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1、第20卷第2期油气储运‘-.-“’“州一’产~晰一一::实验研究}天然气吸附存储的实验研究方法杨晓东‘顾安忠郑街榕(上海交通大学制冷与低沮工程研究所):,,,。杨晓东顾安忠等天然气吸附存储的实验研究方法油气储运200120(2)27~32,摘要在车用天然气的吸附存储技术中超临界温度下甲烷的物理吸附和天然气的各组分,在多孔吸附剂上的吸附平衡具有重要的实际意义而建立一个能清晰阐述气一固系统热力学特性。的等温线模型是该领域的一个难点由于模型的过于简化及忽略吸附剂表面能量不均一性及微孔,,。分布等重要因素使得分子模拟的结果也不够理想因此开展这方面的实验与研究很
2、有必要综述了以车用存储为目的的天然气多组分气相吸附平衡的传统与最新的实验方法。主题词天然气存储活性炭气体吸附平衡等温线分子模拟目前我国的汽车尾气排放是城市主要的大气污Ma〔‘Jatrang等人运用纯甲烷模型对活性炭表,,一染源以北京市为例汽车尾气排放对大气污染的分面天然气的吸附进行了数值模拟和优化计算。结果..79,3x,,担率分别是HC为1%CO为80%及NO为表明若按汽油的能量密度为1计ANG的最大能.。〔.,.548,〕%天然气汽车(NGV)因为其良好的排放特量密度为025这一数字与029的CNG能量密度。。,性及丰富的储量而成为各种代用燃料汽车
3、的首选十分接近与传统的CNG技术相比ANG技术有国外对,,,NGV的研究已有近60年的时间目前已有几点显著的优势主要表现在储存压力较低充气时。,从发展趋势上来;40多个国家推广应用天然气汽车只需单级压缩降低了充气站建设成本储存容器压,〔2〕。,,,。,看其应用还将进一步扩大我国的天然气储量十力低成本降低重量轻增加了车辆的载荷另外,,,分可观即截至1997年底止我国已在21个盆地探ANG脱附速率较慢也比使用CNG相对安全简.“.16X1013,明气层气储量97796m溶解气探明储量便因而ANG技术被认为是很有希望的一种车用.,。9477833只1083。
4、为18X10m年产量为22m到天然气存储技术但由于甲烷(天然气的主要成分)2010年,我国的天然气产量预计将达到6XI护~的临界温度为一2.6℃,,608常温下为超临界气体而目770又1护m,。因此,,研究和推广天然气汽车是解决前超临界条件下的吸附理论尚不完善因此对甲烷。我国城市大气污染问题的一条重要途径在活性炭上吸附行为的研究存在理论疑点。天然气可用液化、压缩和吸附三种方式来存储。、对于车用而言,液化方式实用性有限,而压缩天然气一甲烷超临界吸附的理论疑点需要高压及昂贵的多级压缩设施。为克服CNG技术的上述缺陷,国外从0,8年代起开始研究一种新的对于A
5、NG工程项目的设计要求吸附科学提天然气储气技术一一吸附式储存天然气(ANG)技供热力学的计算方法和基础数据,提供不同条件下。,。术〔幻该技术的要点是运用多孔吸附剂填充在储存容的吸/脱附行为包括吸附热效应的影响等现有.,器中,在中高压(3SMa。P左右)条件下利用吸附吸附理论的基础以饱和液体作为吸附相参考态然剂对天然气高的吸附容量来增加天然气的储存密,,而在超临界温度条件下液体是不可能存在的状态度。饱和蒸气压也是没有定义的概念。那么,被吸附后的,,.:。200030上海市华山路1954号电话(021)62932602油气储运2001年,、超临界温度气体是
6、什么样的聚集态如何选择一个20MPa之间变化在13X分子筛和AS活性炭上的,标准态来研究超临界温度气体的吸附平衡这就是吸附平衡,并运用GCMC法解释了吸附等温线的一。甲烷等超临界气体吸附的理论疑点些特性。目前,在ANG背景下的天然气吸附存储的正是因为ANG储气技术具有广阔的应用前景实验研究最具代表性的应属Keller等人的工钾,,。,和不完善的理论超临界吸附存储才成了近几年的〔‘3‘咯〕13〕eer作在文献〔中Klld全面总结了天然气。研究热点对超临界温度甲烷气体的吸附机制进行,各组分在活性炭等吸附剂上吸附平衡的实验研究〔5〕,研究其中巨正则系综的MC
7、模拟(GCMC)成为包括传统的及最新的方法。。GCMC模拟的先决条-一种强有力的工具但是作为图1为Keller称为以体积一色谱分析法(Volu,、件必须已知流体分子与流体分子之间流体分子与etric一Chromatographie)测量天然气各组分气体吸m〔6〕,孔壁之间相互作用的具体形式这一先决条件可附平衡时储气量的实验装置。在该装置中,N种组靠与否直接决定了分子模拟的成败。有关甲烷在活分的天然气由体积为Vsv的存储容器经减压阀进人,性炭上吸附的分子模拟国外有学者正在开展较深AC,体积为V的吸附室被吸附剂吸附当吸附达到平,。〔‘’一‘。〕人的工作与A
8、NG储气技术相关的最有代表,。衡后测量吸附室内的压力尸及温度T室内未被,,性的是Mn〔咯蛇at
