Установка по сжижению природного газа для индивидуального заправочного пункта
Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых машин, работающих по обратному циклу Стирлинга, и может быть использовано при создании индивидуальных или гаражных пунктов получения сжиженного природного газа для автомобильного транспорта. Установка по сжижению природного газа для индивидуального заправочного пункта включает источник природного газа, линию подачи газообразного природного газа от источника газа с расположенными на ней регулирующим вентилем, устройством, понижающим давление газа, и емкостью природного газа низкого давления, а также криогенную машину Стирлинга и линию слива сжиженного газа. Линия слива соединяет конденсатор криогенной машины Стирлинга с емкостью для хранения сжиженного газа. Вымораживатель примесей природного газа соединен с конденсатором криогенной машины линией чистого, сухого природного газа. Перемычка с обратным клапаном соединяет через вымораживатель газовую полость емкости для хранения сжиженного природного газа с конденсатором криогенной машины. Линия слива сжиженного газа проходит через вымораживатель. Использование изобретения позволит уменьшить массогабаритные характеристики установки, снизить стоимость капитальных затрат при создании установки и обеспечить возможность применения установки для сжижения газа как высокого, так и низкого давления. 1 ил.
Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых машин, работающих по обратному циклу Стерлинга, и может быть использовано при создании индивидуальных или гаражных пунктов получения сжиженного природного газа для автомобильного транспорта.
Известны технические решения по созданию гаражных (индивидуальных) газозаправочных станций, предназначенных для размещения непосредственно на автопредприятиях и заправки транспорта природным газом (Вязенкин Г.Н., Подловченко Г.И., Бабаян А.С., Левин А.А. Гаражный тип газозаправочных станций. //Газовая промышленность, 1999, №10, стр.52). Однако данные технические решения предназначены только для получения сжатого (компримированного) природного газа.
Известна установка для сжижения магистрального природного газа с применением криогенной холодильной машины Стирлинга, включающая в себя участок магистрального газопровода, линию подачи природного газа из магистрального газопровода, с расположенными на ней регулирующим клапаном, расширительной турбиной, расширительной емкостью и соединяющей магистральный газопровод с криогенной машиной Стирлинга, а также линией слива сжиженного газа с сосудом Дъюара, насосом высокого давления и обратным клапаном, соединяющей криогенную машину Стирлинга с теплоизолированной емкостью для хранения сжиженного газа (Патент РФ №2150056, F 25 J 1/00. Бюл.№15 от 27.05.2000). Однако данная установка предназначена для сжижения магистрального природного газа высокого давления.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении массогабаритных характеристик установки, снижении стоимости капитальных затрат при создании установки и возможности применения установки для сжижения газа как высокого, так и низкого давления.
Для достижения данного технического результата установка по сжижению природного газа для индивидуального заправочного пункта, включающая в себя источник природного газа, линию подачи газообразного природного газа от источника газа, с расположенными на ней регулирующим вентилем, устройством, понижающим давление газа, емкостью природного газа низкого давления, а также криогенную машину Стирлинга, линию слива сжиженного газа, соединяющую конденсатор криогенной машины с емкостью для хранения сжиженного газа, снабжена вымораживателем примесей природного газа, линией чистого, сухого природного газа, соединяющей вымораживатель с конденсатором криогенной машины, и перемычкой с обратным клапаном, соединяющей газовую полость емкости для хранения сжиженного природного газа с конденсатором криогенной машины, через вымораживатель, при этом линия слива сжиженного газа проходит через вымораживатель.
Введение в состав установки по сжижению природного газа вымораживателя, линии чистого, сухого газа и перемычки с обратным клапаном, соединяющей, через вымораживатель, газовую полость емкости для хранения сжиженного природного газа с конденсатором криогенной машины, позволяет получить новое свойство, заключающееся в поддержании равного давления в газовой полости емкости для хранения сжиженного газа и в конденсаторе криогенной машины Стирлинга, обеспечивающее слив сжиженного газа самотеком из конденсатора криогенной машины непосредственно в емкость для его хранения, а также очистку продукционного газа от примесей и возможность долговременного хранения сжиженного газа.
На чертеже изображена установка по сжижению природного газа для индивидуального заправочного пункта.
