吸附天然气储存设备制造技术

本发明专利技术提供一种使用天然气储存设备来减少日常需求对天然气源的影响的方法，该方法包括将天然气引入天然气储存设备(100)、将天然气分离为重天然气组分和轻天然气组分、以及在非需求高峰期保留所述组分。所述天然气储存设备包括防护床系统(120)和吸附床系统(138)。所述方法还包括释放重天然气组分和轻天然气组分，将它们混合为释放的天然气组分产物以及在需求高峰期将其引入所述天然气源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种使用天然气储存设备来减少日常需求对天然气源的影响的方法，该方法包括将天然气引入天然气储存设备(100)、将天然气分离为重天然气组分和轻天然气组分、以及在非需求高峰期保留所述组分。所述天然气储存设备包括防护床系统(120)和吸附床系统(138)。所述方法还包括释放重天然气组分和轻天然气组分，将它们混合为释放的天然气组分产物以及在需求高峰期将其引入所述天然气源。【专利说明】吸附天然气储存设备 专利技术背景
本专利技术的领域涉及天然气的储存。更具体而言，该领域涉及用于在不同的需求期 间储存和释放天然气的系统和方法。
技术介绍
天然气是全世界的轻便和优选的燃料选择。天然气比其他传统燃料（包括石油和 煤）燃烧更完全；因此，天然气的燃烧对环境的危害相对较小。天然气和类似的产物（包括 LNG、丙烷和其它压缩气体燃料）在发动机和涡轮机燃烧系统中更高效。 用燃气涡轮机发电是众所周知的且相对便宜。热的、压缩的废气的再循环可以带 来超过90%的热转化效率。涡轮机联产设备不仅产生对提高采油率和其它化学工艺有用的 电和二氧化碳，还产生热水和蒸汽。商业用户和个人消费者都能使用这些产品。 由于天然气作为燃料的广泛可用性，用燃气涡轮机发电的技术越来越多。天然气 资源的位置并不仅限于几个地理区域。压裂深层页岩储藏在欧洲、日本和美国的进展显示 天然气正在并且将持续作为工业化社会未来几年的主要燃料。电的联产是为用户市场提供 烃类燃料的最大利益的最佳途径。 当为非商业用户提供电力或天然气时，天然气输送网络出现明显的问题：日常需 求。人类不同于制造工厂或设施，往往不是全天稳定的能量用户。人们在白天和进入夜间 的早期消耗较大量的电力而在夜间和进入上午的早期消耗较少的电力。较高的消耗比率形 成"需求高峰期"而较低的消耗比率产生"非需求高峰期"。该日常情形往往在全年都发生。 然而，在不同的季节，各周期的长度（分别是自然光较长的周期需要较少的人造光，而自然 光较短的周期需要较多的人造光）和该周期的幅度（例如，相对于更温和的温度，较高或较 低温度下的需求量更大）能够改变在该日常周期中的需求的波动幅度。需求的位置也对日 常需求的情况有影响。在较冷的环境中，由于用户使用加热设备，日常用电和天然气的整体 需求在夏季月份中较低且在冬季月份中较高。在较温暖的环境中，由于用户使用空调装置 来保持凉爽，日常需求有相反的趋势。 电力和天然气消耗的波动--不仅在日常使用中而且也在季节差异上--导致 天然气输送和生产系统的整体变动。天然气生产几乎是恒定的。天然气生产和总消费之间 的供需缺口导致了"气体需求滞后"。在未干涉的情况下，该滞后本身表现为天然气输送系 统整体的系统压力升高和降低（"波动"）。 发电设备优选使用恒定、高压的天然气作为原料。由于突然的不适当进料-燃料 比会导致设备在负荷未满时减速，天然气进料的压力波动会破坏发电设备，尤其是旋转的 设备（包括燃气涡轮机）。 过去减轻压力波动的方案包括在输送系统中的在线压缩机。试图在需求高峰期运 行CNG(压缩天然气）增压压缩机以维持输送系统压力。天然气进料压力的损失会导致发 电机的停机和公共客户的不满。 由于压缩设备在CNG输送系统压力下运行，使用压缩设备增加了输送系统的运行 费用。压缩设备的运行还必须能够承受日常运行温度的变化。在线压缩机的维护是昂贵的， 因为它们无法稳定地运行：它们在系统压力为低阈值时开始运行并在系统压力为高阈值时 停止运行。 即使是实行最好的保养操作，压缩机也无法避免出现故障。旋转设备的故障有时 是灾难性的，运送和调试新的装置需要数周的停机。由于故障导致天然气进料压力的突然 损失（sudden loss)会导致下游发电机的立即停机以及公众消费者的长期不满。
技术实现思路
