美国研发吸附天然气瓶的初衷就是替代市场上普通乙炔瓶,根据热值当量来换算:4立方米的天然气的热值与3公斤的乙炔气的热值相当,可以干同样的活。吸附天然气瓶的充装更简单:在普通的加气站开通4兆帕的管道,再连接分流排,利用压力差对流充装即可。
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节能减排已成为全球共识。到2020年,我国单位GDP二氧化碳排放强度比2005年下降40%-45%。除了提高能源利用效率,发展节能理念和技术,最有效的一条途径就是调整能源结构,扩大清洁能源的使用,这其中就包括天然气。“十二五”规划中,政府对此提出了明确目标即到2015年,在能源消费结构中的天然气比例将从目前的3.9%提高到8.3%左右。天然气利用规模的急剧扩大,二十一世纪将进入“天然气时代”。天然气的使用市场前景广阔。在这样环境下,我们深圳市莱雷科技发展有限公司,成功地引进美国Gas Technology Energy Concepts Co,Ltd公司(燃气技术能源概念有限公司)简称美国G-TEC公司,吸附天然气瓶(ANG)技术,此技术在美国获得全世界唯一专利。
该专利系统可将天然气以较低的压力大量储存于气瓶中。储气能力提高2~3倍,该技术已在美国、加拿大、欧洲等国家成功应用于替代乙炔危险燃气进行切割、焊接和热加工等,成本不但是传统乙炔的1/8,而且安全、环保、无能耗。 同时是美国职业安全健康管理局(OSHA) 测试实验室认可的无危害的健康产品,被美国消防局许可的高层建筑安全使用产品。并获得了加拿大的标准委员会(SCA)认证。同时国内也获得相关的认证:特种设备型式试验证书,特种设备监督检验证书。
ANG技术的吸附原理:是在储罐中装入高比表面的天然气专用吸附剂,利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构,在常温、中压(4.0兆帕)下将天然气吸附储存的技术。根据微孔容积填充理论(TVFM)对蒸汽在活性炭微孔中的吸附,计算出了室温下天然气在活性炭上吸附储存的最佳压力为3.551兆帕。当储罐的压力低于外界压力时,燃气被吸附在吸附剂固体微孔的表面,借以储存;当外界的压力低于储罐的压力时,燃气从吸附剂固体表面脱附而出供应外界。
ANG技术的发展和应用: ANG技术属国家863计划,目前仍然处于研发状态,该技术的研究, 国内有中国石油大学、山西煤化所、华南理工大学、北京化工大学等单位在致力于该技术的开发。国外有美国、加拿大、俄罗斯、英国、日本有研究,目前已成熟的技术已经被大量使用的全球只有美国G-ETC公司。
美国研发吸附天然气瓶的初衷就是替代市场上普通乙炔瓶,根据热值当量来换算:4立方米的天然气的热值与3公斤的乙炔气的热值相当,可以干同样的活。市场上普通乙炔瓶内储存的乙炔气都是少于3公斤的。吸附天然气瓶的重量、尺寸与乙炔瓶差不多,重量55公斤、尺寸D25*131cm、瓶内最大压力4兆帕,可储存天然气4立方米。
吸附天然气瓶的特点:
1、安全
乙炔比空气重,遇明火会引起回燃、与空气、氧气混合形成爆炸性混合物。极其易燃易爆,危险极大。天然气是最安全的可燃气体。它在任何压力下使用都很稳定,天然气比空气轻,一旦有泄漏容易消散,不易在车间或船舱地面堆积,且天然气在空气中的爆炸极限范围小,燃烧速度慢,因此发生爆炸,回火的可能性比乙炔小的多,安全性更高。
2、省钱
燃料值相同时,天然气比乙炔便宜近8倍,市场上天然气价钱平均约3~4元/立方米,乙炔价钱22~35元/公斤。
3、环保
接触乙炔,吸入乙炔对人体有强烈的伤害,在使用时需要进行呼吸系统、眼睛、身体、手等防护处理,其燃烧的产物主要为有害气体,其使用过程会产生电石渣等污染废弃物。天然气是绿色环保低碳产品,使用时不回火,不爆鸣、无黑烟、无有害气体、无污染废弃物
4、高效
乙炔在使用过程中会产生电石渣等污染废弃物,导致切割表面电石渣堆积、表面凸凹不平,割缝巨大。天然气燃烧效率高、清洁,在生产和使用过程中,不会产生电石渣等污染废弃物。天然气预热时间稍慢几秒,切割速度差不多,矫形速度快,割缝小,不用清渣,切割表面光滑度高,不会发生表面积碳和硬化,提高了加工质量。
5、节能
乙炔的制取方法主要有电石水解法,这方法将消耗大量的水、电,生产后将产生大量有害的电石渣废气物。这种生产模式是属于三高企业,国家明令控制生产,随着国家节能减排力度增大,将会禁止生产。而天然气无需耗能。
吸附天然气瓶的充装更简单:在普通的加气站开通4兆帕的管道,再连接分流排,利用压力差对流充装即可。
吸附天然气瓶应用于焊接、熔接、切割、动力、加热、热校正、热喷涂、火焰淬火、金属加工等;广泛适用船舶,铁路,机械,军工,建筑、汽修、冶金,陶瓷、油田、珠宝、玻璃、包装等领域。现场切割的效果图见下图:
深圳市莱雷科技发展有限公司
G-TEC项目技术顾问:鲜宗明