Газификатор криогенной жидкости

 

Изобретение относится к технике газификации криогенных жидкостей и может быть использовано в газификационных установках для кислорода,азота, метана и других криопродуктов, в том числе в топливных системах две, использующих сжиженный природный газ. Цель изобретения состоит в повышении точности и надежности стабилизации температуры продукционного потока и упрощении конструкции газификатора. Газификатор содержит емкость, заполненную промежуточным теплоносителем, в которой размещены соединенные между собой секции поверхностного теплообменника для газификации криогенного продукта, расположенные на разной высоте. Патрубок ввода продукта подключен к средней секции, патрубок вывода - к нижней, при этом источник нагрева расположен между средней и верхней секциями . Основной нагрев продукционного потока осуществляется горячей водой, подаваемой по трубопроводу, между средней и верхней секциями. Циркулирующую вода, контактирующая со слоем льда на средней секции, охлаждается до 0...+5°С, опускается на дно емкости и в нижней секции стабилизирует температуру продукционного потока на уровне 3...12°С. 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц11 4 F 17 С 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4245508/23-26 (22) 18.05.87 (46) 15.01.89. Бюл. № 2 (72) Л. Е. Резников, Б. О. Белорусец, Я. С. Зукин и В. Н. Криштал (53) 621.59 (088.8) (56) Гмуманенко Д. Л. Получение кислорода. М.: Химия, 1972, с. 556 — 562. (54) ГАЗИФИКАТОР КРИОГЕННОЙ

ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к технике газификации криогенных жидкостей и может быть использовано в газификационных установках для кислорода, азота, метана и других криопродуктов, в том числе в топливных системах ДВС, использующих сжиженный природный газ. Цель изобретения состоит в повышении точности и надежности стабилизации температуры продукционного потока.Я0„„1451432 А1 и упрощении конструкции газификатора. Газификатор содержит емкость, заполненную промежуточным теплоносителем, в которой размещены соединенные между собой секции поверхностного теплообменника для газификации криогенного продукта, расположенные на разной высоте. Патрубок ввода продукта подключен к средней секции, патрубок вывода — к нижней, при этом источник нагрева расположен между средней и верхней секциями. Основной нагрев продукционного потока осуществляется горячей водой, подаваемой по трубопроводу, между средней и верхней секциями. Циркулирующую вода, контактирующая со слоем льда на средней секции, охлаждается до О...+5 С, опускается на дно емкости и в нижней секции стабилизирует температуру продукционного потока на уровне 3...12 С. 2 ил.

1451432

Формула изобретения

1

Изобретение относится к системам газификации криогенных жидкостей и может быть использовано в газификационных установках.

Цель изобретения — повышение эффективности за счет повышения точности стабилизации температуры продукционного потока на выходе, упрощение конструкции газификатора.

На фиг. 1 изображен газификатор (источником нагрева является ТЭН); на фиг. 2 — то же, источником нагрева является горячая вода.

Газификатор содержит емкость 1, заполненную водой 2, в емкости размещены секции 3, 4 и 5 поверхностного теплообменника, соединенные между собой. Патрубок 6 ввода последовательно соединен со средней секцией 3, верхней секцией 4 и нижней секцией 5.

Патрубок 7 вывода продукта подключен к секции 5.

Между секциями 3 и 4 установлены ТЭНы

8 (фиг. 1) либо линия 9 подачи горячей воды. Линия 10 отвода охлажденной воды соединена с верхней частью емкости !.

Газификатор работает следующим образом.

Газифицируемый криопродукт поступает по патрубку 6 в секцию 3, вокруг нее намораживается слой льда. Горячая вода, образуемая в зоне ТЭНов 8 и подаваемая по линии 9. нагревает криопродукт в секции 4 выше заданного уровня стабилизации температуры, определяемого температурой замерзания воды (О С) .

Слои воды, контактирующие со слоем льда на секции 3, охлаждаются до О...+5 С, опускаются на дно емкости 1 и охлаждают поток газа в секции 5 до +3...12 С. Циркуляция воды в нижней части емкости 1 обеспечивается конвекцией между охлаждающей поверхностью секции 3 и греющей — секции 5, а также и за счет гидравлического взаимодействия с греющими потоками воды.в верхней части емкости, усиливающего циркуляцию воды внизу.

Количество промежуточного теплоносителя (в данном случае воды) и, соответственно, объем емкости 1 подбираются исходя из количества тепла, вносимого источником тепла (ТЭНами 8), и температуры количества криогенного продукта таким образом, чтобы при любых возможных их значениях промежуточный теплоноситель в нижней части емкости осуществовал при работе газификатора в двух фазах — твердой и жидкой. т. е. в состоянии фазового перехода.

2

Недорекуперация в нижней секции 5 определяется соотношением поверхностей секций и расстоянием между ними.

При изменении температуры и количества греющей воды, подаваемой по линии, соответственно увеличивается либо уменьшается температура продукционного потока на выходе из секции 4.

При увеличении температуры газа на входе в секцию 5 усиливается циркуляция воды в нижней части емкости и возрастает интенсивность отвода тепла от секции 5.

Нелинейный характер зависимости отводимого теплового потока от секции 5 обеспечивает стабилизацию температуры продукционного газа на уровне температуры плавления льда.

С учетом аномально высокой плотности воды при +4 С температура продукционного потока устанавливается на уровне 4 С+

+ХТ„, где ЛТ вЂ” недорекуперация на теплом конце секции 5.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает выдачу продукта с постоянной температурой, мало зависящей от режимов газификации.

Кроме того, конструкция газификатора обеспечивает значительное повышение надежности и точности регулирования температуры в сравнении с прототипом за счет исключения быстроизнашиваемых элементов электроавтоматики и использования физических свойств теплоносителя.

Использование предлагаемой конструкции в системах газификации сжиженных газов (метана) транспортных средств обеспечивает безотказность работы при одновременном снижении стоимости системы, а также улучшение условий работы двигателя внутреннего сгорания, в который поступает газифицированный продукт.

Газ и фикатор криогенной жидкости, содержащий емкость для промежуточного теплоносителя, в которой размещены поверхностный теплообменник с патрубками ввода и вывода продукта и источник нагрева, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения точности стабилизации температуры продукта на выходе,. поверхностный теплообменник выполнен в виде размещенных по высоте емкости и соединенных между собой секций, средняя из которых подключена к патрубку ввода продукта, нижняя — к патрубку вывода продукта, при этом источник нагрева расположен между верхней и средней секциями.

1451432

Составитель Г. Ольшанская

Редактор М. Бандура Техред И. Верее Корректор М. Самборская

Заказ 7060/34 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР I10 делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб.. д. 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул.!1роелтная. 4