CN104838197A - 用气体装填吸着储存器的方法 - Google Patents

Abstract

用气体装填吸着储存器的方法，其中吸着储存器包含密闭容器(10)和具有通过容器壁的通路(21)的进料装置，气体可通过所述通路流入容器中，且容器具有至少两个平行的通道型子室(30、31、32、33)，所述子室位于其内部并且各自至少部分地填充有吸附介质(40)，且其通道壁为可冷却的，其中在第一步骤中，气体以一定量供入使得尽可能快地达到储存器中为预定最终压力的至少30％的压力，在第二步骤中，随后以一定方式改变供入的气体的量，使得储存器中的压力过程接近吸附介质(40)的吸附动力学直至在预定时间以后达到储存器中的预定最终压力。

Description

用气体装填吸着储存器的方法

本发明涉及用于储存气体物质的吸着储存器，其包含至少部分填充有吸附介质的密闭容器和包含通过容器壁的通路的进料装置，气体可通过所述通路流入容器中。本发明进一步提供用气体装填吸着储存器的方法，其中吸着储存器包含密闭容器和具有通过容器壁的通路的进料装置，气体可通过所述通路流入容器中，且容器具有至少两个平行的通道型子室，所述子室位于其内部并且各自至少部分地填充有吸附介质，且其通道壁为可冷清的。

对于固定和移动应用，为储存气体，除加压气罐外，目前日益使用吸着储存器。吸着储存器通常包含具有大内表面积的吸附介质，气体吸附于其上并由此存储。在吸着储存器的填充期间，热由于吸附而释放，且必须从储存器中除去。类似地，当将气体从储存器中取出时，必须提供热用于解吸方法。因此，热管理在吸着储存器的设计中是很重要的。

专利申请US 2008/0168776 A1描述了用于氢气的吸着储存器，其包含对环境热绝缘且多个包含吸附介质的压力容器置于其内部的外部容器。压力容器之间的中间空间用冷却液填充，以便能够除去吸附期间发展的热。

专利申请DE 10 2007 058 673 A1描述了用于储存气态烃的设备，其包含填充有吸附介质的绝缘容器。在容器中提供加热元件，且该加热元件通过控制***以一定方式控制，使得当取出气体时，最小压力保持理想的长时间。

已知吸着储存器的一个缺点是用气体填充仅缓慢地进行。特别地，在移动应用中，例如在机动车辆中，该缺点是特别严重的。

本发明的目的是提供用于储存气体物质的设备，所述设备容许气体的快速装填和改进的气体取出。该设备应具有简单的结构并且在操作期间要求很少的电能。本发明的另一目的是提供快速且有效地装填储存器的方法。

该目的通过如权利要求1中所述的本发明主题实现。本发明的其它有利实施方案可在从属权利要求中找到。本发明的其它主题描述于权利要求9以及从属于它的权利要求中。

本发明方法使用吸着储存器进行，所述吸着储存器包含密闭容器和具有通过容器壁的通路的进料装置，气体可通过所述通路流入容器中。容器具有至少两个平行的通道型子室，所述子室位于其内部并且各自至少部分地填充有吸附介质，且其通道壁为可冷却的。在本发明方法的第一步骤中，将气体以一定量供入，使得尽可能快地达到储存器中预定最终压力的至少30％的压力。在随后的第二步骤中，供入的气体的量可以以一定方式变化，使得储存器中的压力过程接近吸附介质的吸附动力学直至在预定时间以后达到储存器中的预定最终压力。

如由现有技术已知的吸着储存器为了装填，通常与压力管线连接，待储存的气体以恒定压力从所述压力管线流入储存器中，直至达到储存器中的预定最终压力。然而，发现当装填根据本发明方法进行时，装填所需的时间可明显降低。

在吸着储存器中，气体通过吸附在吸附介质上以及各吸附介质颗粒之间和颗粒中的空隙中或者吸附在未被吸附介质填充的容器区域中而储存。在本发明方法的第一步骤期间，空隙首先被气体填充。储存器中的压力基本无时间滞后地遵循流入容器中的气体的压力。为使装填操作所需的总时间最小化，该第一步骤应尽可能快地进行，例如通过恰好从装填操作开始起引入压力相当于预定最终压力的至少30％的气体而进行。

