甲烷吸附装置和储存方法及在交通工具中的应用
2019-11-22

甲烷吸附装置和储存方法及在交通工具中的应用

本发明提供了一种天然气吸附装置和储存方法及在天然气交通工具中的应用,它可以解决现有技术存在的吸附气体量不足等问题。技术方案是,包含以下部分:①一个或多个可透过甲烷气体的多孔柔性滤封袋;②部分或全部装在这些多孔柔性滤封袋中的甲烷吸附材料,甲烷吸附材料具有纳米微结构并且滤封袋的平均孔隙直径小于吸附剂粉尘的体积平均粒径,以及③容纳多孔柔性滤封袋和甲烷吸附材料的一个压力容器;④甲烷来源包括天然气、煤层气、页岩气、或者沼气。本发明提高了过滤表面积,减少吸附剂颗粒因为碰撞摩擦而起灰,防止气灰堵塞气路,避免吸附式天然气气瓶在内燃机机动车辆上因为起灰而堵塞气路或者对发动机造成损伤。

该车的吸附式天然气储箱通过一个减压调节阀对发动机供气,该减压调节阀壳体有发动机油或者变速箱油循环通过,使之保持摄氏零上温度、防止结冰堵塞。

所以,最好能有一个有效的过滤方法防止这些粉尘从容器里外逸出来。在某些人的工作方式中,有人使用玻璃棉等过滤材料在管路或者容器出口处进行过滤。然而,管路的直径很小,玻璃棉的过滤面积有限,如果粉尘的量大,时间长久,还是容易造成压降增高,最终还是堵塞。因此,需要一个高表面积的过滤方法来滤除粉尘。

用吸附剂以后同没有吸附剂单纯高压缩天然气(CNG)相比可以极大的增加天然气的吸附量,如图2所示。例如在50个大气压下可以多储存两倍的天然气。这个数据是从本发明的实验室(用一种活性炭和一个普通高压钢瓶)获得的。所以吸附式天然气在低压上比CNG具有很大的优势。而低压储气的成本和对压缩机的要求比高压储气大大降低,从而降低储气成本。甲烷吸附材料包括活性碳、乙炔黑、沸石、活性石墨、活性焦炭、碳分子筛,这些分子都含有孔径在几个纳米到几十个纳米的纳米微孔,为甲烷吸附提供表面积和场所。

该车的吸附式天然气储箱加有感应加热装置以方便天然气的释放。

在图1A中,在吸附式天然气气瓶I里有一个装有吸附剂3的由具有有柔性或可弯折性的布料制成的多孔柔性滤封袋2,这个可弯折或者柔性的布料本身是无纺或者纺织纤维材料制成的,或者是扩张塑料膜制成的,扩张塑料是指把塑料膜通过拉伸或者其他处理产生可以通过气体的多孔结构,它包括扩张特氟龙,扩张聚丙烯。这个布料以滤封袋的形式包裹了粉末状或者小颗粒状的吸附剂3。小颗粒状的吸附剂3之间有些空隙可以让气体通过。多孔柔性滤封袋2和气瓶I内壁之间可以有间隙,也可以没有。气瓶I中的多孔柔性滤封袋2无论是无纺布还是有纺布制成的,都是对甲烷气体有通透性的,而且基本不让吸附剂3或吸附剂3产生的灰尘通过,否则容易堵塞通气管路。吸附剂粉尘一般是在充气放气或者包装因机械力摩擦的时候产生的。

一种机动车辆,所述机动车辆是采用上述甲烷吸附装置和/或储存甲烷气体的方法技术方案的两轮或三轮摩托车。

作为本发明的另一内容,隔离件可以在多个小多孔柔性滤封袋的情况下和小多孔柔性滤封袋一起放入气瓶内,它们为多孔柔性滤封袋和多孔柔性滤封袋之间,以及多孔柔性滤封袋和容器内壁之间提供天然气进出的通道,如图3的隔离件4。在吸附剂是粉末状态的情况下隔离件4尤其有用。隔离件4可以是在容器生产的时候就做在内壁上,或者外附在内壁的内衬上,或者是在布设上做出的高低不平的结构从而产生空隙5,或者是和吸附剂一起放到滤封袋里(或者外置放到滤封袋外面)的有两端开口的空心管子,空心片等。隔离件可以是由导热材料做成,例如金属,导热陶瓷,导热塑料,导热复合材料。隔离件提高了气体进出吸附剂的速度,同时提高了气瓶内各个部分的吸气放气的均匀性。在形状上隔离件4可使用中空管、中空夹层片、波纹片或沟槽片。

本发明所提出的不容易产生起灰的吸附式天然气气瓶可以运用在许多领域。大部分用CNG的领域都可以用本发明提出的吸附式天然气气瓶,其结果是增加了航程。这样的吸附式天然气气瓶也可以用在各种CNG-内燃机双燃料机动车辆,船舶,两轮或者三轮小摩托上。此外,本发明最大的优势是用在家用低压汽车吸附式天然气气瓶充气上,结合本发明的两级压缩泵和50大气压左右的吸附式天然气气瓶,可以实现廉价方便的上下班短途通勤。