Способ и устройство для сжатия и осушения газа



Способ и устройство для сжатия и осушения газа
Способ и устройство для сжатия и осушения газа
Способ и устройство для сжатия и осушения газа
Способ и устройство для сжатия и осушения газа
Способ и устройство для сжатия и осушения газа
Способ и устройство для сжатия и осушения газа

 


Владельцы патента RU 2496557:

АТЛАС КОПКО ЭРПАУЭР, НАМЛОЗЕ ВЕННОТСХАП (BE)

Изобретение относится к способу и устройству для сжатия и осушения газов. Устройство имеет компрессорное устройство, которое содержит с одной стороны последовательно соединенные компрессорные элементы, образующие первую ступень низкого давления и одну или более последующих ступеней высокого давления, соединенные с помощью напорной трубки, и с другой стороны выходную трубку, в которую встроено выходное устройство охлаждения, и сушильное устройство, которое снабжено участком осушения и участком восстановления, при этом участок осушения наполнен осушающим веществом и снабжен входом, соединенным с выходной трубкой компрессорного устройства, и выходом, который также служит в качестве выхода для подачи сжатого и осушенного газа, а участок восстановления приспособлен для поглощения влаги из осушающего вещества с помощью восстанавливающего газа, который направляют через вход и выход и трубку восстановления, которая присоединена к входу. Часть восстанавливающего газа нагревают с помощью теплообменника газ-газ с первичной частью, которая встроена в трубку восстановления, и вторичной частью, расположенной в напорной трубке между ступенями низкого давления и высокого давления, в которую газ подают с напорной стороны компрессорного элемента. Изобретение обеспечивает эффективное сжатие и осушку газа и снижение энергозатрат. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение касается устройства сжатия и осушения газа.

Уровень техники

Такие устройства уже известны, и они состоят из компрессорного устройства с сушильным устройством такого типа, в котором используют осушающее вещество или поглотитель влаги, нужный для осушения соединенного с упомянутым устройством газа, при этом компрессорное устройство с одной стороны содержит два или более компрессорных элементов, входы и выходы которых последовательно соединены друг с другом с целью получения первой ступени низкого давления, и одну или несколько расположенных далее ступеней высокого давления, вход каждой из которых соединен с выходом предыдущего компрессорного элемента с помощью напорной трубки, и с другой стороны содержит выходную трубку, в которую встроено выходное устройство охлаждения, и сушильное устройство снабжено участком осушения и участком восстановления.

Участок осушения наполнен осушающим веществом, предназначенным для осушения газа, направляемого через этот участок, и с этой целью содержит вход, который соединен с упомянутой выше выходной трубкой компрессорного устройства, и содержит выход, который также служит в качестве выхода устройства подачи сжатого и осушенного газа в расположенную после сеть, с которой соединены потребители.

Когда сжатый газ, который надо осушить, течет через осушающее вещество, расположенное в участке осушения, осушающее вещество поглощает влагу из газа посредством абсорбции или адсорбции.

В участке восстановления происходит восстановление осушающего вещества, которое уже было использовано для осушения газа и которое насыщено или частично насыщено влагой, абсорбированной из осушаемого газа.

Осушающее вещество осушают в участке восстановления с помощью восстанавливающего газа, который направляют через упомянутый участок через его вход и выход.

При использовании сушильного устройства типа «теплота от сжатия» (ТОС сушильное устройство) восстанавливающий газ ответвляют непосредственно из упомянутой выше выходной трубки компрессорного устройства в месте, расположенном до выходного устройства охлаждения, например в выходе последнего компрессорного элемента, где ответвленный восстанавливающий газ сравнительно влажный, но благодаря высокой температуре обладает достаточно низкой сравнительной степенью влажности для абсорбции влаги из осушающего вещества, которое нужно восстановить при направлении восстанавливающего газа через участок восстановления.

Недостаток известных устройств состоит в том, что после восстановления осушающее вещество все еще содержит определенное количество влаги, так что это осушающее вещество при использовании на более поздней ступени для осушения сжатого газа может абсорбировать из этого осушаемого газа только сравнительно ограниченное количество влаги, и, следовательно, осушенный газ содержит остаточную влажность при выходе из устройства.

Таким образом, способность осушающего вещества абсорбировать влагу ограничена, так что осушающему веществу из участка осушения скорее понадобится восстановление.

В известных устройствах сжатый газ обычно охлаждают после каждой ступени сжатия в промежуточном или выходном устройстве охлаждения, что делают с целью хорошего функционирования следующей ступени или последующего сушильного устройства, при этом теплоту, таким образом извлеченную из газа, теряют, что также определяет стоимость подаваемого сжатого и осушенного газа.

Используемые промежуточные и выходные охладители также определяют стоимость устройства в целом.

Раскрытие изобретения

Изобретение направлено на улучшение известных устройств сжатия и осушения газа, чтобы предложенное устройство не обладало одним или несколькими из упомянутых выше и/или других недостатков.

С этой целью изобретение касается описанного выше устройства, при этом, по меньшей мере, часть восстанавливающего газа нагревают с помощью теплообменника газ-газ с первичной частью, которая встроена в трубку восстановления, и вторичной частью, в которую газ подают с напорной стороны упомянутого выше компрессорного элемента, при этом вторичная часть упомянутого выше теплообменника газ-газ расположена в напорной трубке, расположенной между упомянутой выше ступенью низкого давления и последующей ступенью высокого давления.