在第一步骤期间，一部分气体被吸附，因此，吸附材料以及因此流过它的气体的温度提高。在第二步骤中，储存器中的压力过程接近吸附介质的吸附动力学。测定吸附动力学的方法是本领域技术人员已知的，例如借助压力跃变实验或吸附平衡(例如“Zhao，Li和Lin，Industrial&Engineering Chemistry Research，48(22)，2009，第10015-10020页”中)。

就本发明而言，术语吸附动力学指在等温和等压条件下，气体在吸附介质上随时间过去的吸附过程。该过程通常可通过指数衰减函数约计，其在开始时显示出急剧提高，然后当它向最终值集中时不断地变得更平稳。该近似法的一个实例为函数a●(1-e^-bt)，其中a和b为正常数。吸附动力学也可通过其它函数约计，例如凹函数，分段为常数的函数，分段为线性的函数或者连接初始值和最终值的线性函数。

储存器的通道型子室中的实际流动条件取决于通道的构型和气体向通道中的引入。在本发明吸着储存器的一个优选变体中，通道型子室在一端封闭。这例如为分离元件在一端与容器的内壁连接的情况。在该变体中，有利地将流入容器中的气体引入通道型子室的开口端。在通道中，一部分气体变得吸附在吸附介质上，因此吸附介质和周围气体加热。容器的内壁和任选存在的至少一个分离元件或多个分离元件冷却，使得在通道型子室的中部与其周边之间形成径向温度梯度。本发明进料策略的第二步骤特别地将连续气流引入容器中。循环气流通过与径向温度梯度相互作用而在通道型子室中在内部建立，且这些确保明显更好的热脱除以及因此吸附介质中较低的最大温度。

在本发明能量储存器的另一优选变体中，通道型子室在两端开放，并借助共同的空间相互成对地连接。在该变体中，优选配置进料装置，使得流入的气体基本仅送入每对通道的两个子室中的一个中。具有储存器中接近吸附动力学的压力过程的本发明装填策略导致通道型子室中气体的流速大于气体吸附的速度。这导致形成通过通道型子室的循环流，确保吸附期间发展的热可更快地除去并在吸附介质中建立较低的最大温度。

与其中压力在整个装填时间恒定地保持为高的常规进料策略相比，本发明方法容许在装填期间在相同的时间内引入更大量的气体或者在相同量的气体下实现较短的装填时间。

供入的气体的量可例如通过将入口压力适当地匹配近似函数，例如通过合适的阀连接而变化。

在本发明方法的有利实施方案中，储存器中的压力过程以压力波动的形式，特别是由于入口压力的适当变化而接近吸附动力学。波动的最大值优选相当于最终压力，且波动的最小值优选接近吸附动力学的过程。这相当于随时间过去的波动幅度降低。在预定时间结束时，设置储存器中的预定最终压力。波动可例如为正弦曲线、锯齿形或者作为选择分段常数。波动的形状以及它的幅度和期间优选匹配具体的吸附动力学。

接近吸附动力学的压力波动的函数的一个实例为：

p＝p0+Δp·f(a)·(sin(2·π·k·t)-1)，其中：

p₀为初始压力，p为初始压力与最终压力之间的差，k为频率，且f(a)为阻尼函数。阻尼可例如线性降低或者指数降低。一个实例为函数f(a)＝a/(t+a)，其中a为正数。频率k可借助等温和等压吸附动力学t_kin评估，其为最小装填时间的度量。优选选择频率，使得2-10个波动期间位于t_kin内。在较大循环数目下，每循环可除去较少的热，使得提供压力波动所需的能量消耗变得不经济。

填充吸着储存器所需的时间实质性地受吸附介质的材料性能，特别是它的吸附动力学影响。另一影响因素为填充期间预期的最大温度，其也取决于材料性能，特别是吸附热焓。选择初始压力和压力提高类型以优选匹配各自的吸附动力学、吸附热焓和向壁的热传导。在释放的吸附热焓快速热脱除的情况下，较高的初始压力是有利的，以使所需总装填时间最小化。取决于吸附动力学和热脱除，为预定最终压力的30-90％的初始压力是有利的，其中选择理想的高初始压力。初始压力的量级可能受吸附期间建立的温度提高限制。

