Способ заправки природным газом адсорбционного аккумулятора Советский патент 1989 года по МПК F17C11/00 F17C5/06 

Описание патента на изобретение SU1472739A1

, 1 ,

Изобретение относится к хранению природного газа, в час.тности к способам заправки аккумуляторов природным газом, используемых в качестве топливного бака на транспортных средствах, например автомобилях.

На фиг.1 представлена принципиальная схема заправки; на фиг,2 - температурные зависимости разогрева адсорбента от условий и времени заправкиJ на фиг.З - зависимости степени заполнения адсорбционного аккумулятора природным газом от условий и времени заправки.

Пример 1. Для заправки берут аккумулятор природного газа

(фиг.1), представляющий собой цилиндрический бак 4 диаметром 400 мм и емкостью 400 л, выполненный из нержавеющей стали и заполненный активированным углем 2 марки APT фракцией до 2000 мкм, удельной поверхностью 900 и средней теплотой адсорбции метана кал/г.

На входном патрубке 3 бака установлены дроссельная шайба 4 и вентиль 5, а на выходном патрубке 6 - вентиль 7. Через вентили 5 и 7 бак 1 подсоединяют соответственно к нагнетающему трубопроводу 8 и отходящему (обратному) трубопроводу 9 системы заполнения (не показана). Для конт.4

iNd vl

СА

СЮ

роля и автоматического управления процессом заправки на баке 1, нагнетающем и отходящем трубопроводах 8 и 9 установлены термопары 10-13- : и датчики 14-16 давления, соединен- ; ные с блоком контроля и управления системы заполнения (не показаны). При открытых вентилях 5 и 7 природ- ньш газ подают по нагнетающему трубопроводу 8 под давлением атм, дросселируют газ посредством шайбы 4, продувают через слой активированного угля 2 и сбрасывают в отходящий (обратньй) трубопровод 9 под давлением 1,5 атм, т.е. Р-перепад давлений на входе и выходе аккумулятора составляет 23,5 атм. За 5 мин пропускают 2,9 м природного газа (К 7,3).

В аккумуляторе при таком способе заправки в начальньш момент времени происходит локальньй разогрев адсорбера, регистрируемьй термопарами. Величина разогрева в зависимости от скорости прокачки (кратности обмена) природного газа изменяется и может достигать 100°С. Однако разогрева всей конструкции аккумулятора при предлагаемом способе заправки не происходит, так как послойньш (локальньй) разогрев адсорбента перемещается вдоль оси аккумулятора от входа к выходу со скоростью движения фронта закачиваемого природного газа.

В примере время прохождения теп-. лового импульса вдоль оси аккумулятора равно 4,8 мин. Локальньй разогрев адсорбера и перемещение разогрева вдоль оси аккумулятора обеспечивает регенерацию адсорбера от вредных примесей, адсорбированных в результате предыдущей заправки.

I

После прохождения теплового импульса, регистрируемого термопарами 11 и 12, вентиль 7 закрьшают и продолжают закачку аккумулятора природным газом до рабочего давления 20 аТм. Полезная используемая адсорбционная емкость угля составила 20,5 кг/400 л, при этом мощность тепловыделения при времени заправки 400 с составила 43 кВт. В случа:е заправки аккумулятора в глухой бак (без дросселирования и продувки) время заправки составляет 2,5 ч (фиг.З).

1472739

Аналогично примеру 1 была произведена заправка аккумуляторов природным газом, заполненных адсорбентами, у которых средняя теплота Q, вьщеляющаяся при адсорбции равна 131 кал/г и 244 кал/г. Используемая полезная адсорбционная емкость соответственно составляла: 19,2 кг/

1Q /400 л и 21,8 кг/400 л, а мощность тепловыделения при времени заправки 400 с - соответственно 27 и 56 кВт. В таблице представлена зависи- объема пропускаемого прироД15 ного газа по отношению к объему ак- кумулятора (кратность обмена) для адсорбентов с различной средней теплотой выделения при адсорбции и в зависимости от Р давления на вхо20 де в аккумулятор и ЬР - перепада - давления на входе и выходе.

