CN113432036A - 一种吸附式天然气充装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附式天然气充装装置，包括天然气进口、紧急切断阀、粉尘过滤器一、净化装置、压缩机组、一级缓冲罐、一级油分离器、二级油分离器、再生干燥装置、电加热器、粉尘过滤器二和二级缓冲罐，所述天然气进口与紧急切断阀相连，所述紧急切断阀通过粉尘过滤器一、净化装置和压缩机组相连，所述压缩机组、一级缓冲罐、一级油分离器、二级油分离器和再生干燥装置依次相连，所述再生干燥装置通过粉尘过滤器二与充气快速接头相连，本发明属于天然气储运技术领域，具体是指一种解决了现有天然气储存技术存在的高压危险性高、投资成本大、工艺复杂需要多级压缩系统、单位体积储存气量小的问题的吸附式天然气充装装置。

Description

一种吸附式天然气充装装置
技术领域
本发明属于天然气储运技术领域，具体是指一种吸附式天然气充装装置。
背景技术
天然气是一种清洁、高效的能源，储量巨大，其推广应用依赖于其储运技术。大量用气的中心城市和工业企业距气源较远，需要将气源点的天然气安全、稳定和连续地输送给用户，目前有五种主流的天然气储运技术。常用的储运技术有三种，包括天然气管道(PNG)储运、压缩天然气(CNG)储运和液化天然气(LNG)储运；新型的储运技术有两种，包括吸附储存天然气(ANG)储运、天然气水合物(NGH)储运。随着大量天然气汽车(主要是公交车和出租车)进入市场，天然气汽车燃料的储存方式更加被广泛关注，目前，压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)三种储存方式可用于天然气汽车燃料的储运。吸附储存天然气(ANG)技术属于物理吸附，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内表面积和丰富的微孔结构在常温中压(6.0MPa)下将天然气吸附储存的技术。ANG的最大优点在于低压下(3.5∽6.0MPa，仅为CNG的1/4∽1/5)即可获得接近于高压下(20MPa)CNG(压缩天然气)的储存能量密度。当储罐中压力低于外界时，气体被吸附在吸附剂固体微孔的表面，借以储存；当储罐中压力高于外界时，气体从吸附剂固体表面脱附而出供应外界。目前，氧—乙炔切割下料在许多钢结构制造企业占主导地位，生产成本较高，钢瓶运输、搬运安全隐患大。且钢结构加工利润微薄，只能在生产中挖潜降耗，降低成本，提高企业的竞争力和适应力。
发明内容
为了解决上述难题，本发明提供了一种吸附式天然气充装装置，解决了现有天然气储存技术存在的高压危险性高、投资成本大、工艺复杂需要多级压缩系统、单位体积储存气量小的问题。
为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种吸附式天然气充装装置，包括天然气进口A(1)、紧急切断阀(2)、粉尘过滤器一、净化装置A(3)、压缩机组A(4)、一级缓冲罐A(5)、一级油分离器A(6)、二级油分离器A(7)、再生干燥装置A(8)、电加热器A(9)、粉尘过滤器二、二级缓冲罐A(11)、水泵B(16)、喷淋水冷却器B(17)、膨胀水箱B(18)、充装操作台B(19)、气动切断阀(20)、充气快速接头(21)、充气截止阀(23)和气瓶(24)，所述天然气进口与紧急切断阀相连，所述紧急切断阀通过粉尘过滤器一、净化装置和压缩机组相连，所述压缩机组、一级缓冲罐、一级油分离器、二级油分离器和再生干燥装置依次相连，所述再生干燥装置通过粉尘过滤器二与充气快速接头相连，所述喷淋水冷却器通过水泵与水槽相连，所述喷淋水冷却器与膨胀水箱相连，所述气瓶设于充装操作台上，所述气瓶通过气动切断阀、充气快速接头、充气截止阀与二级缓冲罐相连。
进一步地，所述气瓶与二级缓冲罐之间设有流量计。
进一步地，所述再生干燥装置与充气快速接头依次设有压力传感器一、温度传感器、电动开关阀和压力传感器二。
进一步地，所述天然气进口气源为CNG或者经过汽化后的LNG，压力0.3MPa，流量300标方每小时。
进一步地，所述紧急切断阀控制充装装置的气源，当遇到紧急情况此阀门壳快速切断气源，确保安全。
进一步地，所述压缩机组的压缩机结构为活塞式压缩机，进气压力0.3MPa，排气压力4.5MPa。
进一步地，所述粉尘过滤器一的结构形式为内进外出，过滤效率小于5μm，精密除液过滤器的结构形式为外进内出，分离效率99.5％以上。
进一步地，所述再生干燥装置设有干燥塔，所述干燥塔设有两台，一台吸附干燥塔，另一台再生干燥塔；取压缩后的高压天然气通过电加热器进入再生塔底部，气体出来后经过减压阀减压后进入气体冷却器进行冷却，含有微量水分的天然气经过冷却后水就会冷凝出来，冷凝水进入排污罐，气体从排污罐顶部压缩机组前端管道，干燥后的天然气再次进入粉尘过滤器，过滤掉微量固体颗粒后进入二级缓冲罐储存，此时压力传感器和温度传感器共同控制压缩机组，达到设定值后压缩机组停止工作。
进一步地，所述充气快速接头为耐高压快插接头，操作简单快捷，密封性好，连接时带有钢珠的阴接头插入阳接头，断开时拔出来即可。
本发明采取上述结构取得有益效果如下：本发明提供的一种吸附式天然气充装装置操作简单，机构紧凑，设计合理，具有充气效率高、工艺简单操作方便，低压安全可靠性高，单位体积储气量大，节能环保，其可广泛应用于各种工业生产的切割气，具有非常大的社会效益及经济效益。
附图说明
图1为本发明一种吸附式天然气充装装置的流程图。