倾向于有利的是选择初始压力与最终压力之间较大的压差，则热的脱除较慢。压力提高速率优选为至少1巴/分钟装填时间，以促进通道型子室中循环流的形成。

在本发明方法的一个优选实施方案中，测量至少一个通道型子室中的气流温度并且如果需要的话，以一定方式与供入吸着储存器中的气体的量匹配，使得不超过通道型子室中的预定最大温度。

各种材料适用作吸附介质。吸附介质优选包含沸石、活性碳或金属有机骨架。

吸附介质的孔隙率优选为至少0.2。孔隙率定义为空隙体积与容器中的任何亚体积的总体积的比。在较低的孔隙率下，流过吸附介质时的压降提高，这对装填时间具有不利影响。

在本发明的一个优选实施方案中，吸附介质作为团粒床存在，且团粒的渗透性与最小团粒直径的比为至少10^-14m²/m。装填期间气体透过团粒的速率取决于团粒内部的压力接近团粒外部的压力的速度。该压力平衡所需的时间以及因此还有团粒的负载时间随着渗透性降低以及随着团粒的直径提高而提高。这可对装填和排放的总方法具有限定性影响。

当在引入以前将气体冷却时，装填所需的时间可进一步降低。

至少一个分离元件或多个分离元件，特别是存在的所有分离元件优选具有双壁，使得传热介质可流过它们。还优选通道型子室的所有通道壁为双壁以容许传热介质流过它们。取决于至少一个分离元件或分离元件的排列，容器的一部分内壁形成一个通道型子室或多个通道型子室的通道壁。在这种情况下，容器壁也优选为双壁。在特别优选的实施方案中，配置包括端面在内的整个容器壁以容许传热介质流过它，特别是配置成双壁。

取决于适于冷却或加热吸着储存器中的气体的温度范围，各种传热介质如水、二醇、醇或其混合物是可能的。合适的传热介质是本领域技术人员已知的。

发现有利的是各通道型子室中通道壁的间距为2-8cm。此处，术语间距指在垂直于通道的轴的横截面上看在相对壁上的两个点之间的最短距离。在具有圆形横截面的通道的情况下，例如间距相当于直径，在环形横截面的情况下，它相当于环的宽度，在矩形横截面的情况下，它相当于平行边之间的较短距离。特别在将所有通道壁冷却或加热的情况下，发现所述范围是热传递与吸附介质的填充体积之间的良好折中。在较大的间距下，吸附介质与壁之间的热传递劣化；在较小间距的情况下，在给定的容器外部尺寸下，吸附介质的填充体积降低。另外，吸着储存器的重量和它的生产成本提高，这是不利的，特别是在移动应用的情况下。

在一个优选实施方案中，通道型子室中通道壁的间距相差不大于40％，特别优选相差不大于20％。该构型帮助装填期间热的均匀脱除或者容器排空期间热的引入。

吸着储存器的容器优选为圆柱形，且至少一个分离元件与圆柱体的轴基本同轴地排列。其中至少一个分离元件的纵轴相对于圆柱体的轴倾斜几度至最大10度的实施方案认为是“基本”同轴。该构型确保通道横截面沿着圆柱体的轴仅轻微改变，使得可建立在通道长度上的均匀流。

取决于有效用于安装的空间和容器中的最大容许压力，圆柱形容器的各种横截面面积是可能的，例如圆形、椭圆形或矩形。例如当容器安装在车体的中空空间中时，还考虑不规则形状的横截面面积。对于约100巴以上的高压，圆形和椭圆形横截面是特别合适的。

本发明进一步提供用于储存气体物质的吸着储存器，其包含密闭容器和包含通过容器壁的通路的进料装置，气体可通过所述通路流入容器中。容器具有至少一个分离元件，所述分离元件位于其内部且配置使得容器的内部分成至少两个平行的通道型子室，所述子室各自至少部分地填充有吸附介质，且其通道壁为可冷却的。根据本发明，以横截面观察，容器内壁和至少一个分离元件以及任选多个分离元件的轮廓是基本共形的。