Достоинство такого устройства заключается в том, что благодаря дополнительному нагреву восстанавливающего газа, дополнительно уменьшают парциальное давление воды, присутствующей в восстанавливающем газе, что на практике приводит к тому, что нагретый восстанавливающий газ способен абсорбировать из осушающего вещества больше влаги по сравнению со случаем без дополнительного нагревания, и восстановленное осушающее вещество, в конце концов, будет суше.

Благодаря тому, что восстановленное осушающее вещество, которое используют в участке осушения, суше с самого начала, восстановленное осушающее вещество способно абсорбировать из осушаемого газа больше влаги в фазе осушения, так что подаваемый сжатый газ будет суше при выходе из устройства и, таким образом, это оказывает полезное воздействие на эффективность осушения.

Таким образом, осушающее вещество в участке осушения может восстанавливаться медленнее.

По меньшей мере, часть теплоты, нужной для нагревания восстанавливающего газа, также возвращают из теплоты сжатия компрессорного устройства, при этом используемый для этого теплообменник газ-газ может полностью или частично заменять одно или несколько устройств охлаждения, которые использовались в известных устройствах для охлаждения сжатого газа.

Таким образом, энергия, извлеченная из сжатого газа, может быть полезным образом использована для даже более интенсивного осушения осушающего вещества в участке восстановления, что уменьшает стоимость поставляемого сжатого и осушенного газа, так как теряют меньшее количество энергии.

Таким образом, подаваемый газ будет суше и также может быть изготовлен с более выгодной стоимостью.

Цель состоит в том, чтобы температура восстанавливающего газа при входе в участок восстановления была максимальной, чтобы как можно большее количество теплоты могло быть возвращено из сжатого газа и чтобы был максимальным эффект осушения осушающего вещества в зоне восстановления.

Предпочтительно, чтобы восстанавливающий газ ответвляли из газа, сжатого в устройстве, с помощью упомянутой выше трубки восстановления, в которую встроена первичная часть теплообменника и которая соединяет вход участка восстановления с упомянутой выше выходной трубкой компрессорного устройства или выходом участка осушения.

В соответствии с предпочтительной характеристикой изобретения используют две последовательные фазы восстановления, то есть первая фаза восстановления, для которой восстанавливающий газ подают через первую трубку восстановления, и вторая фаза восстановления, которая предназначена для дополнительного осушения осушающего вещества и восстанавливающий газ для которой подают через вторую трубку восстановления, при этом упомянутый выше теплообменник газ-газ расположен, по меньшей мере, в одной из двух трубок восстановления.

Второе количество восстанавливающего газа, подаваемого через вторую трубку восстановления, предпочтительно имеет меньшую сравнительную влажность по сравнению с первым количеством восстанавливающего газа, подаваемого через первую трубку восстановления, например, благодаря этому второе количество восстанавливающего газа обладает более высокой температурой по сравнению с упомянутым выше первый количеством и/или потому что второе количество газа уже было высушено.

Таким образом, упомянутые выше достоинства изобретения даже дополнительно усиливаются.

Предпочтительно, чтобы установка применялась к устройству с сушильным устройством вращающегося типа, в котором барабан наполнен осушающим веществом, которое благодаря вращению барабана сначала направляют через участок осушения, а затем через первый и возможно второй участок восстановления.

Изобретение также касается способа сжатия и осушения газа с помощью устройства, которое содержит компрессорное устройство и сушильное устройство такого типа, в котором используют осушающее вещество, предназначенное для осушения соединенного с упомянутым устройством газа, при этом компрессорное устройство сжимает газ за две или более последовательные ступени в двух или более компрессорных элементах, составляющих соответственно ступень низкого давления и одну или более последующих ступеней высокого давления, и перемещает сжатый газ через сушильное устройство через выходную трубку, в которую встроено выходное устройство охлаждения, с целью осушения этого сжатого газа, с этой целью упомянутое сушильное устройство снабжено участком осушения, который наполнен осушающим веществом и через которое направляют газ, и снабжено выходом, которое служит выходом для подачи сжатого и осушенного газа, при этом сушильное устройство также содержит участок восстановления, предназначенный для осушения влажного осушающего вещества с помощью восстанавливающего газа, который направляют через упомянутое вещество через вход и выход, упомянутый способ отличается тем, что он состоит из следующего: по меньшей мере, часть восстанавливающего газа нагревают с помощью теплообменника газ-газ, содержащего первичную часть, через которую течет восстанавливающий газ, и вторичную часть, в которую газ подают с напорной стороны упомянутого выше компрессорного элемента, который образует ступень низкого давления.

Краткое описание чертежей

Чтобы лучше показать характеристики изобретения, далее для примера описано несколько не ограничивающих изобретение предпочтительных вариантов осуществления устройства сжатия и осушения газа, в описании будем ссылаться на приложенные чертежи, на которых:

фиг.1 - вид, схематически показывающий устройство, соответствующее изобретению и предназначенное для сжатия и осушения газа;

фиг.2 - 6 - виды, показывающие варианты устройств, соответствующих изобретению.

Осуществление изобретения

Устройство 1 с фиг.1 представляет собой устройства сжатия и осушения газа, оно состоит из компрессорного устройства 2 и сушильного устройства 3 такого типа, в котором для осушения газа используют осушающее вещество, при этом устройство 1 содержит вход 4 для газа, который нужно сжать и осушить, и выход 5, который служит для подачи сжатого и осушенного газа и к которому подсоединена расположенная после сеть пользователей, не показанная на фиг.

