Способ компрессии газов

 

СПОСОБ РЮМПРЕССИИ ГАЗОВ путем образования суспензии из гидратов газа, кристаллов соли и рассола при контакте газа низкого давления с соленой водой , перемещения суспензии в зону плавления , нагрева гидратов и их разложения на пресную воду и газ высокого давления, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, от суспензии перед перемещением ее в зону плавления отделяют кристаллы соли. (Л с ел to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИстИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1052704

3(51) F 04 В 37/12 е с с с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3403916/25-06 (22) 09. 03.82 (46) 07.11.83. Бюл. № 41 (72) Э. А. Бакум (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (53) 621.51 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 802604, кл. F 04 В 37/12, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2955893/06, кл. F 04 В 37/12, 1980. (54) (57) СПОСОБ КОМПРЕССИИ ГАЗОВ путем образования суспензии из гидратов газа, кристаллов соли и рассола при контакте газа низкого давления с соленой водой, перемещения суспензии в зону плавления, нагрева гидратов и их разложения на пресную воду и газ высокого давления, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения экономичности, от суспензии перед перемещением ее в зону плавления отделяют кристаллы соли.

1052704

Изобретение относится к способу компрессии гидратообразующих газов.

Известен способ компрессии газов путем образования гидратов при контакте газа низкого давления с водой, перемещения гидратов в зону плавления, нагрева гидратов и их разложения на воду и газ высокого давления (1).

Недостатком данного способа является то, что он может быть использован для получения лишь одного продукта — сжатого газа.

Известен также способ компрессии газов путем образования суспензии из гидратов газа, кристаллов соли и рассола при контакте газа низкого давления с соленой водой, перемещения суспензии в зону плавления, нагрева гидратов и их разложения на пресную воду и газ высокого давления (2) .

Недостатком известного способа является то, что он используется для получения лишь сжатого газа и опресненной воды без реализации других полезных эффектов фазового перехода.

Цель изобретения — повышение экономичности способа.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу компрессии газов путем образования суспензии из гидратов газа, кристаллов соли и рассола при контакте газа низкого давления с соленой водой, перемегцения суспензии в зону плавления, нагрева гидратов и их разложения на преснуlo воду и газ высокого давления, от суспензии перед перемещением ее в зону плавления отделяют кристаллы соли.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для компрессии газа.

Устройство для компрессии газов содержит кристаллизатор 1, снабженный на входе вентилем 2, а внутри — водоохлаждаемым контуром 3, плавитель 4, составленный из шести секций 5 — 10, оборудованных в нижней части фильтрующими перегородками 11. Плавитель 4 снабжен системой трубопроводов для соединения верхних зон полостей секций, составленной из соединительного коллектора 12 и патрубков с запорными кранами 13 — 18. Кристаллизатор 1 соединен с секциями плавителя 4 трубопроводом 19 для транспортирования гидратной суспензии, уравнительным трубопроводом

20 для газа и сливным трубопроводом 21 для минерализованной воды. Опресненная вода выводится из плавителя по трубопроводу 22.

Верхние зоны полостей секции 5-10 соединены трубопроводами с запорными кранами 23 — 28 с уравнительным трубопроводом 20 и трубопроводами с вентилями 29—

34 — с выходным трубопроводом 35. Полости секций оборудованы водонагревательными контурами 36 — 41 и соединены с трубопроводом 19 при помощи патрубков с за5 !

О

55 порными кранами 42 — 47. Донные части секций соединены со сливным трубопроводом 21 патрубками с запорными кранами 4853.

B трубопроводе 19 установлен насос 54.

Трубопровод 22 соединен с донными частями секций через краны 55 — 60. Устройство имеет теплообменник 61 со встроенными трубопроводами вывода 62 насыщенного рассола и ввода 63 исходного раствора в кристаллизатор, которые находятся в тепловом контакте между собой, а также разделитель 64 гидратов и кристаллов соли, например гидроциклон, и сепаратор солей, например вакуумный фильтр 65, имеющий трубопровод 66 вывода соли и соединенный трубопроводом 67 с разделителем

64 и теплообменником 61.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Через вентиль 2 в KpHcTdJIëèçàòîð 1 подают газ, подлежащий сжатию, который контактирует с минерализованной водой, подаваемой в кристаллизатор 1 по трубопроводам 21 и 63. Полость кристаллизатора 1 охлаждают холодной водой, циркулирующей по контуру 3, вследствие чего при интенсивном перемешивании в ней образуются кристаллы газовых гидратов.

Так как в состав газовых гидратов входит пресная вода, то концентрация минерализованной воды растет вплоть до образования насыщенного рассола. При дальнейшем образовании гидратов из насыщенного рассола начинают выпадать кристаллы соли, которые вместе с гидратами газа и насыщенным рассолом образуют суспензию с твердой фазой. Суспензию выводят из кристаллизатора насосом 54 и подают в разделитель 64, в котором производят разделение вследствие разности плотностей на два потока: первый, представляющий газовые гидраты в смеси с рассолом, второй — кристаллы соли (либо гидратов соли) в смеси с рассолом.

