网放散气的装置及方法，利用循环水温控系统有效解决吸附过程产生的热效应，工艺流程简单，自控程度高。专利CN204026132U公开了一种新型吸附天然气储罐，将新型翅片换热器应用在吸附天然气储罐中，配合冷却管，以及设置在翅片之间填充的吸附剂，使得储罐中天然气吸附及脱附操作过程受吸脱附热效应影响较小，以及充放气过程快捷便利，吸附容量高，实现了对天然气的快速吸附储运。

吸附天然气采用中低压下多种储罐形式运输，目前还未大规模工业应用，仅处于中试阶段。国内外许多专家已经为此提出了很多理论设想和技术方案，但缺乏有效的具有针对性的测试装置，尤其是能全方位测试吸附过程变量的平台，目前实验条件较为单一，可测试的变量有限，吸附天然气的推广使用迫切需要一个能宏观指导中试实验且能具体反映实际工程的测试平台，从天然气的组成、流量、压力、活性炭的吸附关键参数及气瓶设计等方面综合考虑对ANG中试项目的影响，为未来ANG吸附储运技术扩大化生产提供研究依据。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种多功能的ANG吸附剂测试装置，包括色谱检测系统、活化再生系统、预吸附罐系统、ANG吸附气瓶系统，

所述色谱检测系统包括气相色谱仪、分别设置在预吸附罐系统进气管和出气管上且与所述气相色谱仪连接的取样点，所取气体通过气象色谱仪，可以及时反应气体组成的变化，一方面当显示气瓶进气组分中重组分含量较高时，需切换预吸附罐；另一方面可以观察吸附前后气体组成的变化，得到气体的吸附率；

所述活化再生系统包括依靠管路依次连接的氮气瓶、加热器、氮气温度检测仪，所述活化再生系统通过高温软管及闸阀与预吸附罐系统进气口相连，同时还设置有可通过管路连接气瓶进气口的预留口，活化再生系统用于气瓶和预吸附罐的再生，用高温软管把N₂预留口分别与预吸附罐、气瓶入口相接，高温氮气由预留口进入，通过预吸附罐自带的放空阀和气瓶自带的吸附剂填充口的放空阀出来，完成再生过程；

所述预吸附罐系统包括设置有预吸附罐温度检测仪的预吸附罐、流量计、针阀，所述吸附罐的进气口通过管路依次连接闸阀、进气压力检测仪、调压阀及天然气管网，所述吸附罐的出气口通过管路依次连接预吸附后温度与压力检测仪、闸阀、针阀、流量计、第一变向闸阀、进储罐前温度与压力检测仪、进气软管，所述流量计的出气口还通过闸阀和进管网前压力检测仪连接下游管网，所述针阀的进气端与第一变向闸阀出气口旁接有带第二变向闸阀的ANG排气管道，预吸附罐主要用于吸附重烃，可进一步提高装置的吸附效率；

所述ANG吸附气瓶系统包括气瓶、主进气管，所述主进气管一端依次连接气瓶压力检测仪、闸阀、进气软管，另一端竖直延伸入气瓶内，所述气瓶上端还设置有带放空阀的吸附剂填充口，以及均匀分布地伸入气瓶内的若干气瓶温度检测仪，放空阀以便再生时调节再生气放空量。

进一步地，所述主进气管位于气瓶内的部分伸入到气瓶内腔高度的3/4处且设置有均匀间隔的布气小孔，使气瓶中吸附剂尽快达到吸附平衡，孔分布可根据实际情况作调整。