我國是一個發(fā)展中的工業(yè)大國,同時也是工業(yè)切割氣的消費大國。但傳統(tǒng)工業(yè)切割氣-乙炔的生產(chǎn)過程不僅能耗高,還會生成磷和硫等有害元素,危害人體健康和環(huán)境安全。通過安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟性和切割性能等方面的對比,發(fā)現(xiàn)天然氣是替代乙炔成為新型工業(yè)切割氣的最佳選擇。而從廣譜性、安全性、節(jié)能環(huán)保性和經(jīng)濟性的角度考慮,ANG氣瓶儲運是最佳的天然氣切割氣儲運方式。本文對目前ANG氣瓶儲運的研究成果和所存在的問題進行了分析,結(jié)合本課題組在高比表面積活性炭研制上取得的成果,研究開發(fā)了一套ANG氣瓶儲運工藝流程。并設(shè)計了一套ANG氣瓶儲運工藝流程的操作方案,用于現(xiàn)場測試和今后實際生產(chǎn)過程中的操作指導(dǎo)。該工藝流程中,本文設(shè)計了兩種容積70L的ANG氣瓶。一種是為了抑制吸附熱效應(yīng),內(nèi)置循環(huán)水換熱盤管的臥式氣瓶;一種是結(jié)構(gòu)簡單,可填充更多活性炭的立式氣瓶�，F(xiàn)場測試得臥式氣瓶活性炭填充率為57.5%,35℃、4.0MPa下平均充氣瓶儲氣性能為81.8v/v;立式氣瓶活性炭填充率為62.5%,45℃、4.0MPa下平均充氣瓶儲氣性能為82.7v/v;實驗室測得微型儲罐活性炭填充率為55.8%,25℃、4.0MPa下的儲氣性能為95.8v/v。通過分析和計算,本文得出了活性炭理論最大填充率的計算公式。進一步研究發(fā)現(xiàn),設(shè)置一個容積為ANG氣瓶容積十分之一的預(yù)吸附罐,可將ANG氣瓶的使用壽命提高294%。通過對測試結(jié)果的分析,針對目前ANG氣瓶儲運工藝流程中的不足,本文進一步設(shè)計了一套結(jié)合門站原有調(diào)壓工藝的集進氣、調(diào)壓、降溫和除雜于一體的ANG來氣預(yù)處理裝置工藝。該工藝可將立式氣瓶最高平衡溫度下降6℃,在降低最高溫度提升安全性的同時,使氣瓶儲氣性能從91.96v/v提升到了94.38v/v;可使氣瓶充氣時間縮短76.67%;可將ANG氣瓶使用壽命進一步提高了18%。該工藝是一種全面優(yōu)化ANG充氣過程的來氣預(yù)處理方案,對今后ANG用于切割氣瓶的實際生產(chǎn)和其他ANG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有指導(dǎo)性建議。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TE972
【部分圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文運用于為天然氣汽車儲存天然氣。國和俄羅斯為代表，國外對 LNG 氣瓶的研究開始于 20 世紀 80 年代，到 氣瓶技術(shù)已趨于成熟，并小范圍投入生產(chǎn)使用[7]。美國的 Chart 公司是世 LNG 氣瓶制造商之一，該公司的氣瓶采用高真空多層絕熱的方式，不僅性能，還能吸收車輛行駛過程中氣瓶受到的沖擊和震蕩[8]。俄羅斯的 JSash 公司是世界領(lǐng)先的低溫設(shè)備制造商，其生產(chǎn)的氣瓶具有質(zhì)量輕、壽和成本低等優(yōu)點[9]。在國內(nèi)，2002 年四川空分集團研制的 LNG 氣瓶成功汽車。發(fā)展至今，其生產(chǎn)的 LNG 氣瓶在日蒸發(fā)率這一指標上已與 Chart 公的性能十分接近[10]。張家港某低溫裝備公司是國內(nèi)第一家及設(shè)計和制造于瓶生產(chǎn)廠家，其生產(chǎn)的 LNG 氣瓶已在市場大量推廣，其中在烏魯木齊的0 年[11]。車用 LNG 氣瓶如圖 1-2 所示。

圖 1-3 CNG 槽車Fig.1-3 Tank for CNG storage and transportation國 CNG 加氣站僅 900 余座，發(fā)展到現(xiàn)在全國已有超過 4500 座國 31 個省市自治區(qū)的 200 多個城市[16]。由于其成本低，無污，CNG 成為了一種理想的車用替代能源。相較常溫常壓下的0 倍。CNG 氣瓶也主要運用于為天然氣汽車儲存天然氣[17]。 氣瓶起步較早，美國的 CPI 公司早在 1897 年便生產(chǎn)出了第一

第三章 ANG 切割氣氣瓶設(shè)計和工藝流程開發(fā)臥式 ANG 氣瓶前，為減小吸附熱效應(yīng)對吸附性能的影響，可以在氣瓶內(nèi)添加儲能材料或相優(yōu)化設(shè)計，增加氣瓶換熱面積，但從降低生產(chǎn)成本和實際生產(chǎn)可行性角度出環(huán)水換熱盤管是最實際的方案。分析循環(huán)水換熱盤管對吸附熱效應(yīng)的抑制作用，本文設(shè)計了內(nèi)置循環(huán)水盤管。具體尺寸結(jié)構(gòu)為：內(nèi)徑 406mm，氣瓶長度 640mm，壁厚 10，氣瓶兩端球。具體結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示：
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本文編號：2836820