CN1952468A - 一种水合－吸附结合的天然气储存方法 - Google Patents
一种水合－吸附结合的天然气储存方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1952468A CN1952468A CN 200610123575 CN200610123575A CN1952468A CN 1952468 A CN1952468 A CN 1952468A CN 200610123575 CN200610123575 CN 200610123575 CN 200610123575 A CN200610123575 A CN 200610123575A CN 1952468 A CN1952468 A CN 1952468A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- natural gas
- gas storage
- gas
- steel cylinder
- storage method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 86
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 74
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 58
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 47
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 10
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 claims description 3
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 claims description 3
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 claims description 3
- RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] Chemical compound OS(O)(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[Na] RCEAADKTGXTDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 8
- 239000011799 hole material Substances 0.000 abstract 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 5
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水合－吸附结合的天然气储存方法，该方法采用含有溶液水的多孔材料作为储存天然气的材料，多孔材料的孔径在介孔范围内，溶液水为低浓度的含添加剂的水溶液，多孔材料经过干燥脱水后放入天然气储罐内，由真空泵抽出储罐里的空气，注入配置好的溶液水，最后向储罐中通入天然气即可储存。本发明结合天然气吸附和天然气水合物，有效提高了天然气的储存密度，提高了天然气储存过程的速度和天然气释放率，降低了天然气的储存压力。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然气的储存方法。
背景技术
能源和环境是世界各国关注的两大基本问题。目前我国能源结构以煤炭为主(约70％)，天然气在一次能源消费结构中仅占2.5％左右，与世界平均水平(一次能源消费结构中煤炭为27％，天然气为23％)相差很大，由于不合理的能源结构带来了严重的环境问题和经济损失。天然气是化石能源最为清洁的能源，我国将扩大天然气使用，为此我国实施了一系列天然气管道工程和液化天然气工程。由于天然气是低密度能源，天然气的推广利用依赖于其储运及相关技术。管道天然气和液化天然气主要是针对大规模的天然气田和用户；压缩天然气是目前小规模天然气用户的主要运输手段，但压缩天然气压力高、增压站占地面积大，压缩成本高。目前对小型天然气田(包括煤层气)的开采运输技术、小规模天然气用户的储运技术还没有很好的解决方案。
天然气汽车的推广应用是改善环境，尤其是城市环境的有效方法，目前我国主要的天然气汽车主要为压缩天然气汽车，但压缩天然气汽车的加气站建设费用昂贵、天然气增压成本高，且压缩天然气汽车的高压(＞20MPa)存在潜在的不安全性。液化天然气汽车技术还不成熟，处于试验推广阶段。天然气汽车的推广应用需要安全高效的天然气储存技术。
因此，要推广应用天然气改善环境和能源结构，如何解决天然气运输的经济和高效以及利用过程中的安全可靠是至关重要的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种水合-吸附结合的天然气储存方法，该方法可有效提高天然气的储存密度，提高天然气储存过程的速度和天然气释放率，降低天然气的储存压力。
本发明的目的通过如下技术方案予以实现：