В этом случае компрессорное устройство 2 содержит три компрессорных элемента, которые обозначены соответственно 6, 7 и 8 и которые последовательно соединены друг с другом с целью получения первой ступени 6 низкого давления, вход которой соединен с упомянутым выше входом 4, и двух последующих ступеней 7 и 8 высокого давления, вход каждой из которых соединен с выходом предыдущего компрессорного элемента 6 и 7 через напорную трубку 9 и 10 соответственно.

Последний компрессорный элемент 8 высокого давления соединен с входом сушильного устройства 3 через выходную трубку 11.

Каждый компрессорный элемент приводят в действие с помощью двигателя 12, который для компрессорных элементов 7 и 8 является общим двигателем 12, что необязательно. В предпочтительном варианте осуществления изобретения оба двигателя 12 обладают приблизительно одинаковой мощностью, хотя это необязательно для изобретения.

После каждого компрессорного элемента 6, 7 и 8 расположено устройство охлаждения, предназначенное для охлаждения газа, сжатого соответствующим компрессорным элементом, - это соответственно промежуточные устройства 13 и 14 охлаждения и выходное устройство 15 охлаждения.

В примере с фиг.1 эти устройства 13-15 охлаждения являются устройствами охлаждения жидкость-газ, которые содержат первичную часть, через которую направляют охлаждаемые газы и которая встроена в напорные трубки 9, 10 или в выходную трубку 11, и вторичную часть, через которую направляют охлаждающее вещество, такое как вода.

Тем не менее, не исключается ситуация, когда эти устройства охлаждения являются устройствами охлаждения газ-газ, в которых, например, окружающий воздух используют в качестве охлаждающего вещества, которым с помощью вентилятора обдувают устройства охлаждения.

Сушильное устройство 3 является, например, барабанным сушильным устройством, в котором вращающийся барабан вращают известным образом и приводят в движение двигателем 17, и который наполнен осушающим веществом, способным абсорбировать влагу и выделять ее.

Когда барабан 16 вращают, осушающее вещество в барабане 16 попеременно пересылают через участок 18 осушения и через участок 19 восстановления, при этом газ, пришедший из компрессорного устройства 2, направляют через участок 18 осушения с целью осушения этого газа.

С этой целью вход 20 участка 18 осушения соединен с выходной трубкой 11 компрессорного устройства 2 и, более конкретно, с частью выходной трубки 11, расположенной после выходного устройства 15 охлаждения.

Выход 21 участка 18 осушения выступает в качестве упомянутого выше выхода 5 устройства 1, подающего сжатый и осушенный газ.

Когда газ течет через участок 18 осушения, осушающее вещество извлекает из газа влагу путем абсорбции и/или адсорбции.

Скоростью вращения двигателя 17 управляют так, что когда осушающее вещество выходит из участка 19 восстановления, это осушающее вещество является полностью восстановленным.

В участке 19 восстановления осушающее вещество восстанавливают благодаря прохождению через него потока газа, который может абсорбировать влагу из осушающего вещества в этом участке 19 восстановления и который, в случае фиг.1 выходной трубки 11, соединен с входом 23 участка 19 восстановления через трубку 22 восстановления и который в этом примере ответвляют от места 24, расположенного до выходного устройства 15 охлаждения.

Поток QR газа, который ответвляют для восстановления, предпочтительно составляет примерно до 40% от потока Q газа, который поступает во вход 4.

В соответствии с изобретением ответвленный газ QR сначала нагревают в теплообменнике 25 газ-газ, который содержит первичную часть 26, которая встроена в упомянутую выше трубку 22 восстановления, и вторичную часть 27, через которую направляют сжатый газ, который поступил из компрессорного устройства 2, более конкретно из компрессорного элемента 6 низкого давления и с этой целью упомянутый теплообменник 25 газ-газ встроен в напорную трубку 9.

Размеры теплообменника 25 таковы, что температура восстанавливающего газа во входе 23 участка 19 восстановления настолько высока, насколько возможно, чтобы парциальное давление воды, присутствующей в восстанавливающем газе, было меньше парциального давления воды, присутствующей в осушающем веществе в участке 19 восстановления, так что этот восстанавливающий газ может абсорбировать влагу из осушающего вещества, и это все более эффективно, когда упомянутая выше температура во входе 23 высока и, следовательно, парциальное давление воды в восстанавливающем газе мало.

Предпочтительно, чтобы размеры теплообменника 25 были такими, чтобы температура восстанавливающего газа во входе 23 участка 19 восстановления составляла от 130 до 150°С и предпочтительно - около 140°С.

Поток QR восстанавливающего газа, который выходит из участка 19 восстановления через выход 28 участка восстановления, или теряют, или, предпочтительно, после охлаждения в теплообменнике 29, смешанный через устройство 30 выталкивания с потоком QD из компрессорного устройства 2 и вместе с этим потоком QD, направляют через участок 18 осушения.

Работа устройства 1 очень проста и следует из приведенного выше описания.

Газ всасывают через вход 4 и сжимают с помощью возрастающих значений давления в последовательно расположенных ступенях.

После каждой ступени 6, 7 и 8 сжатия газ охлаждают с помощью теплообменников 13, 14 и 15 с целью уменьшения температуры для получения большей эффективности последующей ступени сжатия или для более эффективного осушения газа в участке 18 осушения сушильного устройства 3.

В варианте осуществления изобретения с фиг.1, когда два двигателя 12 обладают приблизительно одинаковой мощностью, сразу после первого компрессорного элемента 6 температура будет гораздо выше по сравнению с температурой в точке 24 ответвления, так что разница температур может, например, являться числом, составляющим порядка 50-75°С.

Эту разницу температур далее используют в соответствии с изобретением для нагревания восстанавливающего газа, ответвленного в точке 24, что нужно для более эффективного восстановления осушающего вещества.

