天然氣作為清潔燃料是汽油、柴油理想的替代品之一，液化天然氣（LNG）具有儲(chǔ)存密度高，儲(chǔ)存壓力低，行駛里程長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于公交車(chē)、重卡等。LNG汽車(chē)的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，但是BOG的排放問(wèn)題一直沒(méi)有很好解決。目前對(duì)BOG的處理方式為再冷凝和直接壓縮，這兩種工藝均需加裝壓縮機(jī)，換熱器等大型設(shè)備，其成本高昂且難以小型化，限制了LNG在小型汽車(chē)上的應(yīng)用。天然氣的儲(chǔ)存方式有3種，分別為L(zhǎng)NG；CNG（Compressed Natural Gas，壓縮天然氣）和ANG（Adsorpted NatureGas，吸附天然氣）。ANG存儲(chǔ)能力在中壓（4.5 MPa）下為200 V/V(標(biāo)態(tài)下天然氣體積/吸附劑體積)；CNG的存儲(chǔ)能力為（24.8 MPa）220 V/V。本文利用ANG技術(shù)以解決LNG儲(chǔ)罐的BOG排放問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套高比表面積活性炭吸附裝置及其配套測(cè)試系統(tǒng)，用以分析吸附儲(chǔ)罐對(duì)BOG的存儲(chǔ)能力。
吸附流程如下：在LNG杜瓦外加裝吸附床并使之與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，其示意圖如圖1所示。在汽車(chē)停止時(shí)，吸附床吸附LNG杜瓦內(nèi)閃蒸出的BOG，并維持LNG杜瓦在一個(gè)較低壓力。吸附床內(nèi)安裝有翅片管路，且與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水相連。在汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水可以加熱吸附床，促進(jìn)BOG的脫附。
總 結(jié)：
（1）設(shè)計(jì)了一套LNG車(chē)用BOG吸附裝置及其配套的性能測(cè)試臺(tái)架。該測(cè)試平臺(tái)可以測(cè)試溫度和壓力對(duì)吸附量的影響。
（2）測(cè)試了不同比表面積吸附劑的在1.6 MPa，20 ℃下的吸附量。其中CL-105吸附劑（比表面積1 500 m2/g）的吸附量為45.5 V/V。增大吸附劑的比表面積會(huì)迅速降低堆棧體積和吸附劑的強(qiáng)度，且并不能提高單位體積吸附量。
（3）測(cè)試了CL-105吸附劑在不同溫度下的吸附性能以及脫附速度與穩(wěn)定脫附率之間的關(guān)系。
（4）活性炭的導(dǎo)熱率很低，在吸附儲(chǔ)罐中增加翅片管路并通入熱水加熱可以改善儲(chǔ)罐內(nèi)的傳熱性能，減少脫附時(shí)間。因此將本系統(tǒng)應(yīng)用于LNG汽車(chē)上時(shí)，可以有效利用發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱來(lái)脫附吸附劑中的BOG，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的能源利用效率。