一种水合-吸附结合的天然气储存方法，其特征在于：采用含有溶液水的多孔材料作为储存天然气的材料，多孔材料的孔径在介孔范围内，溶液水为低浓度的含添加剂的水溶液，多孔材料经过干燥脱水后放入天然气储罐内，由真空泵抽出储罐里的空气，注入配置好的溶液水，最后向储罐中通入天然气即可储存。
上述技术方案中，所述的天然气储罐为外有保温、内带换热盘管的天然气钢瓶；所述的溶液水为浓度在200-1200ppm的添加剂水溶液，其中添加剂为烷基多糖苷、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或卵磷脂；所述的多孔材料为孔径4-100nm的活性炭或硅胶；所述的天然气的储存温度控制在-5～15℃、压力在2～7MPa范围内。
通常的吸附储存天然气是利用多孔材料对天然气的吸附作用来储存天然气，吸附天然气储存技术具有压力低、储气量较大的优点，但走向实际应用需克服天然气脱附难、吸附失效等难题。水合物储存天然气是利用天然气分子填充水分子形成的晶胞形成固体水合物，单位体积的水合物可储存150-180体积的天然气。天然气水合物的形成压力与压缩天然气相比具有压力低、而且可在0℃以上形成，但由于天然气在水中溶解度低，在纯水中天然气水合物形成速度慢，而且形成的水合物常含有大量的未水合的水，降低了单位体积水合物储存天然气的量。
本发明中天然气储存结合了天然气在多孔材料中的吸附和天然气填充水合物晶胞而储存天然气的原理，当天然气与潮湿的多孔材料接触时，天然气由于多孔材料吸附作用而吸附到孔内，而在添加剂的作用下进一步降低了表面张力，并增加天然气在吸附水中溶解度。天然气导入储罐后，部分天然气通过吸附的方式储存在多孔材料中，其它天然气则转化为天然气水合物而储存在储罐里。使用时只要通过降压或加热(也可同时降压和加热)，使水合物分解和脱附而得到天然气气体。天然气使用完后添加适当的溶液水可再次用于储存天然气，循环使用。
与吸附储存天然气和水合物储存天然气相比，本发明提出的水合吸附储存天然气方法具有如下优点：
1、由于水溶液吸附在多孔材料中，多孔材料增加了气水接触面积，添加剂降低了表面张力且增加了天然气在水中的溶解度，使得水合物在静态系统中的形成引导时间降低，从而达到降低天然气储存时间的目的。
2、传统的天然气水合物储存技术是天然气在适当的条件下与体相水反应，而形成的水合物中包含有大量未水合的水。本发明中参与水合反应的水由于吸附在多孔材料内，使得水的水合转化率大大提高，提高了水合物储存天然气的密度。
3、传统的天然气水合物储存方法中由于天然气在水合物晶胞中占有率的限制，通常单位体积的水合物储存天然气的量低于150体积，而本发明结合了吸附和水合两种方法的优势，使得单位体积的储罐储存天然气的量大于200体积。
4、制约传统吸附天然气储气技术走向应用的一个重要因素是天然气脱附困难，而本发明提供的天然气储存方法中天然气的释放容易、快速而彻底。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
容积为30L的、带保温的天然气钢瓶，钢瓶内的换热盘管为Φ8的铜管。换热盘管内通冷却液设定为5℃，用来带走天然气储存过程中的吸附热和水合热。活性炭的孔径在5-10nm范围。将13kg(约25L)干燥后的活性炭放入钢瓶内，然后把同样质量1000ppm的烷基多糖苷水溶液注活性炭内。密封钢瓶，抽出钢瓶内的空气，并静置30分钟。
打开钢瓶进气阀门，使天然气进入钢瓶，同时启动循环冷却液，使钢瓶内活性炭的温度保持稳定。调节进入钢瓶的天然气压力，使钢瓶内的压力保持在4.0MPa左右。当天然气在钢瓶内达到吸附-水合平衡时，天然气储存结束，关闭进气阀。储气结束后的天然气钢瓶供用户使用。
实施例2
容积为30L的、带保温的天然气钢瓶，钢瓶内的换热盘管为Φ8的铜管。换热盘管内通冷却液设定为1℃，用来带走天然气储存过程中的吸附热和水合热。活性炭的孔径在5-10nm范围。将13kg(约25L)干燥后的活性炭放入钢瓶内，然后把同样质量1000ppm的烷基多糖苷水溶液注活性炭内。密封钢瓶，抽出钢瓶内的空气，并静置30分钟。
打开钢瓶进气阀门，使天然气进入钢瓶，同时启动循环冷却水，使钢瓶内活性炭的温度保持稳定。调节进入钢瓶的天然气压力，使钢瓶内的压力保持在3.0MPa左右。当天然气在钢瓶内达到吸附-水合平衡时，天然气储存结束，关闭进气阀。
实施例3
容积为30L的、带保温的天然气钢瓶，钢瓶内的换热盘管为Φ8的铜管。换热盘管内通冷却液设定为1℃，用来带走天然气储存过程中的吸附热和水合热。硅胶的孔径在8-10nm范围。将12kg(约25L)干燥后的硅胶放入钢瓶内，然后把同样质量600ppm的卵磷脂水溶液注硅胶内。密封钢瓶，抽出钢瓶内的空气，并静置30分钟。
打开钢瓶进气阀门，使天然气进入钢瓶，同时启动循环冷却水，使钢瓶内硅胶的温度保持稳定。调节进入钢瓶的天然气压力，使钢瓶内的压力保持在3.0MPa左右。当天然气在钢瓶内达到吸附-水合平衡时，天然气储存结束，关闭进气阀。
实施例4
容积为30L的、带保温的天然气钢瓶，钢瓶内的换热盘管为Φ8的铜管。换热盘管内通冷却液设定为3℃，用来带走天然气储存过程中的吸附热和水合热。硅胶的孔径在4-7nm范围。将12kg(约25L)干燥后的硅胶放入钢瓶内，然后把同样质量400ppm的十二烷基苯磺酸钠水溶液注硅胶内。密封钢瓶，抽出钢瓶内的空气，并静置30分钟。
打开钢瓶进气阀门，使天然气进入钢瓶，同时启动循环冷却液，使钢瓶内硅胶的温度保持稳定。调节进入钢瓶的天然气压力，使钢瓶内的压力保持在3.5MPa左右。当天然气在钢瓶内达到吸附-水合平衡时，天然气储存结束，关闭进气阀。
Claims (6)