在该上下文中，共形意指轮廓具有相同的形状，例如都是圆形、都是椭圆形或者都是矩形。表述“基本共形”意指与基本形状的小偏差仍包括在“相同形状”中。实例为在矩形基本形状的情况下的圆角或者在生产容许度内的偏差。

该构型容许最佳地使用容器的内部空间以便非常大量的吸附介质与有效的热管理组合。

上述优选的结构特征如双壁分离元件、通道壁间距和/或圆柱形容器中分离元件的同轴排列也代表本发明吸着储存器的优选实施方案。

容器和分离元件的壁厚度的选择取决于容器中预期的最大压力、容器的尺寸，特别是它的直径，和所用材料的性能。在具有10cm外径的合金钢容器和100巴最大压力的情况下，最小壁厚度例如估计为2mm(根据DIN17458)。选择双壁的内部间距，使得足够大体积流的传热介质可流过它们。它优选为2-10mm，特别优选3-6mm。

至少一个分离元件特别优选配置成管，使得管的内部空间形成第一通道型子室且管的外壁与容器的内壁之间或者任选管的外壁与另一分离元件之间的空间形成第二环形通道型子室。以横截面观察，管式分离元件的轮廓与容器内壁的轮廓是共形的；它们例如都为圆形或者都为椭圆形。在本发明这一实施方案的另一发展中，存在多个分离元件，且都配置成具有各种直径的管且同轴排列。以横截面观察，它们的轮廓也与容器内壁的轮廓共形。

进料装置包含至少一个通过容器壁的通路，气体可通过所述通路流入容器中。在一个特定实施方案中，进料装置包含管式进料管线，其一端与至少一个通路连接，且其分叉成通向各个通道型子室的多个端。在一个可选实施方案中，进料装置包含多个通过容器壁的通路，其都在一端上与管式进料管线连接，其另一端通向通道型子室。

在另一有利实施方案中，进料装置包含将通过至少一个通路流入的气体以指定方式分布到所有子室中的组件，例如偏转元件或分配装置。

气体的流入量特别优选以一定方式分布在通道型子室中，使得各气体量相互的比相当于子室的横截面面积的比。

进料装置还可包含用于影响气体流动的装置，例如节流阀或调节阀。这些装置可提供于容器的内部或外部。多个通路也可提供于容器壁中，例如以便将气体在多个地方引入通道型子室中，或者以便提供用于填充和取出气体的不同通路。优选使用一个或多个与填充容器相同的通路取出气体。

与现有技术相比，本发明吸着储存器使得热可更快地从吸附介质中输送出来或者输送到吸附介质中。这显著降低将储存器用给定量的气体装填所需的时间。作为选择，储存器在给定时间内可用更大量的气体装填。当将气体从储存器中取出时，本发明使得气体可快速且不断地提供。为此，将通道壁加热，例如在双壁构型的情况下，其温度大于通道型子室中的气体温度的传热介质通过双壁。本发明吸着储存器结构简单，并且由于它紧凑的结构，特别适于移动应用，例如用于机动车辆中。具有双通道壁的实施方案具有另一优点：仅必须改变传热介质或其温度适当地变化以从冷却或加热变化。因此，该实施方案适于在填充和驱动模式期间的移动用途中。

下面借助附图进一步阐述本发明；图应当解释为原则性描述。它们不限制本发明，例如在组件的具体尺寸或结构变量方面。为了清楚，它们通常不按比例，尤其是在长度和宽度比方面。图显示：

图1：具有关于流入气体的流量均衡器的本发明吸着储存器的实施方案

图2：具有双通道壁、容器的椭圆形横截面面积和多个通路的本发明吸着储存器的实施方案

图3：具有容器的矩形横截面的本发明吸着储存器的实施方案

图4：用于测定根据本发明装填吸着储存器的初始压力的流程图的实例

图5：本发明装填策略与常规装填策略的对比

所用参考数字列表

10…容器

11…容器壁

15…分离元件

16…分离元件

17…分离元件

21…通路

22…盖板

30…第一子室

31…第二子室

32…第三子室

33…第四子室

40…吸附介质

5x…测定初始压力的工艺步骤

图1-3显示通过本发明吸着储存器的示意性截面。说明性吸着储存器具有基本圆柱形容器10。每种情况下上图描述通过圆柱体的轴的纵切面，这些各自下面的图显示垂直于圆柱体的轴的相应横截面。

