CN105987279A - 一种ang运输车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ANG运输车，涉及天然气储运装置领域，包括运输车车体及固定在运输车车体上并且填充有吸附剂的ANG罐体，关键在于：在ANG罐体内位于ANG罐体的1/6‑1/3高度处设有充放气管路，所述充放气管路沿ANG罐体轴向延伸至ANG罐体的两侧封头处，在充放气管路的外部缠绕换热管路，所述换热管路与运输车车体的换热系统相连。本发明的有益效果是：采用换热方式保证天然气吸附和脱附过程中热量的稳定，使得整个运输车成为一个相对独立的系统，不需要其他外部设备，即在吸附过程中，使换热管路中水为冷水，缠绕在充放气管路上的换热管路给充入的天然气及吸附剂进行冷却，放气过程中使换热管路中水为温水，保证了吸附剂的吸附和脱附效率。

Description

一种ANG运输车
技术领域
本发明涉及天然气储运装置领域，尤其是一种存储和运输天然气的ANG运输车。
背景技术
目前，天然气的储运方式主要包括压缩天然气（CNG）、液化天然气（LNG）以及吸附天然气（ANG）三种方式。其中，压缩天然气多采用较高压力（20MPa）下的管束式容器运输；液化天然气采用低温槽车的形式运输。上述2种储运方式已经大规模工业应用，而ANG是在储罐中装入高比表面的天然气专用吸附剂，利用其巨大的比表面积和丰富的微孔结构，在常温、中压（3~6MPa）下达到与CNG相接近的储存容量，且具有工艺简便、使用安全的优势。因此，越来越多的研究机构对ANG的相关技术进行研究、开发和运行试验，并取得了一定的阶段性成果。
ANG罐体属于压力容器，设计过程中要考虑安全方面的问题。同时天然气吸附容易受到吸脱附过程中热效应的影响，天然气在多孔活性炭表面上吸附/脱附过程中由于分子间范德华力的作用会表现出吸放热的现象，这种现象会使吸附剂的温度升高或降低而阻碍吸附和脱附过程，这种负面效应叫做天然气吸附过程中的热效应。比如天然气吸附是放热过程，在天然气进行吸附时会导致吸附剂的温度大幅度上升直接影响吸附效率。脱附过程则是吸热过程，会导致吸附剂温度下降而影响脱附效率。因此在设计过程中要考虑如何解决储罐内部的热量管理。
授权公告号为CN102302925B的中国发明专利公开了一种天然气吸附剂及利用其吸附储运的吸附罐和吸附储运方法，在吸附罐内固定盘管、在吸附罐外壳上设有循环介质入口和循环介质出口；盘管的进口和出口分别与循环介质入口和循环介质出口连接。通过在天然气的充放气过程中通入冷却水和循环水以缓解吸附热效应，但是其需要在天然气的吸附地及脱附地分别配套设置循环给水设备，加大了成本和推广使用难度，不利于ANG运输的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种ANG运输车，充放气管路沿ANG罐体轴向设置并向封头处延伸，在充放气管路上缠绕有换热管路，换热管路与换热系统进行热交换达到在天然气吸附和脱附过程中热量稳定的目的。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种ANG运输车，包括运输车车体及固定在运输车车体上并且填充有吸附剂的ANG罐体，关键在于：在ANG罐体内位于ANG罐体的1/6-1/3高度处设有充放气管路，所述充放气管路沿ANG罐体轴向延伸至ANG罐体的两侧封头处，在充放气管路的外部缠绕换热管路，所述换热管路与设置在运输车车体上的换热系统相连。
进一步的，所述充放气管路包括位于ANG罐体的轴线下方并且与充放气接头连通的主管路及与主管路连通并对称设置的水平支管路，在主管路与ANG罐体间设有支撑架，在水平支管路上设有气孔。
进一步的，在充放气接头和主管路间设有紧急切断阀和球阀及配套的温度计和压力表。
进一步的，在主管路和水平支管路上设有定位柱，所述水平支管路末端呈叉形。