1、一种水合-吸附结合的天然气储存方法，其特征在于：采用含有溶液水的多孔材料作为储存天然气的材料，多孔材料的孔径在介孔范围内，溶液水为低浓度的含添加剂的水溶液，多孔材料经过干燥脱水后放入天然气储罐内，由真空泵抽出储罐里的空气，注入配置好的溶液水，最后向储罐中通入天然气即可储存。
2、根据权利要求1所述的天然气储存方法，其特征在于：所述的天然气储罐为外有保温、内带换热盘管的天然气钢瓶。
3、根据权利要求1所述的天然气储存方法，其特征在于：所述的溶液水为浓度在200-1200ppm的添加剂水溶液。
4、根据权利要求3所述的天然气储存方法，其特征在于：所述的添加剂为烷基多糖苷、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或卵磷脂。
5、根据权利要求1所述的天然气储存方法，其特征在于：多孔材料为孔径4-100nm的活性炭或硅胶。
6、根据权利要求1所述的天然气储存方法，其特征在于：天然气的储存温度控制在-5～15℃、压力在2～7MPa范围内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610123575 CN1952468A (zh) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 一种水合－吸附结合的天然气储存方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610123575 CN1952468A (zh) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 一种水合－吸附结合的天然气储存方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1952468A true CN1952468A (zh) | 2007-04-25 |
Family
ID=38058932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610123575 Pending CN1952468A (zh) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 一种水合－吸附结合的天然气储存方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1952468A (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101844026A (zh) * | 2010-06-01 | 2010-09-29 | 中国石油大学(北京) | 脱水干燥的新方法 |
| CN102338278A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-02-01 | 中国石油大学(北京) | 一种提高天然气吸附存储能力的方法 |
| CN102423600A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-04-25 | 中国石油大学(北京) | 一种提高含co2混合气吸附分离效率的方法 |
| CN104075100A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 在车辆中储存和使用天然气的方法 |
| CN104785085A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-22 | 太原理工大学 | 一种基于多孔材料的气体分离方法及分离系统 |
| CN105257980A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-20 | 重庆工商大学 | 一种低压储存甲烷或天然气的技术方法 |
| CN105757450A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-07-13 | 西南石油大学 | 一种吸附-水合耦合气体储运新方法 |
| CN109321215A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-02-12 | 中国石油大学(华东) | 一种适用于天然气水合物地层钻井的水合物分解抑制剂 |
| CN110368803A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-25 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 一种瓦斯吸收剂及其制备方法和应用 |
-
2006
- 2006-11-16 CN CN 200610123575 patent/CN1952468A/zh active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101844026A (zh) * | 2010-06-01 | 2010-09-29 | 中国石油大学(北京) | 脱水干燥的新方法 |
| CN102338278A (zh) * | 2011-09-02 | 2012-02-01 | 中国石油大学(北京) | 一种提高天然气吸附存储能力的方法 |