В состав установки входят источник природного газа 1 (например, продукционный газопровод низкого давления, емкость с газом и т.д.), линия подачи газообразного природного газа 2 от источника 1, вымораживатель Н2О, СО2 и других примесей (например, каплей масла) 3, линия чистого, сухого природного газа 4, криогенная машина Стирлинга 5, линия слива сжиженного природного газа 6 и емкость для хранения сжиженного газа 7. Линия подачи природного газа 2 включает в себя регулирующий вентиль 8, редуктор 9, емкость газа низкого давления 10 и соединяет вымораживатель 3 с источником природного газа 1. Линия чистого, сухого газа 4 соединяет вымораживатель 3 с конденсатором 11. Линия слива сжиженного газа 6 проходит через вымораживатель 3 и соединяет конденсатор 11 криогенной машины Стирлинга 5 с емкостью для хранения сжиженного газа 7. Газовая часть емкости 7 соединена с конденсатором 11 путем подсоединения перемычки 12 с обратным клапаном 13 к вымораживателю 3. Во внутренней полости вымораживателя 3 расположены перфорированные пластины 14, прикрепленные к линии слива сжиженного природного газа 6.
Установка по сжижению природного газа для индивидуального заправочного пункта работает следующим образом.
Природный газ из продукционного газопровода (источник природного газа) 1, через регулирующий вентиль 8, по линии подачи газообразного газа 2 подается в редуктор 9, где редуцируется с понижением давления в емкость газа низкого давления 10. Из емкости 10 газ "засасывается" по линии сухого газа 4 в конденсатор 11 криогенной машины 5, предварительно проходя через вымораживатель 3, где на перфорированных пластинах 14 вымораживаются примеси природного газа (Н2О, СО2, капли масла). В конденсаторе 11 криогенной машины 5 газ сжижается и самотеком по линии слива 6 сливается в емкость для хранения сжиженного газа 7, при этом пластины 14, прикрепленные в вымораживателе 3 к линии слива 6, охлаждаются до низкой температуры. Для поддержания равного давления в газовой полости емкости для хранения сжиженного газа 7 и в конденсаторе 11, что позволяет обеспечивать слив сжиженного газа из конденсатора 11 в емкость 7 самотеком, предусмотрена перемычка 12 с обратным клапаном 13, соединяющая газовую полость емкости 7 с вымораживателем 3. При повышении давления насыщенных паров газа в газовой полости емкости 7 выше, чем давления в расширительной емкости 10, насыщенный пар по перемычке 12 через обратный клапан 13 поступает во внутреннюю полость вымораживателя 3, где смешивается с продукционным газом, и "засасывается" в конденсатор 11 для сжижения.
В режиме хранения регулирующий вентиль 8 закрывается, а переконденсация выпара сжиженного газа, образовавшегося за счет теплопритоков извне к емкости 7, осуществляется путем его "засасывания" по перемычке 12 с обратным клапаном 13 из газовой полости емкости 7, через вымораживатель 3, в конденсатор 11 с последующим сжижением и сливом в емкость 7 по линии 6.
Источники информации
1. Вязенкин Г.Н., Подловченко Г.И,, Бабаян А.С., Левин А.А. Гаражный тип газозаправочных станций. //Газовая промышленность, 1999, №10, стр.52.
2. Патент РФ №2150056, F 25 J 1/00. Бюл.№15 от 27.05.2000, - прототип.
Установка по сжижению природного газа для индивидуального заправочного пункта, включающая в себя источник природного газа, линию подачи газообразного природного газа от источника газа с расположенными на ней регулирующим вентилем, устройством, понижающим давление газа, и емкостью природного газа низкого давления, а также криогенную машину Стирлинга и линию слива сжиженного газа, соединяющую конденсатор криогенной машины Стирлинга с емкостью для хранения сжиженного газа, отличающаяся тем, что снабжена вымораживателем примесей природного газа, линией чистого, сухого природного газа, соединяющей вымораживатель с конденсатором криогенной машины, и перемычкой с обратным клапаном, соединяющей через вымораживатель газовую полость емкости для хранения сжиженного природного газа с конденсатором криогенной машины, при этом линия слива сжиженного газа проходит через вымораживатель.