Поскольку процесс заправки ис30

35

40

ключает перегрев аккумулятора, то отпадает необходимость в использова- 25 НИИ при заправке теплообменной арматуры, что также позволяет упростить процесс заправки аккумулятора, снизить его металлоемкость и сделать процесс заправки дешевле за счет снижения энергозатрат на подачу хладагента в аккумулятор« Перекрытие потока природного газа на выходе и продолжение закачки до рабочего давления являются конечными операциями заправки, обеспечивающими повышение температуры аккумулятора при адсорбции дополнительного количества природного газа (фиг. 2).

Таким образом, сочетание относительного понижения температуры аккумулятора на начальной стадии и повышение температуры на конечных операциях заправки позволяют максимально использовать адсорбционные свойства адсорбента аккумулятора, а соотношение объемов пропускаемого природного газа обеспечивает высокую эффективность и производительность, поскольку позволяет контролировать условия проведения заправки и исключает дополнительные операции по- . дачи хладагента.

Основой для получения эмпиричес- 55 кой зависимости коэффициента обмена К от ключевых параметров процесса являются физические зависимости, вьювленные экспериментально. В ча45

50

0

5

0

ключает перегрев аккумулятора, то отпадает необходимость в использова- 5 НИИ при заправке теплообменной арматуры, что также позволяет упростить процесс заправки аккумулятора, снизить его металлоемкость и сделать процесс заправки дешевле за счет снижения энергозатрат на подачу хладагента в аккумулятор« Перекрытие потока природного газа на выходе и продолжение закачки до рабочего давления являются конечными операциями заправки, обеспечивающими повышение температуры аккумулятора при адсорбции дополнительного количества природного газа (фиг. 2).

Таким образом, сочетание относительного понижения температуры аккумулятора на начальной стадии и повышение температуры на конечных операциях заправки позволяют максимально использовать адсорбционные свойства адсорбента аккумулятора, а соотношение объемов пропускаемого природного газа обеспечивает высокую эффективность и производительность, поскольку позволяет контролировать условия проведения заправки и исключает дополнительные операции по- . дачи хладагента.

Основой для получения эмпиричес- 5 кой зависимости коэффициента обмена К от ключевых параметров процесса являются физические зависимости, вьювленные экспериментально. В ча5

0

стности было определено, что коэффициент обмена К при заполнении аккумулятора с адсорбентом уменьшается с увеличением плотности газа. Оп ределив эту зависимость и введя пос тоянные величины в эмпирическую фор мулу, в качестве основного технологического параметра введена обратно пропорциональная зависимость коэффи-

472739 .

циента К от исходного рабочего давления на входе в аккумулятор. Кроме того, экспериментально установлено, g что увеличение перепада давления на входе и выходе аккумулятора и снижение теплоты адсорбции метана также влияет на уменьшение коэффициента обмена, в связи с чем в эмпирическую

10 формулу введен параметр UP/Q.