Таким образом, теплоту сжатия от первой ступени 6 низкого давления возвращают с целью полезного нагревания восстанавливающего газа, что отличается от случая известных устройств, в которых эта теплота полностью терялась в охлаждающем веществе, которое текло через промежуточное устройство 13 охлаждения.

Это означает, что, по меньшей мере, часть обычно потерянной теплоты полезно используют с целью оптимизации работы сушильного устройства 3 и можно полностью или частично отказаться от промежуточного устройства 13 охлаждения.

В устройстве 1 мощностью приблизительно 350 кВт и потоке Q газа, составляющем примерно 1000 литров в секунду, может быть использован, например, теплообменник 25 мощностью 25 кВт.

Эта мощность также получает двойной выигрыш, заключающийся в том, что для нагревания восстанавливающего газа не требуется внешнего нагревания, и в том, что возвращенную теплоту не нужно извлекать через промежуточное устройство 13 охлаждения, так что оно также может быть меньше.

Таким образом, при теплообменнике 25 мощностью 25 кВт после первой ступени 6 сжатия будет сохраняться 50 кВт потерь энергии.

На фиг.2 показан альтернативный вариант осуществления изобретения, в котором теплообменник 25 газ-газ разделен на два теплообменника 25' и 25", каждый из которых отдельно встроен в напорные трубки 9, 10 различных компрессорных элементов 6 или 7 и расположен соответственно до промежуточных устройств 13 или 14 охлаждения, так что теплообменники 25' и 25" функционируют в качестве устройств предварительного охлаждения для промежуточных устройств 13 и 14 охлаждения.

Таким образом, первичные части 26' и 26" этих теплообменников 25' и 25" встроены параллельным образом в трубку 22 восстановления.

Возможным достоинством рассматриваемого варианта по сравнению с вариантом осуществления изобретения с фиг.1 является то, что во входе 23 участка 19 восстановления могут быть достигнуты даже более высокие температуры, по меньшей мере, когда выходная температура компрессорных элементов 6 и 7 приблизительно одинакова. В такой конструкции возможно легче реализовать объединение теплообменников 25' и 25" и существующих промежуточных устройств 13 и 14 охлаждения.

На фиг.3 показан вариант устройства 1, которое соответствует изобретению, причем в этом случае совместно используемый двигатель 12 компрессорных элементов 7 и 8 заменен двумя отдельными двигателями, мощность которых, например, равна мощности двигателя 12 первого компрессорного элемента 6, и восстанавливающий газ ответвляют после выходного устройства 15 охлаждения.

В этом случае температуры в выходах компрессорных элементов отличаются от ситуации, показанной на фиг.1, и с учетом этого было выбрано ответвление восстанавливающего газа в точке 24 ответвления, расположенной после выходного устройства 15 охлаждения, и выбрано в рамках изобретения нагревание этого восстанавливающего газа с помощью теплообменника 25 газ-газ, который в этот раз обладает вторичной частью 27, встроенной в напорную трубку 10 между вторым и третьим компрессорными элементами 7 и 8 соответственно, вместо напорной трубки 9, расположенной между первым и вторым компрессорными элементами 6 и 7.

Теплообменник 25 встроен в эту напорную трубку 10 вместе с промежуточным устройством 14 охлаждения и выполняет часть функций этого промежуточного устройства 14 охлаждения, которое, таким образом, может иметь меньшие размеры.

В остальном работа полностью аналогична варианту осуществления изобретения с фиг.1.

Вариант осуществления изобретения, в котором восстанавливающий газ ответвляют после выходного устройства 15 охлаждения, обеспечивает более низкое парциальное давление воды в восстанавливающем газе. Благодаря газу из последнего компрессорного элемента 8, который сначала прошел через выходное устройство 15 охлаждения, часть воды будет отделена посредством конденсации в выходном устройстве 15 охлаждения. Таким образом, газ после выходного устройства 15 охлаждения содержит значительно меньше влаги по сравнению с газом до выходного устройства 15 охлаждения. Это, конечно, благотворно влияет на восстановление.

Таким образом, теплообменник 25 газ-газ может также быть расположено непосредственно после и, следовательно, после последней ступени высокого давления в следующем порядке: компрессорный элемент 8 - теплообменник 25 газ-газ - выходное устройство 15 охлаждения - точка 24 ответвления восстанавливающего газа.

На фиг.4 показан другой вариант устройства 1, которое соответствует изобретению, причем в этом случае в отличие от варианта осуществления изобретения с фиг.1 применены две последовательные фазы восстановления.

Первое восстановление применено на основе первого потока QRa восстанавливающего газа, который ответвляют через первую трубку 22а восстановления от точки 24а ответвления непосредственно после выходного устройства 15 охлаждения из сжатого газа компрессорного устройства 2 и нагревают с помощью первого теплообменника 25а, вторичная часть 27а которого встроена в напорную трубку 9.

Второе восстановление применено на основе второго потока QRb восстанавливающего газа, который ответвляют через вторую трубку 22b восстановления от точки 24b ответвления непосредственно из сухого сжатого воздуха в выходе 5 после сушильного устройства 3 и нагревают с помощью второго теплообменника 25b, вторичная часть 27b которого встроена в ту же самую напорную трубку 9.

Оба теплообменника 25а и 25b встроены параллельно в напорную трубку вместе с промежуточным устройством 13 охлаждения.

Поток QRa равен, например, по порядку величины 40% потока Q газа, втянутого в устройство 1, а поток QRb равен по порядку величины 10% от этого потока Q.

