天然氣吸附儲存技術(shù)陳慶文(中國石油大慶煉化分公司黑龍江省大慶市163411)陳慶敏鄭艷彬(大慶油田研究院黑龍江省大慶市163712)主題詞天然氣吸附儲存吸附劑高比表面活性炭2.1國內(nèi)研究進(jìn)展1.技術(shù)簡介實驗室用褐煤、燭煤、石油焦、瀝青、木質(zhì)素為原料均能制備出高儲氣能力的天然氣吸附劑。其吸附儲存天然氣(ANG)技術(shù)是在儲罐中裝入中以木質(zhì)素為原料制取的粉狀吸附劑其比表面可達(dá)高比表面的天然氣專用吸附劑,利用其巨大的內(nèi)表2912m/g,在6.0MPa、25℃的儲氣條件下對甲烷的面積和豐富的微孔結(jié)構(gòu),在常溫、中壓(6.0MPa)吸附能力可超過30%(重量百分濃度)以石油焦下將天然氣吸附儲存的技術(shù)。當(dāng)儲罐中壓力低于外為原料制取的塊狀吸附劑(實驗室樣品)其比表面界時,氣體被吸附在吸附劑固體微孔的表面,借以達(dá)2399m2/g,塊密度0.59g/mL,在4.0MPa、25℃儲存;當(dāng)外界的壓力低于儲罐中壓力時,氣體從吸時,甲烷吸附量為17.5%,6.OMPa時,甲烷吸附附劑固體表面脫附而出供應(yīng)外界。與壓縮天然氣相量為23%。比,ANG具有投資和操作費用降低50%,儲罐形石油大學(xué)開發(fā)的天然氣吸附劑制造工藝和吸附狀和材質(zhì)選擇余地大,質(zhì)輕,低壓,使用方便和安劑的成型技術(shù)在生產(chǎn)上是可以實現(xiàn)的。年產(chǎn)10吸全可靠等優(yōu)點,其技術(shù)關(guān)鍵是開發(fā)甲烷吸附量高的附劑規(guī)模的中試裝置批量生產(chǎn)的粉狀吸附劑在常天然氣專用吸附劑。溫、6.0MPa時,甲烷吸附量達(dá)24%~26.4%;批ANG吸附劑的性能通常以25℃、3.5MPa條件量生產(chǎn)的塊狀吸附劑(40×40m)甲烷吸附量達(dá)下,單位體積的吸附劑所能儲存或釋放的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)21.9%,都接近實驗室的最佳指標(biāo)。下甲烷的體積來衡量。2.2活性炭吸附劑的研制目前ANG的研究主要是針對天然氣汽車作為優(yōu)質(zhì)的吸附劑應(yīng)具備下列性能(NGV),其目的是用來取代CNG技術(shù)1)正常情況下,吸附和脫附的速率要高;當(dāng)ANG儲氣技術(shù)具有這樣一些特點:①壓力較壓力下降到常壓時,殘留在壁內(nèi)的“墊氣”要少。低(3.5~6.0MPa),對儲氣和充氣設(shè)備耐壓性能要2)由于吸附時放熱而升溫,脫附時吸熱而降求不高,所需設(shè)備均可實現(xiàn)國產(chǎn)化,投資費用低,溫,都會直接影響吸附和脫附速率,故要求吸附劑充氣設(shè)備僅需中壓壓縮機(jī)即可,大大節(jié)約了充氣站有良好的導(dǎo)熱性能以使熱量迅速傳出儲罐外減弱這的建站費用和操作費用;②中低壓下使用天然氣其影響。安全性能更好;③中低壓條件下儲存天然氣有日常(3)吸附劑的體積要小,即單位體積吸附劑的維護(hù)方便、操作費用低等優(yōu)點吸附量應(yīng)盡可能大。對于ANG儲存來說,高比表面的活性炭是必2.國內(nèi)主要研究成果要的。高比表面的活性炭是指比表面積為200400m2/g的活性炭,又稱超級活性炭,一般活性由石油大學(xué)(北京)和大慶能源技術(shù)開發(fā)公司炭的表左右。超級活性炭的制合作,從1990年即開始著手吸附法儲存汽車燃料備以中國煤化工。制備方法分為物理的研究。課題組經(jīng)過5年多的努力,開發(fā)出性能優(yōu)法和CNMHG為炭化與活化兩個階異的天然氣吸附劑,于1994年獲得了中國第一個段。物理法是以水蒸氣或CO2為活化劑,而化學(xué)天然氣吸附劑的發(fā)明專利。法是以KOH,ZnCl2,H3PO等為活化劑。但用化18油氣田地面工程第20卷第4欺201,7)**請訪問htW. puioad. com網(wǎng)站查詢稿件信息學(xué)法得到的吸附劑微孔少,因此后來的工作都采用床前用較大孔徑的活性炭作一個小保護(hù)床,可有效物理活化法。制超級活性炭的關(guān)鍵是選擇合適的炭地先吸附高碳分子,而不易吸附甲烷。有時天然氣化料,確定合適的活化條件,嚴(yán)格控制燒失率。中加少量的某種添加劑可提高吸附劑的儲氣性能。由于吸附熱效應(yīng)對充放氣過程有影響,緩解吸附熱效應(yīng)有以下措施3.結(jié)語(1)在快速充氣時先加壓到一個較高的壓力然后使系統(tǒng)降到正常的操作壓力,在這降壓過程中產(chǎn)ANG技術(shù)是一項先進(jìn)的儲氣技術(shù)。該技術(shù)可生的冷效應(yīng),可以平衡后來的熱效應(yīng),或者使氣體用于天然氣吸附劑汽車、無法管輸零散氣井天然在吸附之前進(jìn)行預(yù)冷,這樣充氣過程雖然溫度有所氣、放空天然氣的吸附回收。取代地下儲氣庫儲存上升,但可恢復(fù)到環(huán)境溫度天然氣用于工業(yè)、民用、調(diào)峰等方面,可極大地降2)吸附床內(nèi)埋放TES儲能元件。將水合鹽低成本。此外該技術(shù)還可用于高效脫色劑,精脫硫如Na2HPO:12HO)封裝于細(xì)金屬管中,水合鹽劑、氣焊等方面。用椰殼為原料經(jīng)低度活化制取優(yōu)的脫水或水合反應(yīng)的反應(yīng)熱即可緩解吸附床的溫升質(zhì)活性炭以及制造熱能儲存器(TFS)的工藝已經(jīng)或溫降。這種方法可同時保證充氣和放氣過程都接解決,可進(jìn)行批量生產(chǎn),這些有利于ANG技術(shù)的近等溫。該法可增加54%的儲存容量,但TES元實際應(yīng)用。ANG在3~4MPa壓力下,儲存量相當(dāng)件本身占據(jù)17.5%的床層體積。它可以完全緩和于壓力為13~14MPa的CNG系統(tǒng)。我國一大批天溫度變化引起的對吸附床層儲氣容量的影響,這樣然氣T中國煤化工以上,輸氣管干線的可使快速充氣時的儲氣量增加27%左右。壓力但HCNMH網(wǎng)向吸附劑儲罐充3)循環(huán)換熱方法,即將吸附床內(nèi)的部分氣體這即可減少電耗,也節(jié)省投資。抽出,經(jīng)換熱器冷卻或加熱后再循環(huán)充入床內(nèi),這種方法需要高效的換熱器及大型風(fēng)機(jī)等外部設(shè)備。(收稿日期200101-10編輯張秀麗)由于東質(zhì)餂性炭儲存性能有影響,可在吸附