图1显示本发明吸着储存器的第一优选实施方案。容器10具有圆形横截面且在其端面上具有通过容器壁的通路21。配置成具有圆形横截面并与圆柱体的轴同轴排列的管的分离元件15位于容器10的内部。管的内部空间形成第一通道型子室30。管的外壁与容器的内壁之间的空间形成第二环形通道型子室31。分离元件15具有距离入口端端面的间距；在相对端上，它延伸至容器的端面。在所示实例中，两个子室30、31完全被吸附介质40填充。在面对通路21的端，子室30、31通过延伸在容器的整个横截面上的盖板22结合。在所示实例中，气流可通过它流入子室中的5个开口存在于盖板22上。盖板充当流量均衡器，其确保气体均匀地流入子室30、31中。所示开口作为实例；它们还具有另一构型。例如，环形或间断环形开口可提供于连接通路21与第二子室31的外部区域中。

断线箭头象征容器内的气体流动。流入的气体首先进入通路21与盖板22之间没有被吸附介质填充的空间，并且变得均匀分布于那里。气体通过盖板上的开口流入两个子室30、31中，在那里它吸附在吸附介质上。吸附介质和周围的气体由于吸附而加热。容器10的内壁和分离元件15冷却，使得在通道型子室的中部与其周边之间建立径向温度梯度。本发明进料策略的第二步骤特别产生进入容器中的连续气流。这与径向温度梯度相互作用产生循环气流，这确保明显更好的热脱除以及因此在通道型子室30、31内部建立吸附介质中的较低最大温度。因此，容器可在比其中压力在整个装填时间保持恒定为高的常规进料策略的情况下更短的时间内载入相同量的气体。

图2显示本发明吸着储存器的另一优选实施方案。容器10具有椭圆形横截面，且同样具有椭圆形横截面的管式分离元件15与圆柱体的轴共轴地排列在容器内部。如同先前实例中的，管式分离元件15的内部空间形成第一通道型子室30，且管的外壁与容器的内壁之间的空间形成第二环形通道型子室31。由容器壁11和分离元件15形成的通道型子室30和31的通道壁具有双壁，使得传热介质可流过该壁。提供关于传热介质的相应进料连接和排料连接但在图中没有显示。

在该实例中，容器的整个内部体积被吸附介质40填充。进料装置包含通过容器壁的5个通路21，气体可通过所述通路流入容器内部。通路21位于容器10的一个端面上，配置成管且围绕圆周均匀地排列在环形外部子室31的区域中，并且还中心地排列在作为内部子室30的入口的端面中部。在该实施方案中，分离元件15在两端延伸至容器的各个端面。

断线箭头象征容器内的气体流动。在该实例中，流入的气体通过5个通路21直接分布于吸附介质上。温度梯度的形成和子室30、31中内部循环的气流类似于上文关于图1所述的实例进行。

图3显示本发明吸着储存器的另一优选实施方案。容器具有圆柱形形状和基本矩形横截面。角为圆形，且容器壁11为双壁以容许传热介质流过它。容器的内部通过三个分离元件15、16、17分成四个通道型子室30-33。分离元件以容器的纵向均匀地分布，使得子室同样具有具有基本相同内面积的矩形横截面。在所示实例中，子室的横截面为具有圆角的正方形。分离元件配置成双壁板，且在纵向上与圆柱体的轴同轴并在横向上平行于与相邻分离元件相对或平行的容器的容器内壁行进。以横截面观察，容器的内壁和分离元件的轮廓因此是共形的。在轴向上以及在横向上，分离元件各自延伸至容器的内壁并与其连接，使得在容器中得到四个完全分开的子室。

对于各个子室30、31、32、33，气体可通过它流入容器中的通路21通过容器壁的端面提供。通路21为管式的且延伸至各自的子室中。所有通道型子室填充有吸附介质。

在该图中，断线箭头也象征容器中的气体流动。以类似于图2的实施方案的方式，流入的气体通过通路21直接分布于吸附介质上。由于通道壁的冷却，建立在以横截面观察时从通道的中部至通道壁的温度梯度。如关于图1所述，本发明进料策略产生进入容器中的连续气流，并与温度梯度组合产生在通道型子室30、31、32、33中内部循环的气流，得到上述优点。