Предпочтительно, чтобы размеры теплообменников были такими и теплообменники были соединены так, чтобы температура восстанавливающего газа в соответствующих входах участков восстановления была настолько высокой, насколько возможно для обеих фаз восстановления.

Во второй фазе восстановления осушающее вещество дополнительно осушают в участке 19 восстановления по сравнению с осушением в первой фазе восстановления. В результате восстановленное осушающее вещество может поглотить из газа больше влаги в участке 18 осушения, что, конечно, полезно.

На фиг.5 показан другой вариант осуществления изобретения, который отличается от вариант с фиг.4 тем, что каждую из двух ступеней 7 и 8 высокого давления приводят в действие отдельным двигателем 12 вместо совместно используемого двигателя 12 и тем, что теплообменники 25а и 25b встроены в напорную трубку 10 между этими двумя компрессорными элементами 7 и 8 высокого давления.

В качестве варианта для фиг.5 не исключается, чтобы каждый из теплообменников 25а и 25b был встроен отдельно в напорные трубки 9, 10 различных компрессорных элементов 6 или 7 и, таким образом, в напорные трубки с различными уровнями давления, при этом, например, теплообменник 25а встроен в напорную трубку 9, а теплообменник 25b - в напорную трубку 10.

На фиг.6 показан вариант устройства 1, соответствующего изобретению, причем в этом случае также применяют две последовательные фазы восстановления, но только восстанавливающий газ QRb для второго восстановления нагревают с помощью сжатых газов компрессорного устройства 2 посредством теплообменника 25b газ-газ, который встроен в выходную трубку 11 компрессорного устройства 2.

Ясно, что в зависимости от ситуации с компрессорным устройством 2 необходимо сделать выбор места, куда можно встраивать теплообменник 25, и места 24, откуда ответвлять восстанавливающий газ, а также выбор доли QR потока и того, что в случае двух фаз восстановления теплообменники 25а и 25b необязательно должны быть встроены в одну и ту же напорную трубку или выходную трубку.

Хотя изобретение описано на основе компрессорного устройства 2 с тремя ступенями сжатия, оно может быть аналогично применено к компрессорному устройству 2 только с двумя компрессорными элементами, которые соответственно образуют ступень низкого давления и ступень высокого давления, или к компрессорному устройству 2 с более чем тремя компрессорными элементами.

В каждом показанном примере восстанавливающий газ ответвляют или из выходной трубки 11, или из выхода 21 участка 18 осушения, но в соответствии с изобретением не исключается, что восстанавливающий газ поступает из отдельного источника восстанавливающего газа и, таким образом, его не ответвляют из устройства 1.

Также сушильное устройство необязательно должно быть устройством вращающегося типа, а может быть сушильным устройством любого типа с участком осушения и участком восстановления.

Настоящее изобретение никаким образом не ограничено вариантами осуществления изобретения, которые описаны в качестве примера и показаны на чертежах, устройство, которое соответствует изобретению и которое предназначено для сжатия и осушения газа, может быть реализовано в любых формах и размерах, не выходя при этом за пределы объема изобретения.

1. Устройство (1) сжатия и осушения газа, которое содержит компрессорное устройство (2) и сушильное устройство (3) такого типа, в котором используют осушающее вещество, предназначенное для осушения соединенного с упомянутым устройством газа, при этом компрессорное устройство (2) с одной стороны содержит два или более компрессорных элементов (6, 7, 8), входы и выходы которых последовательно соединены друг с другом с целью получения первой ступени низкого давления и одной или нескольких расположенных далее ступеней высокого давления, вход каждой из которых соединен с выходом предыдущего компрессорного элемента с помощью напорной трубки (9, 10), и с другой стороны содержит выходную трубку (11), в которую встроено выходное устройство (15) охлаждения, и сушильное устройство (3) снабжено участком (18) осушения и участком (19) восстановления, при этом участок (18) осушения наполнен осушающим веществом, предназначенным для осушения направляемого через него газа, и с этой целью снабжен входом (20), который соединен с упомянутой выходной трубкой (11) компрессорного устройства (2), и выходом (21), который также служит в качестве выхода (5) для подачи сжатого и осушенного газа, и при этом участок (19) восстановления приспособлен для поглощения влаги из осушающего вещества с помощью восстанавливающего газа, который направляют через вход (23) и выход (28) и трубку (22) восстановления, которая присоединена к входу (23), упомянутое устройство отличается тем, что, по меньшей мере, часть восстанавливающего газа нагревают с помощью теплообменника (25) газ-газ с первичной частью (26), которая встроена в трубку (22) восстановления, и вторичной частью (27), в которую газ подают с напорной стороны упомянутого выше компрессорного элемента (6, 7, 8); и тем, что вторичная часть (27) упомянутого выше теплообменника (25) газ-газ расположена в напорной трубке (9, 10), расположенной между упомянутой выше ступенью низкого давления и последующей ступенью высокого давления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть восстанавливающего газа ответвляют из газа, сжатого в устройстве (1), с помощью упомянутой выше трубки (22) восстановления, в которую встроена первичная часть теплообменника (25) и которая соединяет вход (23) участка (19) восстановления с упомянутой выше выходной трубкой (11) компрессорного устройства (2) или выходом (21) участка (18) осушения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что теплообменник (25) размещен до выходного устройства (15) охлаждения.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что восстанавливающий газ ответвляют из упомянутой выше выходной трубки (11) компрессорного устройства (2), и тем, что поток (QR) ответвленного восстанавливающего газа составляет примерно 40% потока (Q) газа, который сжат в компрессорном устройстве (2).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что размеры теплообменника в трубке (22) восстановления таковы, что температура восстанавливающего газа во входе (23) участка (19) восстановления составляет от 130 до 150°С.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что трубку (22) восстановления на выходной трубке (11) ответвляют в точке (24) ответвления, расположенной до или после выходного устройства (15) охлаждения, в зависимости от температур сжатого газа до и после выходного устройства (15) охлаждения.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сушильное устройство (3) содержит две фазы восстановления, то есть первую фазу восстановления, для которой восстанавливающий газ подают через первую трубку (22а) восстановления, и вторую фазу восстановления, которая предназначена для дополнительного осушения осушающего вещества и восстанавливающий газ для которой подают через вторую трубку (22b) восстановления, при этом упомянутый выше теплообменник (25) газ-газ расположен, по меньшей мере, в одной из двух трубок (22а или 22b) восстановления или в обеих трубках (22а и 22b) восстановления.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что, по меньшей мере, упомянутый выше теплообменник (25) газ-газ расположен во второй трубке (22b) восстановления.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что первая трубка (22а) восстановления соединена с упомянутой выше выходной трубкой (11) компрессорного устройства (2) с целью ответвления восстанавливающего газа для первой фазы восстановления.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что упомянутая выше вторая трубка (22b) восстановления соединена с выходом (21) участка (18) осушения сушильного устройства с целью ответвления восстанавливающего газа для второй фазы восстановления.

