【摘 要】
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我国是一个发展中的工业大国,同时也是工业切割气的消费大国。但传统工业切割气-乙炔的生产过程不仅能耗高,还会生成磷和硫等有害元素,危害人体健康和环境安全。通过安全性、
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我国是一个发展中的工业大国,同时也是工业切割气的消费大国。但传统工业切割气-乙炔的生产过程不仅能耗高,还会生成磷和硫等有害元素,危害人体健康和环境安全。通过安全性、环保性、经济性和切割性能等方面的对比,发现天然气是替代乙炔成为新型工业切割气的最佳选择。而从广谱性、安全性、节能环保性和经济性的角度考虑,ANG气瓶储运是最佳的天然气切割气储运方式。本文对目前ANG气瓶储运的研究成果和所存在的问题进行了分析,结合本课题组在高比表面积活性炭研制上取得的成果,研究开发了一套ANG气瓶储运工艺流程。并设计了一套ANG气瓶储运工艺流程的操作方案,用于现场测试和今后实际生产过程中的操作指导。该工艺流程中,本文设计了两种容积70L的ANG气瓶。一种是为了抑制吸附热效应,内置循环水换热盘管的卧式气瓶;一种是结构简单,可填充更多活性炭的立式气瓶。现场测试得卧式气瓶活性炭填充率为57.5%,35℃、4.0MPa下平均充气瓶储气性能为81.8v/v;立式气瓶活性炭填充率为62.5%,45℃、4.0MPa下平均充气瓶储气性能为82.7v/v;实验室测得微型储罐活性炭填充率为55.8%,25℃、4.0MPa下的储气性能为95.8v/v。通过分析和计算,本文得出了活性炭理论最大填充率的计算公式。进一步研究发现,设置一个容积为ANG气瓶容积十分之一的预吸附罐,可将ANG气瓶的使用寿命提高294%。通过对测试结果的分析,针对目前ANG气瓶储运工艺流程中的不足,本文进一步设计了一套结合门站原有调压工艺的集进气、调压、降温和除杂于一体的ANG来气预处理装置工艺。该工艺可将立式气瓶最高平衡温度下降6℃,在降低最高温度提升安全性的同时,使气瓶储气性能从91.96v/v提升到了94.38v/v;可使气瓶充气时间缩短76.67%;可将ANG气瓶使用寿命进一步提高了18%。该工艺是一种全面优化ANG充气过程的来气预处理方案,对今后ANG用于切割气瓶的实际生产和其他ANG产业的发展具有指导性建议。
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