Установка для осушки газа

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Ш4 F25 В 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3859971/23-06 (22) 25.02.85 (46) 23.06.86. Бюл. № 23 (71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В. П. Чкалова и Горьковский ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А. А. Жданова (72) Л. М. Дыскин, Л. А. Васильев и В. И. Миндрин (53) 621.565.3 (088.8) (56) Патент ФРГ № 926729, кл. 17 а, 5, опублик. 1955.

Патент США № 3815375, кл. 62-5, опублик. 1974. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУШКИ

ГАЗА, содержащая теплообменник с полостями высокого и низкого давления, конденсатосборник, сообщенный с полостью высокого давления, и вихревую трубу с камерой энергетического разделения, соединенную

„„SU „„1239477 сопловым вводом с полостью высокого давления, а выходом холодного газа — с полостью низкого давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности осушки путем охлаждения вихревой трубы с помощью рубашки, последняя подсоединена к выходу из полости низкого давления теплообменника, и в ней дополнительно установлена соединенная с конденсатосборником змеевиковая испарительная трубка, снабженная на входе дроссельным устройством.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дроссельное устройство выполнено в виде местного сужения испарительной трубки.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что испарительная трубка имеет тепловой контакт со стенкой камеры энергетического разделения.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что испарительная трубка на выходе снабжена регулировочным вентилем.

1239477

1

Изобретение относится к области осушки газов охлаждением и отделением капельной влаги и может быть использовано для осушки природного газа перед подачей его в трубопроводы, для осушки воздуха, используемого в пневматических механизмах и инструментах, в озонирующих установках и системах защиты теплотехнического оборудования от стояночной коррозии.

Цель изобретения — повышение эффективности осушки путем охлаждения вихре- 10 вой трубы с помощью рубашки.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — узел I I на фиг. 1.

Установка содержит теплообменник 1 с полостями 2 высокого и 3 низкого давления, 15 конденсатосборник 4, сообщенный с полостью 2 высокого давления, и вихревую трубу

5. Последняя имеет камеру 6 энергетическо го разделения, соединенную сопловым вводом 7 с полостью 2 высокого давления, а 20 выходом холодного газа — с полостью 3 низкого давления, и охлаждающую рубашку 8.

Рубашка 8 подсоединена к выходу 9 из полости 3 низкого давления теплообменника и в ней дополнительно установлена соединенная с конденсатосборником 4 змеевиковая ис25 парительная трубка 10, снабженная на входе дроссельным устройством 11, которое может быть выполнено в виде местного сужения трубки 10, которая может иметь тепловой контакт со стенкой 12 камеры 6 энергетического разделения. Трубка 10 на выходе снабжена регулировочным вентилем 13.

Установка содержит также камеру 14, расположенную перед конденсатосборником 4 и ограниченную перегородкой 15.

Для выхода горячего потока вихревая 35 труба имеет вентиль 16, а для вывода холодного потока — патрубок 17. Потребителю газ направляют по линии 18.

Установка для осушки газа работает следующим образом.

Исходный влажный сжатый газ, имеющий давление Ро, температуру Т, и влагосодержание d, поступает в полость 2 теплообменника 1, где его охлаждают холодным газом, выходящим из вихревой трубы 5 в полость 3. Охлаждение сжатого газа вызы- 45 вает конденсацию находящихся в нем водяных паров, в результате чего образуется газожидкостная смесь. При течении в винтовой полости 2 поток смеси закручивается.

Под действием центробежной силы капли конденсата отбрасываются к наружной стенке теплоообменника 1. Выделенный конденсат попадает в камеру 14, откуда стекает в конденсатосборник 4.

Охлажденный до температуры Т, и осушенный до влагосодержания d сжатый газ поднимается к перегородке 15 и поступает через сопловой ввод 7 в вихревую трубу 5, где разделяется на холодный и горячий по2 токи. Холодный поток выходит из вихревой трубы 5 через патрубок 17, а горячий поток — через вентиль 16.

В процессе температурного разделения газа в вихревой трубе 5 стенка 12 камеры 6 и стенка трубки 10 нагреваются до температуры, превышающей 100 С.

При включении установки вентиль 16 открывают настолько, чтобы обеспечить расход холодного потока в пределах 50 — 60О/о всего расхода газа, поступающего через сопловой ввод 7 в вихревую трубу 5, что соответствует режиму максимальной холодопроизводительности неохлаждаемой вихревой трубы. По мере захолаживания установки вентиль 16 постепенно закрывают. Когда в охлаждающую рубашку 8 начинает поступать достаточно холодный газ, вентиль 16 полностью закрывают. На этом режиме весь газ, поступающий в вихревую трубу 5, охлаждают в последней и направляющей в полость 3 теплообменника 1, а затем через охлаждающую рубашку 8 потребителю по линии 18.

Холодный газ, температура которого на входе в рубашку 8,примерно равна температуре Т в камере 14, охлаждает горячую стенку 12 камеры 6 энергетического разделения, что повышает холодопроизводительность вихревой трубы 5.

Под действием давления сжатого газа конденсат поднимается из конденсатосборника 4 через дроссельное устройство 11 в испарительную трубку 10. В результате дросселирования давления конденсата снижается до атмосферного, а температура его кипения — до 100 С.

За счет тепла, выделяемого в камере 6 энергетического разделения и передаваемого через плотно соединенные между собой стенку 12 камеры 6 и стенку трубки 10, конденсат нагревается до температуры кипения, закипает и испаряется, что вызывает дополнительное увеличение холодопроизводительности вихревой трубы.

Пар, образовавшийся в трубке 10 при испарении конденсата, удаляют в атмосферу.

В случае отсутствия дросселирующего устройства 11 на входе в испарительную трубку 10, давление в последней будет равно давлению сжатого газа, что приведет к повышению температуры кипения и может исключить возможность закипания конденсата в трубке 10. Так, для давления 0,7 МПа температура кипения воды равна 165 С, а температура горячего газа в камере 6 составляет около 140 С. При этих условиях закипания конденсата в трубке 10 не происходит.

Наличие дроссельного устройства 11 дает возможность снизить давление в трубке 10 до 0,1 МПа. Соответственно температура кипения уменьшается до 100 С, что приводит к закипанию конденсата в трубке 10, и, следовательно, повышает эффективность охлаждения ви х рево и трубы 5.

1239477

@иг 2

Редактор Н. Тупица

Заказ 3381 37

Составитель Ю. Мартинчик

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 482 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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