Первый поток подают по трубопроводу

19 при низком давлении B одну пз секций плавителя 4, например в секцию 5, через патрубок с краном 42. В секции 5 происходит частичное осушение суспензии в результате отделения минерализованной воды от кристаллов под действием силы тяжести и ее стока через фильтруюшую перегородку 11, патрубок с краном 48 и трубопровод

21. При заполнении секции 5 закр;-..ты вентиль 29, краны 13, 55 и открыт кран 23, что обеспечивает выравнивание давления в кристаллизаторе 1 и секции 5 через уравнительный трубопровод 20. Одне.временно с заполнением гидратами секции 5 в секции 6 производят плавление гидратов,и сжатый газ выводят через вентиль 30 и трубопровод 35 потребителю. Теплоту, необходимую для разложения гидратов, подводят с горячей водой, циркулирующей по конту1052704

Составитель В. Савушкин

Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Тираж бб5 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Стащишина

3 а к аз 8822/2 7 ру 37. При этом предварительно перекрывают краны 49, 43, 24, 56 и 14. К этому моменту времени плавление гидратов в секции 7 окончено и подача горячей воды в контур 38 прекращена. Вентиль 31 и краны 25, 44, 50 и 57 закрыты. Открыты кран 15 и кран 16 секции 8, которая подготовлена к плавлению гидратов. Часть газа из секции

7 перепускают по коллектору 12 в секцию

8 до тех пор, пока давление в обеих зонах не вырзвняется, после чего закрывают кран

16, и в секцию 8 через контур 39 подают горячую воду, вызывая таким образом плавление гидратов. Образующийся в процессе разложения гидратов газ выводят через вентиль 32. В этот момент открывают кран

17 секции 9, и часть газа из секции 7 перетекает в секцию 9, которая к этому времени полностью заполнена гидратами. Переток газа проводят до тех пор, пока давление в секциях 7 и 9 не выравняется на уровне, несколько более низком, чем в секции 7 после предыдущего перепуска газа в секцию

8. После выравнивания давления в секциях 7 и 9 закрывают кран 17 и открывают кран 18. Происходит повышение давления в секции 10, которая также заполнена гидратами и подготовлена к их плавлению путем нагрева при помощи контура 41. После выравнивания давлений в секциях 7 и

10 кран 18 закрывают. К этому времени заканчива1от заполнение секции 5, закрывают краны 42 и 43, открывают кран 13, производя продувку гидратов в секции 5, в результате которой происходит одновременно выдавливание оставшейся после заполнения секции 5 гидратами минерализованной воды, частичное подплавление поверхности и осушение гидратов. Вследствие подплавления поверхности гидратов образуется вода, которая вместе с продувочным газом смывает пленку рассола с поверхности кристаллов, благодаря чему достигается лучшая очистка гидратов газа, позволяюгцая после плавления последних при нагреве с помощью контура 36 получить газ высокого давления и опресненную воду.

Минерализованная вода вместе с продувочным гахом выводится из плавителя через кран 48 и трубопровод 21 в кристаллизатор I. Затем закрывают кран 48, а после выравнивания давления в секциях 7 и 5

45 закрывают краны 15 и !3, открывают краны 57 и 25 «t опресненная вода из сскци

7 выдавливается по трубопроводу 22 потребителю. После слива всей опресненной воды из секции 7 закрывают кран 57, открывайт краны 44 и 50 и заполняют суспензией секцию 7. K этому времени секция 8 работает в режиме плавления и выдает потребителю сжатый газ через вентиль 32. В секции 6 плавление оканчивается через некоторый промежуток времени. Закрывают вентиль 30 и открывают краны 14 и 17. Происходит выравнивание давления в секциях

6 и 9, после чего кран 17 закрывают, а в контур 40 секции 9 подают горячую воду и B ней начинается плавление гидратов с выдачей газа через вентиль 33. В тот же момент времени открывают кран !8 и выравнивают давление в секциях 6 и !О. Процесс повторяют в аналогичной последовательности. При этом краны 45 — 47 используют для подачи суспензии в соответствующие моменты времени, краны 26 — 28 — для уравнивания давления в кристаллизаторе 1 и секциях плавителя 4 при заполнении секций

8 — 10 и для выдавливания опресненной воды из секций 8 — 10, краны 51 — 53 — для дренирования минерализованной воды при заполнении и выдавливании оставшейся минерализованной воды и воды, образовавшейся в результате подплавления поверхности гидратов в секциях 8 — 10, вентили

32 — 34 — для выдачи из них газа высокого давления и краны 58 — 60 — для вывода опресненной воды из секций 8 — 10.

Второй поток по трубопроводу 67 подают в сепаратор солеи, например в вакуумный фильтр 65, в котором производят отделение кристаллов соли от рассола. Кристаллы соли выводят по трубопроводу 66, а рассол подается в теплообменник 61.

Подпитка кристаллизатора минерализованной водой осуществляется по трубопроводу 63, встроенному в теплообменник 61, в котором происходит охлаждение ее за счет теплообмена с рассолом, сбрасываемым по трубопроводу 62.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить экономичность сжатия газа, так как кроме газа высокого давления. и пресной воды можно получить еще и твердую товарную соль.