ANG用于切割气气瓶技术开发的研究

发布时间：2020-10-11 16:10

　　 我国是一个发展中的工业大国,同时也是工业切割气的消费大国。但传统工业切割气-乙炔的生产过程不仅能耗高,还会生成磷和硫等有害元素,危害人体健康和环境安全。通过安全性、环保性、经济性和切割性能等方面的对比,发现天然气是替代乙炔成为新型工业切割气的最佳选择。而从广谱性、安全性、节能环保性和经济性的角度考虑,ANG气瓶储运是最佳的天然气切割气储运方式。本文对目前ANG气瓶储运的研究成果和所存在的问题进行了分析,结合本课题组在高比表面积活性炭研制上取得的成果,研究开发了一套ANG气瓶储运工艺流程。并设计了一套ANG气瓶储运工艺流程的操作方案,用于现场测试和今后实际生产过程中的操作指导。该工艺流程中,本文设计了两种容积70L的ANG气瓶。一种是为了抑制吸附热效应,内置循环水换热盘管的卧式气瓶;一种是结构简单,可填充更多活性炭的立式气瓶。现场测试得卧式气瓶活性炭填充率为57.5%,35℃、4.0MPa下平均充气瓶储气性能为81.8v/v;立式气瓶活性炭填充率为62.5%,45℃、4.0MPa下平均充气瓶储气性能为82.7v/v;实验室测得微型储罐活性炭填充率为55.8%,25℃、4.0MPa下的储气性能为95.8v/v。通过分析和计算,本文得出了活性炭理论最大填充率的计算公式。进一步研究发现,设置一个容积为ANG气瓶容积十分之一的预吸附罐,可将ANG气瓶的使用寿命提高294%。通过对测试结果的分析,针对目前ANG气瓶储运工艺流程中的不足,本文进一步设计了一套结合门站原有调压工艺的集进气、调压、降温和除杂于一体的ANG来气预处理装置工艺。该工艺可将立式气瓶最高平衡温度下降6℃,在降低最高温度提升安全性的同时,使气瓶储气性能从91.96v/v提升到了94.38v/v;可使气瓶充气时间缩短76.67%;可将ANG气瓶使用寿命进一步提高了18%。该工艺是一种全面优化ANG充气过程的来气预处理方案,对今后ANG用于切割气瓶的实际生产和其他ANG产业的发展具有指导性建议。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TE972
【部分图文】：

华南理工大学硕士学位论文运用于为天然气汽车储存天然气。国和俄罗斯为代表，国外对 LNG 气瓶的研究开始于 20 世纪 80 年代，到 气瓶技术已趋于成熟，并小范围投入生产使用[7]。美国的 Chart 公司是世 LNG 气瓶制造商之一，该公司的气瓶采用高真空多层绝热的方式，不仅性能，还能吸收车辆行驶过程中气瓶受到的冲击和震荡[8]。俄罗斯的 JSash 公司是世界领先的低温设备制造商，其生产的气瓶具有质量轻、寿和成本低等优点[9]。在国内，2002 年四川空分集团研制的 LNG 气瓶成功汽车。发展至今，其生产的 LNG 气瓶在日蒸发率这一指标上已与 Chart 公的性能十分接近[10]。张家港某低温装备公司是国内第一家及设计和制造于瓶生产厂家，其生产的 LNG 气瓶已在市场大量推广，其中在乌鲁木齐的0 年[11]。车用 LNG 气瓶如图 1-2 所示。

图 1-3 CNG 槽车Fig.1-3 Tank for CNG storage and transportation国 CNG 加气站仅 900 余座，发展到现在全国已有超过 4500 座国 31 个省市自治区的 200 多个城市[16]。由于其成本低，无污，CNG 成为了一种理想的车用替代能源。相较常温常压下的0 倍。CNG 气瓶也主要运用于为天然气汽车储存天然气[17]。 气瓶起步较早，美国的 CPI 公司早在 1897 年便生产出了第一

第三章 ANG 切割气气瓶设计和工艺流程开发卧式 ANG 气瓶前，为减小吸附热效应对吸附性能的影响，可以在气瓶内添加储能材料或相优化设计，增加气瓶换热面积，但从降低生产成本和实际生产可行性角度出环水换热盘管是最实际的方案。分析循环水换热盘管对吸附热效应的抑制作用，本文设计了内置循环水盘管。具体尺寸结构为：内径 406mm，气瓶长度 640mm，壁厚 10，气瓶两端球。具体结构如图 3-1 所示：
【参考文献】

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本文编号：2836820