| CN102423600A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-04-25 | 中国石油大学(北京) | 一种提高含co2混合气吸附分离效率的方法 |
| CN104075100A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 在车辆中储存和使用天然气的方法 |
| CN104075100B (zh) * | 2013-03-28 | 2017-04-12 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 在车辆中储存和使用天然气的方法 |
| CN104785085A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-22 | 太原理工大学 | 一种基于多孔材料的气体分离方法及分离系统 |
| CN105257980A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-20 | 重庆工商大学 | 一种低压储存甲烷或天然气的技术方法 |
| CN105257980B (zh) * | 2015-10-28 | 2018-04-03 | 重庆工商大学 | 一种低压储存甲烷或天然气的技术方法 |
| CN105757450A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-07-13 | 西南石油大学 | 一种吸附-水合耦合气体储运新方法 |
| CN109321215A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-02-12 | 中国石油大学(华东) | 一种适用于天然气水合物地层钻井的水合物分解抑制剂 |
| CN110368803A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-25 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 一种瓦斯吸收剂及其制备方法和应用 |
| CN110368803B (zh) * | 2019-07-22 | 2021-10-22 | 煤科集团沈阳研究院有限公司 | 一种瓦斯吸收剂及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1952468A (zh) | 一种水合－吸附结合的天然气储存方法 | |
| AU2018369153A1 (en) | Hydrated magnesium hydride energy system | |
| CN108640082B (zh) | 一种利用金属氢化物梯级回收余热的装置和方法 | |
| CN106481974A (zh) | 一种bog蓄能压差lng加气站 | |
| CN110259625A (zh) | 一种利用地下含水层的抽水压缩空气蓄能系统及方法 | |
| CN202789029U (zh) | 一种有电加热和余热方式储氨供氨的系统 | |
| CN102302925A (zh) | 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 | |
| CN102733915A (zh) | 有电加热和余热方式储氨供氨的后处理控制单元 | |
| CN114576548A (zh) | 一种高效的液氢燃料系统 | |
| CN102091505B (zh) | 一种储存和捕集二氧化碳气体的混合物 | |
| CN103954091A (zh) | 一种充分利用液化天然气冷能的冷库制冷系统 | |
| CN101016857A (zh) | 基于开式朗肯循环的液化天然气双动力汽车循环系统 | |
| CN105757450B (zh) | 一种吸附-水合耦合气体储运新方法 | |
| CN102733913A (zh) | 双级余热方式储氨供氨的后处理控制单元 | |
| CN100386500C (zh) | 一种开采天然气水合物的方法及装置 | |
| CN205118654U (zh) | 回收lng储罐产生的bog做为制氢燃料气的系统 | |
| US7927693B2 (en) | High capacity hydrogen storage material and method of making the same | |
| CN108469196B (zh) | 一种高温气体余热利用系统 | |
| CN102744039A (zh) | 一种含有粘土的多孔活性储氨活性混合物制备 | |
| CN201141330Y (zh) | 水浴式液化天然气的汽化器 | |
| CN102730716A (zh) | 一种含有分子筛的多孔活性储氨混合物制备 | |
| CN102728313B (zh) | 含有无定形碳的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法 | |
| CN218722401U (zh) | 一种二氧化碳储能与吸附式热泵联合发电系统 | |
| CN102728317B (zh) | 含有活性碳的储氨混合物多孔固体样块及其制备方法 | |
| JP2001056098A (ja) | 天然ガスの吸着貯蔵方法およびこれに使用する吸着材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |