气体低压高密度储存方法技术

本发明专利技术提出一种气体，特别是天然气的低压高密度储存方法。其技术方案是将气体储存在压力容器中，所说的压力容器中装有多孔介质，在储存气体时引入主体化合物，使被储气体与主体化合物混合接触形成主客体化合物，并与不断通入的被储气体在压力容器中被吸附储存，储气温度为－２０℃～３０℃，储气压力为０～７．０ＭＰａ。本发明专利技术气体储存密度可达１８０～３００ｍ↑［３］／ｍ↑［３］，比压缩法、液化法、吸附法等具有明显的优势。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体，特别是天然气的储存利用方法。随着经济的发展和人民生活水平的提高，天然气越来越多地用作民用燃气，同时，随着环境保护要求的不断提高，天然气汽车、天然气代油、代煤等势在必行。然而，天然气是一种轻质气体，体积大、密度小，不便运输。目前，人们发展了各种技术来提高天然气的储存密度，如高压压缩瓶法、深冷液化法、吸附吸收法、化学法等。虽然已取得一定成效，但仍存在各自缺点，如储气压力高，温度低，含有量有限等。现有利用多孔介质(吸附剂)的储气技术，其储气能力也不高，虽然已有各种方法来改进和提高，但由于大孔孔隙体积(率)和空隙体积(率)之和约占25～55％，可以降低但难以消除。这部分体积影响了储气量，因为吸附储气压力较低，约35atm左右，在这部分体积中储气形式是低压压缩气，故总储气量远小于理论储气量220m3/m3。本专利技术的目的是提出一种气体低压高密度的储存方法。本专利技术是通过在多孔介质(吸附剂)中引入能与被储气体分子形成笼形化合物的主体化合物的方法，利用气体与主体化合物形成主客体化合物，填充于多孔介质的微孔和孔隙之中，以提高气体的储存密度。其基本技术方案是将气体储存在压力容器中，所说的压力容器中装有多孔介质，在储存气体时引入主体化合物，使被储气体与主体化合物混合接触，并与不断通入的被储气体在压力容器中被吸附储存，储气温度为-20℃～30℃，储气压力为0～7.0Mpa。最佳储气温度-10℃～25℃，最佳储气压力为0～3.5Mpa。具体的储气方式包括以下几种1、先将所说的主体化合物通入置有多孔介质的压力容器中，通入量为容器中空隙体积的20％～80％，然后将被储气体连续通入压力容器中储存，直至达到一定的储气量或一定的压力。2、先将被储气体通入容器中的多孔介质中吸附储存，再通入所说的主体化合物，然后再继续通入被储气体，直至达到一定的储气量或一定的压力。3、先将被储气体与所说的主体化合物充分混合接触后再同时通入置有多孔介质的压力容器，再不断补充通入被储气体，直至达到一定的储气量或一定的压力。所说的主体化合物为一般为水，即使水与气体分子相互接触形成水合物(为笼状)储存于多孔介质的微孔和孔隙之中。所说的主体化合物也可以为含有羟基的化合物，如甲醇、乙醇、丙醇等醇类以及四氢呋喃、丙酮等化合物。所说的多孔介质上的孔为细微孔，微孔径为0.7nm～2.0μm，最好为0.7nm～2.0nm，比表面积不小于80m2/g。其材质可以是分子筛、炭分子筛、活性炭、多孔氧化铝或多孔氧化硅等本专利技术所述的被储气体为天然气、轻烃或二氯化碳等，可以是单品种的纯气体，也可以是气体的混合物。本专利技术通过在多孔介质(吸附剂)中引入主体分子(例如水)的办法，利用气体与主体化合物形成主客体化合物，增强吸附和储气能力。具体表现在(1)大孔孔隙和空隙体积中形成笼形化合物(水合物)所储气体量远大于低压压缩气；(2)主体分子(水)的引入，使吸附剂微孔周围储气能力增强，其原因也是形成主客体结构化合物，该主客体由吸附剂和主体化合物(水)形成“笼”，气体(客体)被“笼”锁住。因而总的储气量大为增强。在压力≤3.5Mpa，温度为近常温的条件下，储气量可达到150～300m3/m3。因而本专利技术比压缩法、液化法、吸附法等具有明显的优势。实施例一本例为储存天然气的实施方式。在耐高压兰宝石容器中置入多孔介质活性炭6.5g(比表面积100m2/g，堆密度0.6g/ml)，加入主体化合物(水)1.5g，将组成为92％CH4，8％C2H6的天然气体充入。最终压力为3.0Mpa，保持温度6℃。在温度25℃，压力0.1Mpa下，放出气体1.8升，析合储气量180m3/m3。实施例二本例为储存CO2的实施方式。在耐高压兰宝石容器中置入多孔介质活性炭4.0g(比表面积1500m2/g，堆密度0.4g/ml)，通入CO气体至压力1.8Mpa，保持温度10℃，再通入约8.0g水(主体分子)至容器之后，继续通入CO至压力1.8Mpa，保持温度恒定。在温度30℃，压力0.1Mpa下，放出气体1.6升，析合储气量155m3/m3。权利要求1.一种在压力容器中储存气体的方法，其特征在于是将被储气体储存在压力容器中，所说的压力容器中装有多孔介质，在储存气体时引入能与被储气体分子形成笼形化合物的主体化合物，使被储气体与主体化合物混合接触，并与不断通入的被储气体在压力容器中被吸附储存，储气温度为-20℃～30℃，储气压力为0～7.0Mpa。2.根据权利要求1所述的储存气体的方法，其特征在于所述的储气温度为-10℃～25℃，储气压力为0～3.5Mpa。3.根据权利要求1所述的储存气体的方法，其特征在于先将所说的主体化合物通入置有多孔介质的压力容器中，通入量为容器中空隙体积的20％～80％，然后将被储气体连续通入压力容器中储存。4.根据权利要求1所述的储存气体的方法，其特征在于先将被储气体通入容器中的多孔介质中吸附储存，再通入所说的主体化合物，然后再继续通入被储气体。5.根据权利要求1所述的储存气体的方法，其特征在于先将被储气体与所说的主体化合物充分混合接触后再同时通入置有多孔介质的压力容器，再不断补充通入被储气体。6.根据权利要求1、3、4、5中任一项所述的储存气体的方法，其特征在于所说的主体化合物为水或含有羟基的化合物。7.根据权利要求1、3、4、5中任一项所述的储存气体的方法，其特征在于所说的多孔介质上的孔为细微孔，微孔径为0.7nm～2.0μm，比表面积不小于80m2/g。8.根据权利要求1、3、4、5中任一项所述的储存气体的方法，其特征在于所说的多孔介质为分子筛、炭分子筛、活性炭、多孔氧化铝或多孔氧化硅。9.根据权利要求1、3、4、5中任一项所述的储存气体的方法，其特征在于所说的主体化合物为水、四氢呋喃、丙酮或含有羟基的化合物。10.根据权利要求1、3、4、5中任一项所述的储存气体的方法，其特征在于所述的被储气体为天然气、轻烃或二氯化碳。全文摘要本专利技术提出一种气体,特别是天然气的低压高密度储存方法。其技术方案是将气体储存在压力容器中,所说的压力容器中装有多孔介质,在储存气体时引入主体化合物,使被储气体与主体化合物混合接触形成主客体化合物,并与不断通入的被储气体在压力容器中被吸附储存,储气温度为－20℃～30℃，储气压力为0～7.0MPa。本专利技术气体储存密度可达180～300m文档编号F17C11/00GK1360168SQ0013086公开日2002年7月24日 申请日期2000年12月20日 优先权日2000年12月20日专利技术者樊栓狮, 郭开华 申请人:中国科学院广州能源研究所 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在压力容器中储存气体的方法，其特征在于是将被储气体储存在压力容器中，所说的压力容器中装有多孔介质，在储存气体时引入能与被储气体分子形成笼形化合物的主体化合物，使被储气体与主体化合物混合接触，并与不断通入的被储气体在压力容器中被吸附储存，储气温度为－２０℃～３０℃，储气压力为０～７．０Ｍｐａ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊栓狮，郭开华，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]