11. Устройство по п.9 или п.10, отличающееся тем, что для первой фазы восстановления ответвляют приблизительно 40% потока (Q) газа, который сжат компрессорным устройством (2), и тем, что для второй фазы восстановления ответвляют приблизительно 10% потока сжатого газа, который подают с помощью устройства (1).

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сушильное устройство (3) является сушильным устройством вращающегося типа с барабаном (16), который наполнен осушающим веществом, которое благодаря вращению барабана (16) попеременно направляют через участок (18) осушения, а затем через первый и возможно также второй участок (19) восстановления.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в напорной трубке (9, 10) или выходной трубке (11), в которую встроен теплообменник (25), также предусмотрено промежуточное устройство (13, 14) охлаждения или выходное устройство (15) охлаждения, и тем, что теплообменник (25) газ-газ расположен до промежуточного устройства (13, 14) охлаждения или выходного устройства (15) охлаждения.

14. Устройство по п.9 или п.10, отличающееся тем, что, если присутствует две фазы восстановления и для каждой фазы восстановления существует отдельный теплообменник (25а, 25b) газ-газ, то каждый из обоих теплообменников (25а и 25b) отдельно встроен в напорные трубки (9, 10) разных компрессорных элементов (6, 7).

15. Устройство по п.9 или п.10, отличающееся тем, что, если присутствует две фазы восстановления и для каждой фазы восстановления существует отдельный теплообменник (25а, 25b) газ-газ, то оба теплообменника (25а и 25b) расположены в одной и той же напорной трубке (9, 10) между двумя последовательными компрессорными элементами.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что оба теплообменника (25а и 25b) параллельно соединены в упомянутой выше напорной трубке (9, 10).

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выход (28) участка (19) восстановления соединен через устройство (29) охлаждения с входом (20) участка (18) осушения.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что выход (28) участка (19) восстановления соединен через устройство (30) выталкивания с входом (20) участка (18) осушения.

19. Способ сжатия и осушения газа с помощью устройства (1), которое содержит компрессорное устройство (2) и сушильное устройство (3) такого типа, в котором используют осушающее вещество, предназначенное для осушения соединенного с упомянутым устройством газа, при этом компрессорное устройство (2) сжимает газ за две или более последовательные ступени в двух или более компрессорных элементах (6, 7, 8), составляющих соответственно ступень низкого давления и одну или более последующих ступеней высокого давления, и перемещает сжатый газ через сушильное устройство (3) через выходную трубку (11), в которую встроено выходное устройство (15) охлаждения, с целью осушения этого сжатого газа, с этой целью упомянутое сушильное устройство (3) снабжено участком (18) осушения, который наполнен осушающим веществом и через которое направляют газ, и снабжено выходом (21), которое служит выходом (5) для подачи сжатого и осушенного газа, при этом сушильное устройство также содержит участок (19) восстановления, предназначенный для осушения влажного осушающего вещества с помощью восстанавливающего газа, который направляют через упомянутое вещество через вход (23) и выход (28), упомянутый способ отличается тем, что он состоит из следующего: по меньшей мере, часть восстанавливающего газа нагревают с помощью теплообменника (25) газ-газ, содержащего первичную часть (26), через которую течет восстанавливающий газ, и вторичную часть (27), в которую газ подают с напорной стороны упомянутого выше компрессорного элемента (6), который образует ступень низкого давления.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к криогенной технике и технологии, а именно к способам и устройствам осушки, очистки и сжижения природного газа, отбираемого из магистрального газопровода, и других низкомолекулярных газов, получаемых на нефтехимическом производстве газоразделения, а также при хранении и выдаче товарных сжиженных и газообразных газов на газораспределительных станциях.

Изобретение может быть использовано при подготовке газа к переработке с целью предотвращения кристаллогидратов. Блок регенерации метанола содержит последовательно установленные емкость для насыщенного водой метанола, теплообменник, противонакипное устройство, ректификационную колонну, сборник регенерированного метанола, испаритель, выполненный в виде тепловой трубы, в которой расположены греющие трубы и опускная труба испарителя, и установленный с возможностью подачи в ректификационную колонну газообразной среды, и топочная камера.