用于减少日常需求对天然气源的影响的天然气储存设备包括防护床系统（guard bed system)和吸附床系统。所述防护床系统具有重天然气组分储存容量并且能够有效地 从引入的天然气中除去杂质，选择性地将引入的天然气分离为重天然气组分和轻天然气组 分，保留所述重天然气组分和释放所述重天然气组分。所述吸附床系统流体连接到所述防 护床系统。所述吸附床系统具有轻天然气组分储存容量，含有微孔材料形式的轻天然气吸 附剂，并且能够有效地使用所述轻天然气吸附剂来保留所述轻天然气组分和从所述轻天然 气吸附剂释放所述轻天然气组分。所述天然气储存设备连接到天然气储存设备使得引入的 天然气进入所述防护床系统。所述天然气储存设备任选地包括温度控制系统和压缩机系 统。 使用天然气储存设备来减少日常需求对天然气源的影响的方法包括在非需求高 峰期将天然气引入所述天然气储存设备的步骤。所述引入的天然气具有一定的天然气热 值。 所述方法还包括在非需求高峰期运行所述天然气储存设备使得所述防护床系统 从引入的天然气中除去天然气杂质的步骤。所述方法还包括在非需求高峰期运行所述天然 气储存设备使得所述防护床系统选择性地将引入的天然气分离为重天然气组分和轻天然 气组分并保留所述重天然气组分的步骤。所述方法还包括在非需求高峰期运行所述天然气 储存设备使得所述轻天然气组分从所述防护床系统传送至吸附床系统的步骤。所述方法还 包括在非需求高峰期运行所述天然气储存设备使得所述吸附床系统将所述轻天然气组分 吸附在轻天然气吸附剂内的步骤。 所述方法还包括在需求高峰期运行所述天然气储存设备使得所述防护床系统释 放所述重天然气组分，所述吸附床系统从所述轻天然气吸附剂释放所述轻天然气组分，以 及释放的重天然气组分和释放的轻天然气组分混合以形成释放的天然气产物的步骤。所述 方法还包括在需求高峰期将释放的天然气产物引入所述天然气源的步骤。 可运行所述天然气储存设备以接收由所述天然气源引入的天然气，选择性地将引 入的天然气分离为重天然气组分和轻天然气组分并且在非需求高峰期分别保留所述天然 气组分。所述天然气储存设备能够有效地储存所述重天然气组分和所述轻天然气组分直到 需求高峰期。所述天然气储存设备能够有效地在需求高峰期释放所述天然气组分并将所述 天然气组分引入所述天然气源。 所述天然气储存设备缓解了若干问题并提供了许多优点。所述天然气储存设备提 供了将在非需求高峰期生产的天然气体积"时移"并在需求高峰期将其释放的方法。当天 然气需求较大时将天然气组分添加到天然气源并在没有天然气需求时将其移除，这减小了 日常需求与稳定供应的差异造成的压力的波动幅度，抵消了在天然气源的压力方面所见的 "波动"。在用户需求减少的时期接收天然气降低了天然气源的压力，而在用户需求较大的 时期以天然气组分的形式返还所述天然气提高了天然气源的压力。 抑制天然气源中的压力波动有助于相关压缩系统更稳定地运行并且避免了周期 性的压力状况。减少系统压力变化使用户能够以更加稳定的入口系统压力运行。这延长了 旋转设备的运行寿命并避免了许多急性压力相关故障的状况。 所述天然气储存设备具有最小量的旋转设备。无需在线的旋转设备减少了运行天 然气输送系统的寿命成本并且使该设施的运行更可靠。 所述天然气储存设备主要依靠压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用天然气储存设备来减少日常需求对天然气源的影响的方法，该方法包括以下步骤：在非需求高峰期将天然气引入所述天然气储存设备；在非需求高峰期运行所述天然气储存设备，使得防护床系统从引入的天然气中除去天然气杂质，选择性地将引入的天然气分离为重天然气组分和轻天然气组分，并在非需求高峰期保留所述重天然气组分，所述轻天然气组分从所述防护床系统传送进入吸附床系统，以及所述吸附床系统将所述轻天然气组分吸附在轻天然气吸附剂内并在非需求高峰期保留所述轻天然气组分；在需求高峰期运行所述天然气储存设备，使得所述防护床系统释放所述重天然气组分，所述吸附床系统从所述轻天然气吸附剂释放所述轻天然气组分，以及所释放的重天然气组分和所释放的轻天然气组分混合以形成释放的天然气产物，其具有一定的热值；以及在需求高峰期将释放的天然气产物引入所述天然气源；其中所述天然气储存设备包括与所述防护床系统流体连接的所述吸附床系统，其中所述天然气源含有天然气，以及其中所述天然气包含杂质、轻天然气组分和重天然气组分，并具有一定热值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·王，杰马尔·埃尔詹，穆罕默德·加利卜·阿勒哈希姆，安瓦尔·H·阿尔克哈瓦贾，拉什德·M·奥斯曼，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA