Способ осушки сжатого газа и установка для его осуществления

 

1. Способ осушки сжатого газа, включающий его охлаждение ниже точки росы с осаждением влаги путем теплообмена с промежуточным теплоносителем, отличающийся тем что, с целью повышения экономичности при неравномерном потреблении осушенного газа, в качестве промежуточного теплоносителя используют газгидратную суспензию, которую накапливают в период минимального расхода осушаемого газа . 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что накопление газгидратной суспензии осуществляют до концентрации по кристаллам до 20-250/0. 3.Установка осушки сжатого газа, содержашая связанные между собой газоохладитель , влагоотделитель и холодильную машину с испарителем, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при неравномерном потреблении осушенного газа, она снабжена установленными между холодильной машиной и газоохладителем кристаллизатором газгидратов и накопите§ лем газгидратной суспензии с фильтроb вальной перегородкой, соединенными последовательно через насос, при этом кристаллизатор расположен в испарителе холодильной машины. 2 СА N

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) З(5И Г 25 1 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3407619/23-26 (22) 16.03.82 (46) 07.10.84. Бюл. № 37 (72) В. В. Клименко, Л. Ф. Смирнов, А. В. Владимирский и В. Т. Говорушенко (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (53) 621.59 (088.8) (56) 1. «Промышленная энергетика», 1975, № 1, с. 16 — 18.

2. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. Т. 2, М., 1961, с. 339. (54) СПОСОБ ОСУШКИ СЖАТОГО ГА3А И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЦЕСТВЛ ЕНИЯ. (57) 1. Способ осушки сжатого газа, включающий его охлаждение ниже точки росы с осаждением влаги путем теплообмена с промежуточным теплоносителем, отличающийся тем что, с целью повышения экономичности при неравномерном потреблении осушенного газа, в качестве промежуточного теплоносителя используют газгидратHую суспензию, которую накапливают в период минимального расхода осушаемого газа.

2. Способ по и. 1, отличающий ся тем, что накопление газгидратной суспензия осуществляют до концентрации по кристаллам до 20 — 25%.

3. Установка осушки сжатого газа, содержащая связанные между собой газоохладитель, влагоотделитель и холодильную машину с испарителем, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности при неравномерном потреблении осушенного газа, она снабжена установленными между холодильной машиной и газоохладителем кристаллизатором газгидратов и накопителем газгидратной суспензии с фильтровальной перегородкой, соединенными последовательно через насос, при этом кристаллизатор расположен в испарителе холодильной машины.

1117434

Изобретение относится к осхшке газов, например воздуха, и может быть применено в различных областях техники.

Известен способ осушки сжатого газа (воздуха), включающий охлаждение сжатого газа ниже точки росы с осаждением влаги путем теплообмена с промежуточным теплоносителем — рассолом (1) .

При неравномерном потреблении воздуха, характерном, например, для судоремонт1Ь ных заводов (в 1 смену — максимальный расход воздуха 100 /о, во II смену в 50 /о, в II I смену — сжатый воздух не потреб. ляется, колебания часового расхода составляют <о 50 /о от среднего расхода за смену), для осу цествления такого способа осушки 1i устанавливается холодильное оборудование завышенной мощности, рассчитан ное на максимальный расход воздуха, что вызывает повышенный расход электроэнергии. Несмотря на то, что применение в качестве промежуточного теплоносителя рассола приводит к уменьшению расхода электроэнергии вследствие аккумулирующей способности рассола, которая уменьшает влияние колебания расхода воздуха на энергозатраты, но в связи с малой аккумулирующей ?.> способностью рассола в целом энергозатраты остаются примерно такими же, как и при осуществлении способа осушения газа без промежуточного теплоносителя (только на циркуляцию рассола затрачивается работа, составляющая около 15 /о общих энергозатрат на осушку).

Известна также установка осушки сжатого газа, содержащая связанные между собой газоохладитель, влагоотделитель и холодильную машину с испарителем для

D ) охлаждения рассола (2j.

Недостатком известного устройства является повышение энергозатрат вследствие неравномерного потребления сжатого газа.

Целью изобретения является повышение !О экономичности при неравномерном потреблении осушенного газа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу осушки сжатого газа, включающему его охлаждение ниже точки росы с осаждением влаги путем теплообмена с промежуточным теплоносителем, в качестве последнего используют газгидратную суспензию, которую накапливают в период минимального расхода осушаемого воздуха, при этом накопление ее осущест- 5i; вляют до концентрации по кристаллам до

20 25 о/о.

Установка осушки сжатого газа, содержащая связанные между собой газоохладитель, влагоотделитель и холодильную машину с испарителем, снабжена установлен55 ными между холодильной машиной и газоохладителем кристалл из атором газ гидратов и накопителем газгидpdTHoH суспензия с фильтровальной перегородкой, соединенными последовательно через насос, при этом кристаллизатор расположен в испарителе холодильной машины.

Способ осуществляется слсдуюгцим образом.

Хладагентом, например фреоном 2 или

22, кипящим при температуре T, = 265-268 К от смеси жидкого фреона 12 (гидратообразователь) и рассола отводится тепло, при температуре около T, = 271 К, вследствиее чего обр азук)тся гидр 3 Tbl, конце HTрация которых в суспензии составляет 5—

8 /о. Движущей силой процесса гидратообразования является разность температурЛТ, между поддерживаемой температрой идратообразования Ti и равновесной температурой гидратообразования для рассола. Газгидратная смесь сжимается, накапливается, от нее филыруется часть рассола и жидкий гидратообразователь, вследствие чего концентрация кристаллов газгидратов в смеси увеличивается до 20 — 25о/о. Выбор такой концентрации объясняется тем, что с одной стороны целесообразно концентрацию газгидратов увеличивать как можно больше, так как при одном и том же объеме суспензии увеличивается ее хладоаккумулирующая способность, но с другой стороны, как показывают экспериментальные исследования, при концентрации до 25 /о суспензии ведут себя как однофазные жидкости, а при большей концентрации возникают сложности при транспорте вследствие расслоения и отложения твердой фазы, а также существенно ухудшается теплообмен в связи с большой вязкостью суспензии.

Обогащенная газгидратная сусг ензия подогревается и плавится с выде.1ен нем жидкого гидратообразователя и рассола, при этом охлаждая и осушая газ. Движущей силой процесса плавления является разность Т между температурой плавления Тз и равновесной температурой гидратообразования Т. Образовавшийся жидкий гидратообразователь и рассол направляются опять на гидратообразование. Для осуществления способа, например, на судоремонтном заводе устанавливается холодильная машина, холодопроизводительность которой достаточна для осушения сжатого газа, расход которого составляет 50о/о максималь ного (II смена). При этом холодильная машина работает непрерывно для выработки газгидратов, причем в l! I смену газгндраты вырабатываются и накапливаются, но не расходуются, так как в 111 смену сжатый газ не потребляется, а в I смену газгидрать: вырабатываются и расходуются вм стс с накопленными газгидратами в Ill смены (!00/о расход осушаемого воздуха), во 11 смену расходуются только вырабатываемые eазгидра1 17434

Составитель Г. Ольшанская

Техред И. Верес Корректор Л. Зпмокосов

Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППГ1 «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Г. Волкова

Заказ 7! 78 23 ты. Таким обраëî÷l, II!)II !!ак<н1л llllll и!драТОВ ОсуllU. 0ТB.1яе гсH <1 ккх хl у;1 !1pо вllll ие \О;10да.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка содержит те илообмен пик 1

«воздух- — воздух», воздухоохладитель плавитель 2 гидратов, влагоотдели тели 3 и 4, холодильную машину 5, испаритель 6 холодильной машины, кристаллизатор 7 газовых гидратов, насос 8, накопитель 9 газгидратной суспензии и фильтровальную перегородку 10.

Работа установки осушения сжатого газа в I u II смену осуществляется в следующей последовательности: неосушенный воздух поступает в теплообменник 1, где осушается встречным потоком осушенного холодного воздуха и через влагоотделитель

3 направляется в воздухоохладитель — плавитель 2 гидратов, где охлаждается плавящимися гидратами и осушается до требуе- мой точки росы, а затем через влагоотделитель 4 и теплообменник 1 поступает к потребителю. Давление плавления газгидратов поддерживается на 50 — 100 кПа больше, чем в кристаллизаторе 7 газовых гидратов, поэтому образовавшиеся при плавлении жидкий агент и рассол поступают в кристаллизатор, имеющий встроенный испаритель

6 холодильной машины 5. В кристаллизаторе 7 смесь агента и рассола охлаждается кипящим агентом и вследствие поддерж ания в кристаллизаторе термодинамических параметров, отличающихся от равновесных, образуег газп1драты. Смесь газгидратов, рассола и непрореагировавшего агента (суспензия) насосом 8 подается в накопитель 9 гидратной суспензии, где отделяется часть рассола и жидкий гидратообразователь фильтровальной г!ерегородкой 10, а обогащенная гидратами суспензия направляется в воздухоохладитель — плави-. ь

2 гидратов.

В 111 смену газовые гидраты только об-!

О разуются и не расходуются, при этом трубопроводы, соединяющие кристаллизатор

7 и накопитель 9 с воздухоохладителем плавителем 2, перекрываются.

Так как часовые расходы воздуха колеблются в сторону уменьшения от максимального сменного расхода, то коэффициент рабочего времени холодильной машины будет меньше единицы, а также уменьшаются энергозатраты на производство холода — в 1,6 раза, уменьшаются энергозатраты на перекачку теплоносителя в 4 раза и уменьшаются капитальные затраты на создание установки, поскольку устанавливается холодильное оборудование производительностью и мощностью в 3 раза меньше, а насос теплоносителя меньшей производительности и мощности в 5 раз.

Кроме того, улучшаются условия работы холодильного оборудования и системы его автоматизации, поскольку неравномерность расхода сжатого газа (воздуха) практически не сказывается на стационарность хара ктер истик установки осушки сжатого газа.