Предложен патрон для осушителя воздуха, имеющий входное отверстие, соединяемое с источником сжатого воздуха, выходное отверстие, соединяемое с резервуаром, и влагопоглотитель, расположенный между входным и выходным отверстиями, предназначенный для удаления влаги из воздуха, проходящего через патрон для осушителя воздуха.

Изобретение относится к пневматическим системам управления экскаваторами и кранами, работающими в условиях отрицательных температур. .

Изобретение относится к осушке сжатого газа с помощью осушителя с сосудами высокого давления. .

Изобретение относится к области очистки газа от примесей, преимущественно от различного рода жидких сред, и может быть использовано для подготовки газа в газовой, газодобывающей, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к осушителю воздуха, предназначенному для маслорасширительных баков, используемых в электрооборудовании. .

Изобретение относится к области химии. .
Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспорту, а именно к осушке и очистке природных газов. .

Изобретение относится к процессам выделения метанола из воды и может быть использовано при подготовке природного газа к переработке с целью предотвращения кристаллогидратов. Способ регенерации метанола включает подачу насыщенного водой раствора метанола через теплообменник и противонакипное устройство в среднюю часть ректификационной колонны и подачу в нижнюю часть ректификационной колонны из испарителя газообразной среды для разделения смеси метанола и воды с последующим сбором регенерированного метанола. При этом используют объединение испарителя и ректификационной колонны в один вертикальный агрегат и в качестве испарителя используют тепловую трубу, в которой расположена греющая труба. Изобретение обеспечивает уменьшение размеров оборудования и уменьшение соляных отложений на поверхности труб. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа. Способ и устройство для осушки и очистки природных газов включает смешение с рециркулируемым газом регенерации, сепарацию от капельной жидкости и механических примесей, двухступенчатую адсорбцию паров тяжелых углеводородов и воды на синтетическом углеродном адсорбенте и адсорбенте композитного типа, соответственно, при одновременном косвенном охлаждении адсорбентов хладоагентом до температуры адсорбции, но не выше 50°С и не ниже температуры замерзания воды или температуры гидратообразования, регенерацию адсорбентов при пониженном давлении путем косвенного нагрева адсорбентов теплоносителем до температуры регенерации 80-150°С, и отдува десорбирующихся паров очищенным газом, подаваемым в количестве от 0,1% до 2,0% к расходу очищаемого газа, рециркуляцию газа регенерации с помощью жидкостно-кольцевого насоса с использованием конденсата водяного пара в качестве рабочей жидкости, а регенерированные адсорбенты охлаждают путем косвенного охлаждения хладоагентом до температуры адсорбции. Технический результат заключается в повышении выхода товарного газа, уменьшении энергоемкости процесса, упрощении устройства, уменьшении кол-во выбросов вредных веществ. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к ведению процесса осушки газа с использованием автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) установок комплексной подготовки газа (УКПГ) газоконденсатных месторождений Крайнего Севера (газодобывающих комплексов). Осуществляют контроль средствами АСУ ТП расхода газа по каждой i-й технологической нитке газодобывающего комплекса, его сравнение с предельно допустимыми значениями и автоматическое поддержание расхода с соблюдением условия . Оценивают гидравлические сопротивления абсорберов каждой технологической линии подготовки газа, и те абсорберы, которые только что прошли ревизию, и их работоспособность восстановлена в полном объеме, эксплуатируют в режиме максимальной производительности, а те абсорберы, которые находятся в эксплуатации достаточно длительное время, эксплуатируют в щадящем режиме, для чего АСУ ТП определяет значение поправки на производительность каждого абсорбера AQ; с учетом параметров, которые невозможно и/или нецелесообразно измерять, и использует эту поправку для задания и поддержания производительности i-го абсорбера на уровне, вычисляемом по формуле Qрезул. i=Qi-ΔQi, где Qi - расчетное значение необходимой производительности i-й технологической нитки, при этом АСУ ТП следит за выполнением условия, чтобы общая производительность газодобывающего комплекса была равна заданной центральной диспетчерской службой для газодобывающего комплекса. Способ обеспечивает заданную степень осушки газа при минимальных энергетических и материальных затратах и соблюдении всех ограничений на технологические параметры процесса с помощью АСУ ТП и ведет к снижению численности персонала, занятого в обслуживании газодобывающего комплекса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Осушаемый газ (I) смешивают с газом регенерации (II) и подают в сепаратор газа (1) для отделения капельной влаги и механических примесей. Отсепарированный газ (IV) подают в адсорбер 2 с радиальным вводом осушаемого газа и композитным адсорбентом (4), расположенным между теплообменными элементами спирально-радиального типа. В качестве хладагента используют атмосферный воздух (V). После проскока влаги в адсорбере 2 для осушки газа подключают адсорбер 3, а в адсорбере 2 осуществляют регенерацию адсорбента. Для регенерации адсорбента во внутреннее пространство теплообменных элементов с помощью газодувки 7 подают воздух (VIII), нагретый в каталитическом нагревателе 5 воздуха. После прогрева подают часть осушенного газа (IX) в количестве от 5 до 10 объемов адсорбера. После этого подачу продувочного газа прекращают, а во внутреннее пространство теплообменных элементов для охлаждения адсорбента с помощью газодувки 7 подают атмосферный воздух. Предложенное изобретение позволяет снизить материалоемкость, пожаровзрывобезопасность и энергоемкость процесса осушки газа и уменьшить количество выбросов вредных веществ и парниковых газов в атмосферу. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройству и способу холодной осушки газов. Устройство для холодной осушки газа содержит теплообменник, первая часть которого представляет собой испаритель контура охлаждения, а вторая часть предназначена для охлаждения газа и конденсации паров воды из этого газа, и контур охлаждения, заполненный хладагентом и содержащий компрессор, конденсатор, первое средство расширения, байпасный трубопровод, на котором установлено второе средство расширения и регулирующий клапан, который регулируют с помощью блока управления в зависимости от сигналов, поступающих от измерительных элементов. Один измерительный элемент 15 предназначен для измерения самой низкой температуры или точки росы газа во второй части теплообменника, а дополнительный измерительный элемент 16 предназначен для измерения температуры хладагента в испарителе. Блок управления обеспечен алгоритмом, который определяет, работает ли устройство при нулевой нагрузке или при полной нагрузке, на основе сигнала от дополнительного измерительного элемента 16, и в случае нулевой нагрузки блок управления осуществляет регулирование клапана только на основе сигнала от дополнительного измерительного элемента, а в случае полной нагрузки осуществляет регулирование клапана только на основе сигнала от измерительного элемента 15. Изобретение обеспечивает эффективную осушку газа. 2 н. и 15 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике, предназначенной для осаждения и удаления влаги из сжатых газов. Резервуар для осаждения и удаления влаги представляет собой корпус, к обечайке которого прикреплены сваркой ряд вертикальных гофрированных оцинкованных пластин с наклонными перегородками и который имеет дренажную трубу. Наклонные перегородки установлены по высоте пластин и образуют каналы для отвода жидкости, имеющие треугольную форму. Перегородки выполнены изогнутыми в средней части. Корпус также снабжен перемычкой, установленной под нижней перегородкой и соединяющей соседние пластины. В гофрированных пластинах выполнены прорези, снабженные лепестками, отогнутыми в противоположные стороны. При этом корпус покрыт сплошным слоем термостойкой теплопроводной пасты с чередующимися по его длине участками различной толщины - ребрами. Изобретение обеспечивает эффективное охлаждение, осаждение и удаление влаги из сжатых газов за счет улучшения теплообмена с окружающей средой. 1 ил.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для осушки газа, в частности сжатого. Устройство содержит аппарат осушки, корпус которого у первого в осевом направлении торца ротора разделен на по меньшей мере три секции для пропускания трех газовых потоков: основного, регенерационного и потока охлаждения. Первая секция (6) образует выход для основного потока, вторая секция (7) образует вход для потока охлаждения, а третья секция (8) образует вход для регенерационного потока. У второго в осевом направлении торца ротора корпус содержит по меньшей мере две секции: первую (9), которая образует вход для основного потока, и вторую (10), которая образует выход для потока охлаждения и регенерационного потока. Вторая секция (7) состоит из двух частей, соединенных между собой. Первая часть (7А) образует вход для охлаждающего потока, вторая часть (7В) образует дополнительный выход для охлаждающего потока. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области теплотехники. Устройство для компримирования и осушки газа содержит многоступенчатый компрессор со ступенью низкого давления, ступенью высокого давления и нагнетательным патрубком и адсорбционный осушитель с зоной осушения и зоной регенерации, причем между ступенью низкого давления и ступенью высокого давления помещен промежуточный холодильник, и при этом устройство дополнительно снабжено теплообменником, имеющим главную камеру с входной частью и выходной частью для первой первичной текучей среды, а концы трубок теплообменника соединены с отдельной входной камерой и выходной камерой для каждого трубного пучка; и при этом первый трубный пучок образует охлаждающий контур промежуточного холодильника, служащий для разогрева газа из ступени высокого давления для регенерации адсорбционного осушителя. Технический результат - упрощение конструкции и монтажа, снижение себестоимости устройства. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение предназначено для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано на объектах газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности. Газожидкостный сепаратор содержит корпус с патрубком входа газожидкостной смеси, патрубки выхода газа и выхода жидкости. Напротив патрубка входа газожидкостной смеси установлен распределитель. В верхней части сепаратора установлено полотно, центральная часть которого выполнена в форме перевернутого усеченного конуса. В нижней части полотна установлен, по крайней мере, один центробежный элемент и, по крайней мере, одна дренажная трубка. Снизу полотна установлен короб, охватывающий его центральную часть. Боковая часть короба выполнена из воронкообразных элементов, повторяющих форму центральной части полотна и установленных с зазором относительно друг друга. Дренажная трубка расположена в коробе, а днище короба снабжено, по крайней мере, одной сливной трубой с гидрозатвором, установленным в нижней части сепаратора. Техническим результатом является повышение эффективности разделения газа и жидкости. 1 ил.

Способ относится к очистке природного газа с помощью одного или большего числа адсорберов и к регенерации адсорберов. Способ включает прохождение сырья, содержащего природный газ, через первый адсорбер для получения продукта, содержащего очищенный природный газ; регенерацию второго адсорбера на стадии нагревания, и регенерацию второго адсорбера на стадии охлаждения. Стадия нагревания включает отделение части сырья, содержащегося в газе регенерации, подачу газа регенерации в осушитель для удаления воды, затем нагревание газа регенерации, и подачу газа регенерации во второй адсорбер для регенерации второго адсорбера. Стадия охлаждения включает подачу в начале стадии охлаждения, по меньшей мере, части текучей среды, находящейся во втором адсорбере, в осушитель для десорбирования воды из молекулярного сита в осушителе, и затем охлаждение второго адсорбера. Технический результат - минимизация потерь продукта или сырья, включающего природный газ, используемого в качестве газа регенерации. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх