Способ газификации криогенной жидкости

 

Сущность изобретения: резервуар 1 через патрубок 5 заполняют криогенной жидкостью (КЖ) 6, например жидким азотом. Теплоноситель (ТН), например воду, подают из магистрали 12 в головку 8 и коллектор 14. Посредством сопел 9 ТН дробится на капли, которые внедряются в толщу КЖ 6. а из форсунок 15 ТН разбрызгивается па поверхность КЖ 6. Отдавая тепло, капли ТН замерзают и скапливаются в бункере 2 в виде осадка 16, который периодически выгружается через патрубок 3 и задвижку 4. Образующийся продукционный газ выдается потребителю через патрубок 7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 17 С 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) f «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРКТСНИЯ г .

19!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4904802/26 (22) 22.01.91 (46) 30,05.93, Бюл. hh 20 (71) Восточное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института горноспасательного дела (72) В.А.Лапин и А.Е.Чуприков (56) Патент США hk 3762893, кл. F 17 С 7/02, опублик. 1973. (54) СПОСОБ .ГАЗИФИКАЦИИ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ (57) Сущность изобретения: резервуар 1 через патрубок 5 заполняют криогенной жид, Ы» 1818501 А1 костью (КЖ) 6, например жидким азотом.

Теплоноситель(ТН), например воду, подают из магистрали 12 в головку 8 и коллектор 14.

Посредством сопел 9 ТН дробится на капли, которые внедряются в толщу КЖ 6. а из форсунок 15 ТН разбрызгивается на поверхность КЖ 6. Отдавая тепло, капли ТН замерзают и скапливаются в бункере 2 в виде осадка 16, который периодически выгружается через патрубок 3 и задвижку 4. Образующийся продукционный газ выдается потребителю через пэтрубок 7. 1 ил.

1818501

35

Изобретение относится к технике испарения сжиженных газов и может быть использовано для газификации жидкого азота при борьбе с подземными пожарами.

Целью изобретения является интенсификация паропроизводительности за счет повышения удельного съема тепловой энергии.

На чертеже показана условная схема возможного варианта устройства для реализации способа, продольный разрез.

Схема устройства может содержать резервуар 1 с бункером 2, выгрузным патрубком 3 с задвижкой 4, патрубком 5 для подачи криогенной жидкости 6 и патрубком 7 для выдачи продукционного газа. В нижней части резервуара 1 размещена головка 8 с соплами 9 и теплоизолированным трубным каналом 10, который через запорный вентиль 11 подключен к водопроводной магистрали 12. Сюда же через вентиль 13 подключен и коллектор 14 с форсунками 15 для разбрызгивания теплоносителя.

Способ реализуется следующим образом.

Перед началом работы через патрубок 5 в резервуар 1 подают криогенную жидкость

6, например жидкий азот, и заполняют его таким образом, чтобы головка 8.оказалась полностью погруженной в криогенную жидкость 6, а коллектор 14 с форсунками 15 располагался над ее зеркалом. Затем открывают запорные вентили 11 и 13 и подают теплоноситель, например воду, из магистрали 12 в головку 8 и коллектор 14. При этом в головке 8 вода посредством сопел 9 дробится на отдельные капли, которые внедряются непосредственно в толщу криогенной жидкости 6, а из коллектора 14 вода при помощи форсунок 15 разбрызгивается на поверхность зеркала жидкого азота. В том и другом случаях образующиеся капли теплоносителя s процессе непосредственного контакта с криогенной жидкостью 6 отдают ей избыток своей тепловой энергии и замерзают. При этом образующиеся твердые частицы теплоносителя вследствие большего удельного веса опускаются в бункер 2 и продолжают дальше отдавать свое тепло, пока их температура не сравняется с температурой криогенной жидкости 6, Скапливающийся в бункере 2 твердый осадок 16 периодически выгружают наружу через патрубок 3 и задвижку 4. Выгрузка происходит самотеком за счет избыточного давления, образующегося в резервуаре 1 продукционного газа. Криогенная жидкость 6 в результате прямого теплового контакта с каплями теплоносителя интенсивно испаряется, При этом образующийся продукционный гаэ через патрубок 7 выдается потребителю, а убыль испарившейся криогенной жидкости

6 периодически пополняют через патрубок

5, который подключается к емкости (не показан) для ее хранения.

Экспериментальная проверка осуществлялась с использованием сосуда Дьюара типа СДС-20-2 вместимостью 22 л, который заполнялся жидким азотом. Впрыскивание воды в массу жидкого азота производилось через специальный шланг с вакуумно-порошковой изоляцией и разбрызгивателем на конце, Шланг вводился через горловину сосуда.

Предложенное техническое решение позволяет добиться максимально возможного использования внутренней энергии теплоносителя и сократить его расход. При этом повышается степень парообразования и увеличивается выход продукционного газа с единицы объемной массы теплоносителя, что очень важно в условиях горных выработок при тушении пожаров в труднодоступных местах. в которых существуют ограниченные возможности в водообеспечении.

Формула изобретения

Способ газификации криогенной жидкости, включающий передачу тепла от теплоносителя на испарение криогенной жидкости путем их прямого теплового контакта, который осуществляют с переходом жидкой фазы теплоносителя в твердое агрегатное состояние, а криогенной жидкости— в газообразное, при этом теплоноситель имеет больший удельный вес, чем удельный вес криогенной жидкости, и его подают в толщу криогенной жидкости, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации паропроизводительности за счет повышения удельного съема тепловой энергии, подачу теплоносителя осуществляют путем разбрызгивания в виде капель и дополнительно распыляют его в виде тонкодисперсных капель на поверхность зеркала криогенной жидкости.