Похожие патенты SU1472739A1

название год авторы номер документа
Адсорбционный газовый терминал 2016
  • Фомкин Анатолий Алексеевич
  • Цивадзе Аслан Юсупович
  • Аксютин Олег Евгеньевич
  • Ишков Александр Гаврилович
  • Стомпель Семен Исаакович
  • Ладыгин Константин Владимирович
  • Школин Андрей Вячеславович
  • Стриженов Евгений Михайлович
  • Меньщиков Илья Евгеньевич
RU2648387C1
Способ хранения природного газа в адсорбированном виде при пониженных температурах 2016
  • Фомкин Анатолий Алексеевич
  • Школин Андрей Вячеславович
  • Меньщиков Илья Евгеньевич
  • Цивадзе Аслан Юсупович
RU2650012C1
Адсорбционная система обратимого аккумулирования паров сжиженного природного газа 2022
  • Меньщиков Илья Евгеньевич
  • Школин Андрей Вячеславович
  • Фомкин Анатолий Алексеевич
  • Чугаев Сергей Сергеевич
RU2781731C1
Способ и система заправки бортовых адсорбционных аккумуляторов природного газа с циркуляцией охлаждаемого теплоносителя 2023
  • Стриженов Евгений Михайлович
  • Фомкин Анатолий Алексеевич
  • Школин Андрей Вячеславович
  • Меньщиков Илья Евгеньевич
  • Шелякин Игорь Дмитриевич
  • Чугаев Сергей Сергеевич
RU2820373C1
Бортовая адсорбционная система аккумулирования природного газа и способ выдачи природного газа из адсорбционных аккумуляторов с циркуляцией нагреваемого теплоносителя 2023
  • Чугаев Сергей Сергеевич
  • Шелякин Игорь Дмитриевич
  • Меньщиков Илья Евгеньевич
  • Школин Андрей Вячеславович
  • Фомкин Анатолий Алексеевич
  • Стриженов Евгений Михайлович
RU2825831C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ВОЗДУХА 2004
  • Аристов Юрий Иванович
  • Окунев Алексей Григорьевич
  • Пармон Валентин Николаевич
RU2272877C1
АВТОМОБИЛЬНАЯ ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ 2004
  • Ловцов Александр Викторович
  • Наумейко Анатолий Васильевич
  • Дейнеженко Владимир Иванович
  • Гофман Михаил Самуилович
RU2267654C2
АККУМУЛЯТОР ВОДОРОДА 2011
  • Яновский Юрий Григорьевич
  • Шестаков Игорь Александрович
  • Вахрушев Александр Васильевич
  • Липанов Алексей Матвеевич
RU2498151C2
Способ хранения природного газа в слое адсорбента 2022
  • Фомкин Анатолий Алексеевич
  • Цивадзе Аслан Юсупович
  • Школин Андрей Вячеславович
  • Меньщиков Илья Евгеньевич
  • Грачев Владимир Александрович
  • Пулин Александр Леонидович
  • Жедулов Сергей Александрович
  • Аксютин Олег Евгеньевич
  • Ишков Александр Гаврилович
RU2787636C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ПРИРОДНОГО ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩЕГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АЗОТА 2014
  • Мнушкин Игорь Анатольевич
RU2597081C2

Иллюстрации к изобретению SU 1 472 739 A1

Реферат патента 1989 года Способ заправки природным газом адсорбционного аккумулятора

Изобретение относится к хранению природного газа, в частности к способам заправки аккумуляторов природным газом, используемых в качестве топливного бака на транспортных средствах, например автомобилях. Цель - повышение производительности. Сущность: охлаждение аккумулятора осуществляют предварительной продувкой его природным газом, который дросселируют на входе в аккумулятор, и количество продуваемого газа соответствует К объемам аккумулятора. 3 ил.

Формула изобретения SU 1 472 739 A1

1гЗТР-з

/

S

сриеЛ

-%13

16

W

ЗапраВка при протёке и дроссели/ювании

го

J5 20 25 30 Время, мин Физ.2

ПреЗлаеаемыи способ

§-80 I I «О

2

«I

20

да W

Лрото/пип.

35

40

-44- 50 60 Врбмя мин Фие. 3

2 час vaca

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1989 года SU1472739A1

Аккумуляторная емкость 1977
  • Гладышев Иван Тимофеевич
SU670774A1
Печь для сжигания твердых и жидких нечистот 1920
  • Евсеев А.П.
SU17A1
Патент- Великобритании № 1231784, кл
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

SU 1 472 739 A1

Авторы

Костандов Леонид Аркадьевич

Шилов Александр Евгеньевич

Лужков Юрий Михайлович

Моравский Александр Петрович

Лубенцов Борис Зиновьевич

Попов Александр Александрович

Григорян Эдуард Амазаспович

Сагателян Роберт Тигранович

Шестаков Александр Федорович

Трегубов Владимир Николаевич

Даты

1989-04-15Публикация

1984-10-15Подача