天然气吸附储运技术工艺研究

发布时间：2020-06-05 02:09

【摘要】：随着经济快速发展能源和环境逐渐成为我国关注的焦点，发展低碳经济，成为我国经济未来的发展方向。而由于我国独有的以煤炭为主的能源结构，导致天然气推广成为了我国目前解决能源和环境问题、改善生态环境问题上至关重要的话题。天然气的推广利用依赖于其储运技术。天然气常用储运技术包括天然气管道（PNG）储运、压缩天然气（CNG）储运和液化天然气（LNG）储运等常用储运技术和天然气吸附（ANG）储运和天然气水合物（NGH）储运等新型储运技术。其中，ANG技术以其较低的生产运输成本及较高的安全性，逐渐成为研究重点。本文以现有ANG吸附储运技术研究理论为参考，对ANG吸附储运工艺流程进行了开发设计及优化。通过比选确定高表面活性炭作为吸附储运工艺的吸附剂，选择有机粘结剂经过挤压或者压缩的方法生产成型吸附剂；ANG储罐的设计以现有CNG储罐车运行参数为设计依据，选择16MnR作为容器的筒体材料，确定ANG的外观结构圆筒型，储罐内部设有换热系统完成吸附热效应的消除；利用滤网、吸附剂成型和进气口重新设计的方法改进吸附剂的填充问题；以吸附剂优化、循环放热法改善吸附热效应的问题；采用高温氮气吹扫完成吸附剂的再生。本文对ANG储运技术进行详细工程化设计。设定储罐容积为42m3，有效容积为40m~3。采用内置直管连通的换热系统的天然气储罐，换热管道内采用水为介质。对吸附床内的吸附热效应的模型进行一系列的假定，并由此计算得换热系统的管道直径为100mm，吸附和脱附时换热所用的水的流速分别为2.5m/s和2.8m/s。对其他关键设备进行了参数和型号的确定：预吸附罐的尺寸为1000mm×4000mm~2。压缩机的功率为350kW，换热器的换热面积为116m~2。通过技术经济性分析可知采用ANG储运供气成本为1.49元/方，管道压缩CNG储运供气成本为2.79元/方，采用LNG储运供气成本为1.82元/方。由于ANG供气方式相对更为安全，运营成本最低，因此具有更为广阔的发展前景。
【图文】：

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华南理工大学工程硕士学位论文，天然气作为运输燃料始终难以与石油匹敌。到目前，随着液化技的运输和储存不再是瓶颈，且随着 ANG 吸附储运、天然气水合物等究开发，也进一步推动了天然气时代的来临。石油进口依存度逐年递增，这给国内的政治、经济和社会发展都带来此，我国大力推动西气东输工程，，天然气需求增长强劲[20-22]。据国家8 年中国能源消费总量为 29.1×l08t 标准煤，比上年增长 4.0％，仅次于位。其中煤炭消费量 27.4×108t，增长 3.0％；原油消费量 3.6×l08t力消费量 34502×108kW·h，增长 5.6％；天然气消费量 807×108m3，

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华南理工大学工程硕士学位论文LNG 船小型化也是 LNG 储运技术的一个新兴发展方向。小型 LNG 船的容积范围在 1~50km3之间，能够直接解决终端用户的用气需求。在欧美和日本等国家，小型 LNG船工艺已经成功商业化，其运转灵活、安全系数高，在中国南方地区这类水系发达的地方极具推广应用的价值。目前，中小型 LNG 运输船通常采用独立式 C 型液货舱。一般液货舱采用单圆筒型或双圆筒型结构，外部设置绝缘结构，无需次屏蔽，建造简单。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TE83

【参考文献】