其中，1、天然气进口，2、紧急切断阀，3、粉尘过滤器一，4、净化装置，5、压缩机组，6、一级缓冲罐，7、一级油分离器，8、二级油分离器，9、再生干燥装置，10、电加热器，11、粉尘过滤器二，12、二级缓冲罐，13、压力传感器一，14、温度传感器，15、电动开关阀，16、流量计，17、水泵，18、喷淋水冷却器，19、膨胀水箱，20、充装操作台，21、气动切断阀，22、充气快速接头，23、压力传感器二，24、充气截止阀，25、气瓶。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种吸附式天然气充装装置，包括天然气进口1、紧急切断阀2、粉尘过滤器一3、净化装置4、压缩机组5、一级缓冲罐6、一级油分离器7、二级油分离器8、再生干燥装置9、电加热器10、粉尘过滤器二11、二级缓冲罐12、水泵17、喷淋水冷却器18、膨胀水箱19、充装操作台20、气动切断阀21、充气快速接头22、充气截止阀24和气瓶25，所述天然气进口1与紧急切断阀2相连，所述紧急切断阀2通过粉尘过滤器一3、净化装置4和压缩机组5相连，所述压缩机组5、一级缓冲罐6、一级油分离器7、二级油分离器8和再生干燥装置9依次相连，所述再生干燥装置9通过粉尘过滤器二11与充气快速接头22相连，所述喷淋水冷却器18通过水泵17与水槽相连，所述喷淋水冷却器18与膨胀水箱19相连，所述气瓶25设于充装操作台20上，所述气瓶25通过气动切断阀21、充气快速接头22、充气截止阀24与二级缓冲罐12相连。
所述气瓶25与二级缓冲罐12之间设有流量计16。
所述再生干燥装置9与充气快速接头22依次设有压力传感器一13、温度传感器14、电动开关阀15和压力传感器二23。
所述天然气进口1气源为CNG或者经过汽化后的LNG。
所述压缩机组5的压缩机结构为活塞式压缩机。
所述粉尘过滤器一3的结构形式为内进外出。
所述再生干燥装置9设有干燥塔，所述干燥塔设有两台，一台吸附干燥塔，另一台再生干燥塔。
所述充气快速接头22为耐高压快插接头。
具体使用时，压缩机组5在进行增压做功后将压缩的高压天然气与润滑油油气混合物送进一级缓冲罐6经过一级油分离器7和二级油分离器8的油气分离，分离后的天然气的含油率小于0.1mg/m3，油气分离后的干净天然气进入再生干燥装置，进一步脱除天然气中含有的微量水分，取压缩后的高压天然气通过电加热器10进入再生塔底部，气体出来后经过减压阀减压后进入气体冷却器进行冷却，含有微量水分的天然气经过冷却后水就会冷凝出来，冷凝水进入排污罐，气体从排污罐顶部压缩机组5前端管道，干燥后的天然气再次进入粉尘过滤器，过滤掉微量固体颗粒后进入二级缓冲罐12储存，此时压力传感器和温度传感器14共同控制压缩机组5，达到设定值后压缩机组5停止工作，清洁高压天然气在操作平台上上通过充气快速接头充入气瓶25，流量和压力共同控制阀门的开度，阀门的开度由大变小直到关闭，确保充气时流速恒定；气瓶25充气时降温采用物理喷水，自然降温，冷却水经过操作台的碰头降水均匀的喷洒在气瓶25的外壁，以此来降低气瓶25的温度。水泵17将冷却水加压后进入喷淋水冷却器18进行冷却，冷却后的喷淋水进入膨胀水箱19保压，以此来保证后端气瓶25在任何时候需要喷水时冷却水管路里都有压力，水都可喷淋出。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：包括天然气进口、紧急切断阀、粉尘过滤器一、净化装置、压缩机组、一级缓冲罐、一级油分离器、二级油分离器、再生干燥装置、电加热器、粉尘过滤器二、二级缓冲罐、水泵、喷淋水冷却器、膨胀水箱、充装操作台、气动切断阀、充气快速接头、充气截止阀和气瓶，所述天然气进口与紧急切断阀相连，所述紧急切断阀通过粉尘过滤器一、净化装置和压缩机组相连，所述压缩机组、一级缓冲罐、一级油分离器、二级油分离器和再生干燥装置依次相连，所述再生干燥装置通过粉尘过滤器二与充气快速接头相连，所述喷淋水冷却器通过水泵与水槽相连，所述喷淋水冷却器与膨胀水箱相连，所述气瓶设于充装操作台上，所述气瓶通过气动切断阀、充气快速接头、充气截止阀与二级缓冲罐相连。
2.根据权利要求1所述的一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：所述气瓶与二级缓冲罐之间设有流量计。
3.根据权利要求2所述的一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：所述再生干燥装置与充气快速接头依次设有压力传感器一、温度传感器、电动开关阀和压力传感器二。
4.根据权利要求3所述的一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：所述天然气进口气源为CNG或者经过汽化后的LNG。
5.根据权利要求4所述的一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：所述压缩机组的压缩机结构为活塞式压缩机。
6.根据权利要求5所述的一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：所述粉尘过滤器一的结构形式为内进外出。
7.根据权利要求6所述的一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：所述再生干燥装置设有干燥塔，所述干燥塔设有两台，一台吸附干燥塔，另一台再生干燥塔。
8.根据权利要求7所述的一种吸附式天然气充装装置，其特征在于：所述充气快速接头为耐高压快插接头。
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