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ANG--吸附天然气瓶

     ANG技术来源:美国Gas Technology Energy Concepts Co,Ltd公司(燃气技术能源概念有限公司)简称G-TEC,位于美国纽约。它是美国引领替代能源开发及燃料电池研发的领导机构。主要是利用天然气做燃料开发出了G-TEC系列产品,用于替代乙炔、丙烷(石油液化气)、丙烯和其它等危险燃气进行工业切割、焊接及热加工等工艺,主要产品之一“吸附天然气瓶”,简称“ANG气瓶”,此吸附技术已获得世界唯一专利。

     ANG技术发展:ANG技术在我国属高新技术,目前仍然处于待研发状态,该技术的研究, 国内有中国石油大学、山西煤化所、华南理工大学、北京化工大学等单位在致力于该技术的研发。国外有美国、加拿大、俄罗斯、英国、日本也有研究,目前已该技术已经被大量应用于工业领域的全球只有美国G-ETC公司。

     ANG技术原理:吸附天然气瓶是采用“天然气瓶中填充吸附剂” 在储罐内装入了高比表面的天然气专用吸附剂,利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构,在常温、低压(4.0兆帕)下将天然气吸附储存在储罐内,当储罐的压力低于外界压力时,气体被吸附在吸附剂固体微孔的表面借以储存,当外界的压力低于储罐的压力时,气体从吸附剂固体表面脱附而出向外施放。

     吸附天然气瓶安全性:安全性已被美国、加拿大、欧盟、中国政府及相关单位检验验证,符合相关安全法规。其储气压力为4兆帕,是CNG气瓶压力的20%,气瓶放置无需特殊要求,移动方便,可使你的现场没有危险的高压燃气,更加安全可靠。

     吸附天然气瓶特点:
           安全:相对其它工业燃气,天然气本身更安全。天然气是一种无毒、不易引发爆炸,比空气轻的气体,这意味着即使天然气泄露到空气中,也不会让人身体不适,因为泄露的天然气容易向上扩散并且不易引发爆炸。
           节能:天然气价格低廉,生产过程无污染、无废弃物,燃料干净,有利于节能,堪称绿色能源。
           环保:天燃气不冒黑烟,给工人一个清爽的工作环境,不会使工人吸入大量黑烟和烟尘,保护身体健康。而乙炔和丙烷在燃烧时易积碳,点燃时冒黑烟和烟尘,污染工作环境,对人体健康有害。操作工人接触到乙炔和丙烷,吸入乙炔和丙烷对人体有强烈的伤害。天然气是绿色环保低碳产品,使用时无黑烟、无有害气体、无污染废弃物。
            高效:天然气燃烧效率高、清洁,在生产和使用过程中,不会产生污染废弃物。天然气火焰温和矫形速度快,无风炮,切割、焊接表面光滑度高,提高了加工质量。

省钱:市场上天然气比其它危险燃气便宜平均约30~50%,因此,天然气比其它危险燃气降低约30~50%以上的成本。近年来国内外能源价格均出现了上涨,而天然气比其它危险燃气等的价格低很多,尤其西气东输工程更是降低了天然气的价格。

     吸附天然气瓶技术参数:目前已有型号NG-140#:水容积50升、尺寸D25*131厘米、毛重55公斤,储气最大压力4兆帕,储气量4立方米,与一般3公斤的乙炔瓶热值用量相当。

     吸附天然气瓶使用模式:吸附天然气瓶使用模式是没有燃气管道作业现场理想的选择,类似乙炔瓶的使用模式。

ANG与CNG储存技术参数在同压同容积的对比:

存储形式

压力MPa

水容积L

温度℃

压缩级数

储罐工艺

储气倍数

储气量m³

储量V/V

释放量V/V

同压密度

CNG

4

50

25

3

无缝

40

2

40

39

ANG

4

50

25

1

焊接

80

4

80

78

        注:CNG气瓶实际应用中是高压20兆帕下运行使用,有严重的安全隐患,充气要3~6级压缩,罐材选料特殊,制作工艺要无缝一次性成型,设备维护难,而ANG最大压力4兆帕,充气直接对流就可,很安全,罐材选料一般,制作工艺焊接,设备维护易。

     吸附天然气瓶充装:
         充装模式可行性:根据吸附天然气瓶吸附原理,可以直接利用天然气压力差对流充装。
         充装热量的处理:充装天然气吸附过程会生产热量,会使瓶内压力逐渐升高,会延长吸附充气的时间,所以要搭建水循环降温设备。
         充装分流排:充装平台根据需求可以搭建多个含水循环降温设备分流排分别同时充装。

         介质成分:吸附实验证明吸咐剂的吸咐存贮能力可能会因为重复吸收充入气瓶的天然气中存在的少量的高分子碳氢化合物碳原子为C5或大于C5的烷类物质而导致其存贮能力慢慢下降。这些高分子碳氢化合物碳原子为C5或大于C5的烷类物质则因其中良好的吸咐性能,不断的被吸咐,累积,而不会随着天然气的使用而被释放。天然气中的其它成分如:氮气、CO2或其它轻烷类物质如碳原子在C2-C4之间的轻烷类物质会随着天然气的使用释放出来。考虑到这些高分子碳氢化合物如碳原子为C5或大于C5的烷类物质的吸咐与累积对充气吸咐剂性能的影响,我们对充装入气瓶的天然气相关成分有范围标准,在范围标准内吸咐剂寿命最少能重复充入和释放天然气达10年(或3000次)之久,吸咐存贮的天然气不小于原新气瓶充满气时气量的 90%。可接受的天然气相关成分范围标准:

Component(成份)

Acceptable Range (可接受的含量范例)

Hydrocarbons(碳氢化合物)


Methane(CH4—甲烷)

>83.00%

Ethane(C2H8—乙烷)

<15.00%

Propane(C3H8—丙烷)

<3.00%

Butane(C4H10—丁烷)

<0.40%

Pentane(C5H12—戊烷)

<0.10%

Hexane(C6H14—己烷)

<0.05%

Heptane(C7H16—庚烷)

<0.02%

Octane(C8H18—辛烷)

<0.02%

Nonane(C9H20—壬烷)

<0.02%

Other Items(其它物品)


Carbon Dioxide (CO2—二氧化碳)

<2.5%

Nitrogen (N2—氮)

<3.50%

含S总量

<70mg/m³

绝对湿度

<磅/百万立方英尺(112mg/m³)

           充装时间:有水循环降温充装设备的单瓶或多瓶充满时间都约30分钟,吸附剂才能达到最佳吸附状态,不停的循环加充和卸载。假如分流排100个,每小时约充装200瓶。按照分流排出口的小流量计差值计满4立方米为准来计量,也可充装完成后,以称重为检测气瓶是否充满,假如天然气密度约为0.7,一般每瓶充满的天然气净重约为2.8公斤。

      充装相关辅件技术参数:

        1. 天然气供气管道及充装设备管道设计压力≥6.0兆帕,包含整套充装设备中的所有部件都能承受的压力必须≥6.0兆帕;
        2. 系统设计环境温度:≤50℃;
        3. 充装压力:≤4.0兆帕;
        4. 天然气流量:≥【(瓶数*4)*2*150%】m3/h,视具体充装分流排瓶数的多少来决定;
        5. 调压和计量:进气管道要安装排污口、过滤器、截止阀、调压器、压力表、流量计、单向阀、安全阀等,每一个分流排出口要安装截止阀、小流量计等;

        6. 安全阀压力:充装系统的安全阀安全开启压力:4.2-4.5兆帕。


          LNG 放散气回收Oct 2017.pptC


 



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