АДСОРБЦИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР ПРИРОДНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к устройствам для аккумулирования природного газа, предназначенным для хранения газа на автотранспортном средстве и выдачи газа для питания двигателя внутреннего сгорания любого типа, работающего на природном газе, а также со смешанным циклом «дизель-газ».
Известен адсорбционный аккумулятор природного газа, содержащий цилиндрический корпус, заполненный адсорбентом, и закрытый с торцов крышками, имеющими входной и выходной патрубки, SU 1472739 А1, 15.04.1989.
Основным недостатком известного адсорбционного аккумулятора природного газа являются значительные гидропотери, обусловленные рассыпной структурой адсорбента, кроме того в известном аккумуляторе охлаждение адсорбента и сбрасывание выделяющегося тепла осуществляется за счет дроссель-эффекта, при этом данный процесс очень энергозатратен и требует большого количества газа, сжатого до давления заправки.
Также недостатком известного адсорбционного аккумулятора природного газа является малое количество аккумулируемого газа (менее 90% от теоретического заполнения) и низкое количество выдаваемого газа из-за охлаждения и роста остаточного газа в аккумуляторе.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы адсорбционного аккумулятора природного газа.
Технический результат - уменьшение затрат энергии на продувку газа за счет уменьшения гидропотерь.
3
Указанный технический результат достигается за счет того, что адсорбционный аккумулятор природного газа содержит цилиндрический корпус, заполненный адсорбентом, и закрытый с торцов крышками с установленными входным и выходным патрубками, при этом в качестве адсорбента использован микропористый активированный уголь с объемом микропор 0,55-0,62 см/г, при этом гранулированный адсорбент выполнен в виде спрессованных перфорированных дисков, работающих под давлением 3,5-7,0 МПа, расположенных в корпусе со смещением сквозных отверстий соседних дисков.
Смещение сквозных отверстий обеспечивает повышение турбулентности течения газа, при этом повышаются тепломассообменные характеристики адсорбера и эффективнее проходит обмен теплом и газом между потоком газа и гранулами адсорбента. Отверстия позволяют уменьшить гидропотери при продувке аккумулятора газом, что позволяет интенсивно отводить теплоту адсорбции от адсорбента и подводить теплоту к адсорбенту с помощью прокачиваемого газа с минимальными энергозатратами.
3
Использование в качестве адсорбента микропористого активированного угля с объемом микропор 0,55-0,62 см/г позволяет аккумулировать большее количество газа при том же объеме цилиндрического корпуса, а прессование гранулированного адсорбента до плотного состояния в форме перфорированных дисков позволяет довести рабочее давление аккумулятора до 3,5-7,0 МПа и увеличить количество циклов работы аккумулятора (заправки-опорожнения) без разрушения дисков и уноса адсорбента.
На чертеже показана конструктивная схема адсорбционного аккумулятора природного газа.
3
Адсорбционный аккумулятор природного газа содержит цилиндрический корпус 1, заполненный адсорбентом, работающий под давлением 3,5-7,0 МПа, и закрытый с торцов крышками 2, 3, имеющими входной и выходной патрубки 4, 5, при этом в качестве адсорбента использован микропористый активированный уголь с объемом микропор 0,55-0,62 см/г, причем гранулированный адсорбент спрессован до плотного состояния в виде перфорированных дисков 6, в которых выполнены сквозные отверстия, при этом диски 6 при сборе аккумулятора располагаются с обеспечением смещения в соседних дисках цилиндрических сквозных отверстий.
3
В качестве адсорбента используется микропористый активированный уголь с объемом микропор 0,55-0,62 см/г, и характеристической энергией адсорбции по бензолу не менее 19 кДж/моль. Природный газ (в основном, метан) концентрируется в микропорах за счет адсорбционных сил, при этом плотность газа внутри микропор соответствует плотности сжиженного газа.
Для обеспечения максимального уровня аккумулирования гранулированный адсорбент изначально уплотняется в моноблоки в форме дисков до состояния, при котором порозность (свободное для газовой составляющей пространство, не занятое углеродным скелетом адсорбента и его микропорами) составляет не более 20% (желательно 10%). Экспериментальный образец адсорбционного аккумулятора природного газа представляет собой цилиндрический сосуд объемом 52 литра, который вмещает в себя 7-10 перфорированных дисков формованного адсорбента цилиндрической формы, при этом перфорация выполнена в виде просверленных осевых отверстий диаметром 4 мм в количестве 120 штук.
3
3
Таким образом, емкость, заполненная адсорбентом, позволяет аккумулировать при давлениях 3,5-7,0 МПа приблизительно 140-180 м(нтд)/м, что является сопоставимым с системами сжатого (компримированного) газа, работающими при давлениях от 20 МПа, при этом (нтд) - это нормальные температура 20°C и давление 101325 Па согласно ГОСТ 2939-63. Газы. Условия для определения объема.