进一步的，所述换热系统包括压缩机、存储有冷媒并且与换热管路相连的换热器及设置在换热管路上的循环泵。
进一步的，所述换热系统还包括设置在运输车车体的水箱上的与换热管路连通的集热管，集热管与换热管路间设有电磁阀。
进一步的，在所述ANG罐体外设有与所述充放气管路连通的抽真空装置。
进一步的，在所述ANG罐体上设有安全阀、人孔和吸附剂装料口。
进一步的，所述ANG罐体内填充有其70~90%容积的吸附剂，所述吸附剂中添加有粘结剂并借助活化工艺固化或粘接成一体结构。
进一步的，所述ANG罐体内设有安全阀保护罩，充放气管路和安全阀保护罩外包裹有丝网。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）、将带有水平支管路的主管路预设在吸附剂中，充放气管路一方面具有导热的作用，另一方面水平支管路能够使天然气快速扩散、吸附到吸附剂中同时也便于天然气脱附后进入充放气管路中从ANG罐体中导出，提高充放气效率；（2）、采用换热的方式保证天然气吸附和脱附过程中热量的稳定，即在吸附过程中，通过压缩机及换热器的作用使得换热管路中的水为冷水，缠绕在充放气管路上的换热管路给充入的天然气及吸附剂进行冷却，脱附过程中通过压缩机及换热器的作用使得换热管路中的水为温水，保证了吸附剂的吸附和脱附效率，而且这样的设置使得整个运输车成为一个相对独立的系统，不需要其他外部设备；（3）、在运输车车体的水箱处设置了集热管，使得换热管路能够充分利用水箱中水的热量，节约能源；（4）、结构简单、便于后期的检修和维护。
附图说明
图1是本发明ANG运输车的结构示意图；
图2是图1中充放气管路的结构示意图；
图3是图1中换热管路的缠绕示意图。
图中，1是运输车车体，2是吸附剂，3是ANG罐体，4是换热管路，5是充放气接头，6是主管路，7是水平支管路，8是支撑架，9是紧急切断阀，10是球阀，11是压力表，12是定位柱，13是压缩机，14是循环泵，15是换热器，16是抽真空装置，17是安全阀，18是人孔，19是吸附剂装料口，20是安全阀保护罩。
具体实施方式
参见附图1-3，本发明提供了一种ANG运输车，包括运输车车体1及固定在运输车车体1上并且填充有吸附剂2的ANG罐体3，关键在于：在ANG罐体3内位于ANG罐体3的1/6-1/3高度处设有充放气管路，上述充放气管路沿ANG罐体3轴向延伸至ANG罐体3的两侧封头处，在充放气管路的外部缠绕换热管路4，上述的换热管路4与运输车车体1的换热系统相连。
本发明的设计原理如下：在换热管路4中充满有中间介质（例如水），在ANG罐体3中的吸附剂2吸附及脱附天然气的过程中，换热管路中的中间介质与换热系统进行换热并进行循环，达到保证吸附脱附效率的目的。在吸附剂2吸附天然气的过程中，换热管路4中的冷水对充放气管路中的天然气进行冷却并同时对周围的吸附剂进行降温，保证天然气的吸附效率。在天然气脱附过程中，换热管路4中的温水通过对充放气管路周围的吸附剂进行升温，保证天然气的吸附效率。本发明中整个ANG运输车成为一个独立的系统，不再需要在吸附地和脱附地设置外部的冷水和温水（或常温水）进行循环给水。
上述的换热系统设置在运输车车体1中挂车的下方，包括压缩机13、存储有冷媒并且与换热管路4相连的换热器15及设置在换热管路4上的循环泵14。换热管路4的出水端和进水端与水箱相连，换热管路4中的水借助压缩机13和换热器15实现冷水和热水的转换并通过循环泵14将冷水或热水通入ANG罐体3中。更进一步的，上述换热系统还可以包括设置在运输车车体1的水箱上的与换热管路4连通的集热管，集热管与换热管路4间设有电磁阀，以在吸附剂脱附过程中充分利用运输车车体1中水箱的热量。