为改进热传递，也可提供用于传递热的其它组件，例如在各个子室30、31、32、33中每种情况下沿着圆柱体的轴行进的中心管。当然，这类措施在不同于图3所示的实施方案中也可能是有利的。

图4作为实例显示用于测定根据本发明装填吸着储存器的初始压力p₀的流程图。在开始51时，首先在初始化阶段52中选择初始压力p₀的起始值，例如待实现的最终压力的50％。此外，设定储存器中容许的温度T_max的上限以及所需的最终填充时间t_e，例如5分钟。

步骤53包括实验的实际进行。将空的吸着储存器用气体填充，所述气体在储存器入口处的压力从起始时间点至设置为例如1分钟的时间点t₀为恒定的p₀。经从t₀至最终时间t_e的时段，根据接近所用吸附介质的吸附动力学过程的预定函数提高储存器入口处的压力。

将在步骤54中的负载操作期间达到的最大温度与预定的上限T_max对比。如果超过上限，则在步骤55中将初始压力p₀降低例如预定的值、预定的百分数或者作为区间嵌套。然而，压力应不低于合计为最终压力的30％的最小压力。随后使用降低的初始压力进行重新实验(步骤53)。

然而，如果未达到预定的温度上限T_max，则在下一步骤56中进行关于储存器的气体总负载在最终时间t_e时是否令人满意的检查。标准可以为例如最大吸收能力的至少95％的总负载。如果负载仍不令人满意，则在步骤57中进行提高初始压力p₀的另一重复。可将压力提高例如预定的值、预定的百分数或者作为区间嵌套。随后使用提高的初始压力进行重新实验(步骤53)。

如果遵循温度标准(步骤54)且总负载也是令人满意的，则实验程序结束(步骤58)。这样，可在几个目标实验中测定关于初始压力的最佳值。实验容易地进行且仅需要一次实际吸着储存器的设计。以类似的方式，或者与上述顺序组合，可设置进料策略或者使从初始压力至最终压力最佳化。实施例

使用程序OpenFOAM(来自ENGYS)进行的模拟计算结果显示于下文中。计算基于以下假设：

-团粒床可认为是多孔介质和与气相分开的均匀相。因此不需要在数量上解析各个单独团粒。

-所有团粒具有在粒度、渗透性、密度、热容、传导性、吸附热焓和吸附动力学方面相同的性能。

-在床的热传导方面的流动效果可通过已知的关系描述。

计算基于具有圆形横截面、100cm的内部长度扩展和17cm的内径的圆柱形容器。在容器内部，具有圆形横截面的管作为分离元件与圆柱体的轴同心地安装。它具有双壁和5cm的内径。它的壁厚度为总计1cm，且双壁的壁之间的间隙宽度为3mm。该构型相当于根据图2的实例，但具有圆形横截面。容器的内部因此分成相互完全分离的两个平行通道型子室。通道壁的间距在两个子室中都为5cm。容器壁也是双壁，其具有总计1cm的壁厚度且双壁的壁之间的间隙宽度为3mm。与通路21连接的管伸出8cm到容器中。

容器具有19L的填充体积且填充有177型金属有机骨架的团粒作为吸附介质。177型MOF包含借助1,3,5-三(4-羧基苯基)苯作为有机连接剂分子连接的锌簇。MOF的比表面积(朗缪尔(langmuir))为4000-5000m²/g。关于这类的其它信息可在US 7,652,132 B2中找到。该团粒具有3mm长度和3mm直径的圆柱形形状。它们的渗透性为3·10^-16m²。渗透性与最小团粒直径的比因此为10^-13m²/m。床的孔隙率为0.47。

检查将容器用纯甲烷填充，所述甲烷以27℃的温度供入。预定最终压力为90巴绝对压力。传热介质以一定方式流过容器壁和各分离元件，使得建立27℃的恒定壁温度。在这些条件下，容器可用最大2kg甲烷填充。

图5中的下图显示两种方案的结果。在对比方案(实曲线)中，气体在从开始时90巴的恒定压力下供入上述容器中。在第一分钟内在容器中达到90巴的最终压力。在约32分钟以后，0.9kg甲烷被吸附(图5中的时间t₁)。在该时间点，团粒床中的空隙被另一kg甲烷填充，使得容器以95％的程度载有甲烷。

在根据本发明的方案(断线曲线)中，与对比方案中相同的容器构型用作基础。然而，气体在开始时的1分钟时间仅在80巴下供入直至容器中的内部压力上升到80巴。随后根据与吸附动力学匹配的函数经30分钟时间将供入的甲烷的入口压力提高至90巴的最终压力：

p(t)＝p₀+Δp·(1–e^-kt)，其中p₀＝80巴，Δp＝10巴且k＝0.0025s^-1。

随时间过去的压力过程显示于图8中的上图中。在所考虑的罐的情况下，模拟MOF型显示出相对于吸附动力学的快速热脱除，因此选择最终压力的约90％的值作为初始压力。待吸附的主要部分的甲烷在第一分钟内被吸附。这导致吸附介质的温度急剧提高。

该模拟结果证明在通道型子室内部循环的流动借助本发明该操作模式引发。由于该流动，吸附介质由于吸附而发展的热在冷却壁上更快地除去。这又导致吸附更快地发生且容器在仅约26分钟(图5中的下图中的时间t₂)以后95％程度地载有甲烷。

Claims (13)

1.用气体装填吸着储存器的方法，其中吸着储存器包含密闭容器(10)和具有通过容器壁的通路(21)的进料装置，气体可通过所述通路流入容器中，且容器具有至少两个平行的通道型子室(30、31、32、33)，所述子室位于其内部并且各自至少部分地填充有吸附介质(40)，且其通道壁为可冷却的，其中在第一步骤中，气体以一定量供入使得尽可能快地达到储存器中为预定最终压力的至少30％的压力，在第二步骤中，随后以一定方式改变供入的气体的量，使得储存器中的压力过程接近吸附介质(40)的吸附动力学直至在预定时间以后达到储存器中的预定最终压力。

2.根据权利要求1的方法，其中通道型子室(30、31、32、33)的通道壁配置成双壁，且传热介质流过它们。

3.根据权利要求1或2的方法，其中各通道型子室(30、31、32、33)中通道壁的间距为2-8cm。

4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中通道型子室(30、31、32、33)中通道壁的间距相差不大于40％，特别是相差不大于20％。

5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中吸附介质(40)的孔隙率为至少0.2。

6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其中吸附介质(40)作为团粒床存在，且团粒的渗透性与最小团粒直径的比为至少10^-14m²/m。

7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中吸附介质(40)包含沸石、活性碳或金属有机骨架。

8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其中测量至少一个通道型子室(30、31、32、33)中的气流温度并以一定方式与需要时供入吸着储存器中的气体的量匹配，使得不超过通道型子室中的预定最大温度。

9.用于储存气体物质的吸着储存器，其包含密闭容器(10)和包含通过容器壁的通路(21)的进料装置，气体可通过所述通路流入容器中，其中容器具有至少一个分离元件(15、16、17)，所述分离元件位于其内部且配置使得容器的内部分成至少两个平行的通道型子室(30、31、32、33)，所述子室各自至少部分地被填充有吸附介质(40)，且其通道壁为可冷却的，其中以横截面观察，容器的内壁和至少一个分离元件(15、16、17)以及任选多个分离元件的轮廓是基本共形的。

10.根据权利要求9的吸着储存器，其中通道型子室(30、31、32、33)的通道壁配置成双壁以容许传热介质流过它们。

11.根据权利要求9或10的吸着储存器，其中各通道型子室(30、31、32、33)中通道壁的间距为2-8cm。

12.根据权利要求9-11中任一项的吸着储存器，其中容器(10)为圆柱形，且至少一个分离元件(15)与圆柱体的轴基本同轴地排列。

13.根据权利要求12的吸着储存器，其中至少一个分离元件(15)配置成管，使得管的内部形成第一通道型子室(30)，且管的外壁与容器的内壁之间或者任选管的外壁与另一分离元件(16、17)之间的空间形成第二环形通道型子室(31)。