一种用于LNG重型卡车的排放甲烷回收装置的制作方法

本技术涉及新能源，尤其涉及一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置。

背景技术：

1、随着全球对清洁能源的需求不断增长，液化天然气(lng)作为一种清洁燃料在重型运输车辆中的应用越来越广泛。然而，lng燃料的储存和运输安全问题也随之凸显，特别是lng燃料箱中的液化天然气因吸热气化而超压排放的甲烷气体，直接影响到车辆及周边环境的安全及环境污染。甲烷作为一种全球第二大的温室气体，其全球变暖潜能非常巨大，甲烷的排放与全球气候变化有着密切的联系，对环境的影响深远而复杂，对人类健康和生态系统造成威胁。

2、为了解决lng重卡燃料箱超压排放甲烷的安全和环境污染问题，提出了一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置。为了实时回收排放的甲烷，采用吸附式技术实现排放甲烷的吸附。吸附式技术采用物理吸附的原理，即甲烷分子通过范德华力附着在吸附剂微孔的内表面，从而增加了甲烷的储存密度。在储罐中装入高比表面积的甲烷专用吸附剂，利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构在常温中压下将甲烷气体分子吸附储存，回收的甲烷可以用于重卡的燃料。该装置具有回收效率高、适用性强及应用范围广等优势，其不仅减小了环境污染，还节约了能源，对于减小甲烷排放量具有巨大的经济和社会效益。

技术实现思路

1、基于上述目的，本实用新型提供了一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，在吸附式储罐中装入高比表面积的甲烷吸附剂，利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构，将重卡燃料箱中的液化天然气因吸热气化而超压排放的甲烷吸附储存。当在重卡发动机运行时，由于吸附式储罐内部的甲烷气体压力大于发动机所需天然气的压力，吸附式储罐内部的甲烷吸附剂在降压作用下，释放甲烷到发动机系统中燃烧输出功率，可以有效地减小甲烷的排放量。

2、甲烷吸附剂在特定压力下的吸附量比相同压力下的体积大2-3倍左右，同时，吸附罐及吸附剂的体积可满足极端恶劣工况下的甲烷排放量，其可以确保重卡燃料箱中的液化天然气因吸热气化而超压排放的甲烷能被甲烷吸附剂完全吸附，可有效的维持重卡燃料箱的安全压力。

3、一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，包括切断阀、吸附式储罐、甲烷吸附剂、安全阀及电磁阀。

4、进一步的，所述的切断阀采用手动截止阀结构。

5、进一步的，所述的吸附式储罐，通过填充在内部的甲烷吸附剂吸附超压排放的甲烷气体，再通过减压释放甲烷气体作为重卡天然气发动机的燃料。

6、进一步的，所述的甲烷吸附剂是一种纳米级活性炭吸附材料，其具有大比表面积、低压吸附、低压储存、稳压脱附的特性，可循环使用。

7、进一步的，所述的安全阀在吸附式储罐内部甲烷气体压力超过安全阈值时自动打开，释放多余的甲烷气体，从而保持压力在安全范围内。

8、进一步的，所述的电磁阀采用12v或24v直流电驱动，处于常闭状态。

9、进一步的，在本实用新型的可实施方案中，所述的切断阀安装在吸附式储罐的进气口，电磁阀的一端安装在吸附式储罐的排气口，电磁阀的另一端通过管道接入发动机的天然气进口，切断阀处于开启状态，电磁阀处于关闭状态。

10、当重卡天然气发动机不工作时，当重卡燃料箱中的lng吸热气化达到安全放散压力时，压力调节阀打开，电磁阀关闭，排放的甲烷气体进入吸附式储罐中，吸附式储罐内的甲烷吸附剂对甲烷分子进行吸附储存。当重卡燃料箱内部的压力低于安全放散压力时，压力调节阀关闭。

11、当重卡天然气发动机处于运转状态时，电磁阀一直处于打开状态，当重卡燃料箱中的lng吸热气化达到安全放散压力时，压力调节阀打开，排放的甲烷气体进入吸附式储罐中，吸附式储罐内的甲烷吸附剂对甲烷分子进行吸附储存。同时，吸附式储罐中的甲烷气体在减压的状态下从甲烷吸附剂表面脱附进入发动机燃烧，对外输出功率。

12、当重卡天然气发动机处于运转状态时，电磁阀一直处于打开状态，当重卡燃料箱内部的压力低于安全放散压力时，压力调节阀关闭。吸附式储罐中的甲烷气体在减压的状态下从甲烷吸附剂表面脱附进入发动机燃烧，对外输出功率。

13、当吸附式储罐内部甲烷气体压力超过安全阈值时，安全阀自动打开，释放多余的甲烷气体，从而保持压力在安全范围内。

14、本实用新型的有益效果：

15、本实用新型，在吸附式储罐中装入高比表面积的甲烷吸附剂，利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构，将重卡燃料箱中的液化天然气因吸热气化而超压排放的甲烷吸附储存，并在重卡发动机运行时，释放甲烷到发动机系统中燃烧输出功率。该排放甲烷回收装置具有回收效率高、适用性强及应用范围广等优势，可以有效地减小重卡甲烷的排放量，其不仅减小了环境污染，还节约了能源，对于节能减排具有巨大的促进意义。

技术特征：

1.一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，其特征在于，lng燃料箱(01)、压力调节阀(02)、切断阀(03)、吸附式储罐(04)、甲烷吸附剂(05)、安全阀(06)及电磁阀(07)，所述的压力调节阀(02)安装在lng燃料箱(01)上，所述的切断阀(03)的一端通过管道与压力调节阀(02)连通，所述的切断阀(03)的另一端安装在吸附式储罐(04)的进气口，所述的甲烷吸附剂(05)填充在吸附式储罐(04)的内部，所述的安全阀(06)安装在吸附式储罐(04)上部，所述的电磁阀(07)的一端安装在吸附式储罐的排气口，所述的电磁阀(07)的另一端通过管道接入发动机的天然气进口。

2.根据权利要求1所述的一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，其特征在于，所述的切断阀(03)采用手动截止阀结构，处于常开状态。

3.根据权利要求1所述的一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，其特征在于，所述的吸附式储罐(04)通过填充在内部的甲烷吸附剂(05)吸附排放甲烷气体，并在重卡天然气发动机运行时，释放甲烷到发动机系统中燃烧输出功率。

4.根据权利要求3所述的一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，其特征在于，所述的甲烷吸附剂(05)是一种纳米级活性炭吸附材料，其具有大比表面积、低压吸附、低压储存、稳压脱附的特性，可循化使用。

5.根据权利要求1所述的一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，其特征在于，所述的安全阀(06)在吸附式储罐内部甲烷气体压力超过极端工况下的安全阈值1.5mpa时自动打开，释放多余的甲烷气体，从而保持压力在安全范围内。

6.根据权利要求1所述的一种用于lng重型卡车的排放甲烷回收装置，其特征在于，所述的电磁阀(07)采用12v或24v直流电驱动，处于常闭状态，内部装有过滤器，拦截气体中的固体杂质。

技术总结
本技术涉及新能源技术领域，具体涉及一种用于LNG重型卡车的排放甲烷回收装置，包括切断阀、吸附式储罐、甲烷吸附剂、安全阀及电磁阀。该装置在吸附式储罐中装入高比表面积的甲烷吸附剂，利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构，将重卡燃料箱中的液化天然气因吸热气化而超压排放的甲烷吸附储存，并在重卡发动机运行时，释放甲烷到发动机系统中燃烧输出功率。安全阀确保了极端恶劣工况下吸附式储罐和重卡燃料箱内的气体压力处于安全状态。该排放甲烷回收装置具有回收效率高、适用性强及应用范围广等优势，可以有效地减小重卡甲烷的排放量，其不仅减小了环境污染，还节约了能源，对于节能减排具有巨大的促进意义。

技术研发人员：程龙,王伟
受保护的技术使用者：西安斯优派环保科技有限公司
技术研发日：20231216
技术公布日：2025/1/6