上述充放气管路包括位于ANG罐体3的轴线下方并且与充放气接头5连通的主管路6及与主管路6连通并对称设置的水平支管路7，在主管路6与ANG罐体3间设有支撑架8，在水平支管路7上设有气孔。在主管路6和水平支管路7上设有定位柱12，水平支管路7末端呈叉形。换热管路4在主管路6上由一端向另一端缠绕或者由中间向两端缠绕。在向主管路6的一端缠绕的过程中在水平支管路7上进行螺旋缠绕，定位柱12起到定位作用，水平支管路7末端的叉形结构起到换热管路4改向实现双螺旋缠绕。当换热管路4在主管路6的一端缠绕完成后，再改向仅沿主管路6缠绕返回初始的位置。充放气管路起到了使吸附剂2充分吸附天然气的目的、也起到了充分收集吸附剂2脱附的天然气的目的，更进一步的也方便了换热管路4的固定。充放气管路位于罐体整体高度处的1/6-1/3处，能够使得吸附剂2在最佳的吸附效果，同时也使换热管路4的热平衡作用具有较好的效果。
在充放气接头5和主管路6间设有紧急切断阀9和球阀10及配套的温度计和压力表11。在ANG罐体3外设有与上述充放气管路连通的抽真空装置16，以保证在充气前储罐内的真空度。
在ANG罐体3上设有安全阀17、人孔18和吸附剂装料口19，以进行相应的排气、维护检修及吸附剂填充工作。吸附剂2在ANG罐体3内的填充量占ANG罐体3容积的70~90%，吸附剂2中添加有粘结剂并借助活化工艺固化或粘接成一体结构。ANG罐体3内设有安全阀保护罩20，充放气管路和安全阀保护罩20外包裹有丝网。
本发明的ANG罐体3固定在运输车的挂车上，不论在吸附地还是在脱附地，只需要将挂车上的换热系统通电即可实现维持罐内热平衡的目的，简单易行并且成本低。

Claims (10)

1.一种ANG运输车，包括运输车车体（1）及固定在运输车车体（1）上并且填充有吸附剂（2）的ANG罐体（3），其特征在于：在ANG罐体（3）内位于ANG罐体（3）的1/6-1/3高度处设有充放气管路，所述充放气管路沿ANG罐体（3）轴向延伸至ANG罐体（3）的两侧封头处，在充放气管路的外部缠绕换热管路（4），所述换热管路（4）与设置在运输车车体（1）上的换热系统相连。
2.根据权利要求1所述的ANG运输车，其特征在于：所述充放气管路包括位于ANG罐体（3）的轴线下方并且与充放气接头（5）连通的主管路（6）及与主管路（6）连通并对称设置的水平支管路（7），在主管路（6）与ANG罐体（3）间设有支撑架（8），在主管路（6）和水平支管路（7）上设有气孔。
3.根据权利要求2所述的ANG运输车，其特征在于：在充放气接头（5）和主管路（6）间设有紧急切断阀（9）和球阀（10）及配套的温度计和压力表（11）。
4.根据权利要求2所述的ANG运输车，其特征在于：在主管路（6）和水平支管路（7）上设有定位柱（12），所述水平支管路（7）末端呈叉形。
5.根据权利要求1所述的ANG运输车，其特征在于：所述换热系统包括压缩机（13）、存储有冷媒并且与换热管路（4）相连的换热器（15）及设置在换热管路（4）上的循环泵（14）。
6.根据权利要求5所述的ANG运输车，其特征在于：所述换热系统还包括设置在运输车车体（1）的水箱上的与换热管路（4）连通的集热管，集热管与换热管路（4）间设有电磁阀。
7.根据权利要求1所述的ANG运输车，其特征在于：在所述ANG罐体（3）外设有与所述充放气管路连通的抽真空装置（16）。
8.根据权利要求1所述的ANG运输车，其特征在于：在所述ANG罐体（3）上设有安全阀（17）、人孔（18）和吸附剂装料口（19）。
9.根据权利要求1所述的ANG运输车，其特征在于：所述ANG罐体（3）内填充有其70~90%容积的吸附剂，所述吸附剂（2）中添加有粘结剂并借助活化工艺固化或粘接成一体结构。
10.根据权利要求1所述的ANG运输车，其特征在于：所述ANG罐体（3）内设有安全阀保护罩（20），充放气管路和安全阀保护罩（20）外包裹有丝网。
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