Способ сжижения газа

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз, Советских

Социалистических

Респубп гк (и) 624076

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свид-ву(22} Заявлено 30.1072(21) 1843420/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 1509.78. Бюллетень № 34 (45) Дата опубликования описания 26.07.78 (51} М. Кл.

F 25 < 1/00

Г<гсуварствеииый комитет (<гвета Мини< гров (;(:(:P ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.59.2

< 088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П.Гавриков, М.Г.Друй, С.Л.Косматов, N. Б. Фрайман и С.М.Мкловер

Pi) Заявитель

Специальное конструкторское бюро по созданию воздушных и газовых турбохолодильных машин (54) СПОСОБ СЖИЖЕНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к области холодильной техники, к способам сжижения газов °

Известны способы сжижения газа, реализованные в системах Клода, Гейландта, Герша, Капицы, где сжижаемый газ сжимают, охлаждают и дросселнруют с образованием жидкого продукта, отводимого при атмосферном давлении потребителю, и газообразного остатка, который затем подогревают сжижаемым газом и смешивают с циркуляционным газом, а полученным после смешивания обратным потоком циркуляционного газа охлаждают сжижаемый газ (1) .

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ сжижения, включающий сжатие прямого потока газа, ступенчатое охлаждение циркуляцнонным газом, который сжимают и расширяют с получением внешней энергии, и газом обратного потока, и дросселирование до атмосферного давления с получением жидкого продукта н газа обратного потока (2) .

Недостатком известных способов сжижения газа является то, что газообразный остаток нагревают при предварительном теплообмене с сжи жаемым газом и смешивают с циркуляционным газом до сравнительно низкой температуры, получаемой после расширения циркуляционного газа. Холод газообразного остатка используется недостаточно эффективно, что приводит к уменьшению количества жидкости, отводимой потребителю и, следовательно, к увеличению удельных затрат энергии.

Целью изобретения является увеличение количества жидкого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что гаэ обратного потока после охлаждения прямого потока газа смешивают с циркуляционным газом до его расширения, а полученную смесь расширяют до давления ниже атмосферного °

Дополнительное охлаждение газо.образного остатка путем расширения в смеси с циркуляционным газовым потоком приводит к тому, чт< он может предварительно отобрать от сжнжаемого газа больше тепла.

На фиг. 1 представлена схема установки, с помощью которой может быть осуществлен предлагаемый спс— собр на фиг. 2 дано изображение про624076 цессов, происходящих в установке, в

Т- Ь диаграмме.

Установка состоит из компрессора 1, водяного теплообменника 2, теплообменников 3-5, дросселя 6, бачка 7, турбины 8., клапанных коробок 9, регенераторов 10, компрессора 11, водяного теплообменника 12. Позиции

13-27 отмечают точки в которых проводили измерения для изображения процесса в Т-б диаграмме.

Установка работает следующим об." разом. кижаемый гаэ сжимают компрессором

1 до давления выше атмосферного {например, 40-200 атм), охлаждают тепяообменом с окружающей средой, например, водой в водяном теплообменнике

2. Далее в теплообменниках 3 и 4 охлаждают теплообменом с обратньва потоком циркуляционного газа и в теплообменнике 5 с газообразным остатком до температуры Т (процесс

13-16 фиг. 2) и затем расширяют в дросселе 6 до атмосферного давления (процесс 16-17), после чего он поступает в бачок 7. Из бачка полученную жидкость выдают потребителю, а газообразный остаток предварительно нагревают в теплообменнике 5 до температуры Т @ (процесс 17-18), одновременно охлаждая сжижаемый газ, н направляют на вход в турбину 8, где смешивают с циркуляционным газом (процессы 18-19 и 26-19). В результате смешивания этих частей газа температура потока становится равной T„> . После расширения в турбине 8 смеси газообразного остатка и циркуляционного газа (процесс 19-20) получают обратный поток газа с температурой Тд„, более низкой, чем Т и давлением ниже атмосферного. Далее обратный поток циркуляционного газа поступает в теплообменник 4, где его нагревают до температуры Т „ (процесс

20-21) и разделяют на две части. Одна часть поступает в регенератор 10, где нагревается до температуры Т 1 охлаждая прямой поток циркуляционного газа (процесс 21-23), а другая часть газа поступает в теплообменник 3, где ее нагревают до температуры Т (процесс 21-22). Затем эти части обратного потока циркуляционного газа смешивают и снижают в компрессоре 11 (процесс 24-25). После охлаждения в теплообменнике 12 окружающей средой (например, водой) циркуляционный газ отделяют и направляют через клапанную коробку 9 в регенератор 10, где охлаждают теплообменом с обратным потоком циркуляционнога газа до температуры Т (про, цесс 27-26) и далее смешивают перед расширением в турбине с газообразным остатком. Другую часть газа, К) охлажденного в теплообменнике 12, после отделения от него циркуляцианного газа, направляют на вход в компрессор 1 для сжатия, к нему же подмешивают дополнительное количество газа в количестве полученной и отведенной потребителю жидкости.

В процессе работы в теплообменниках 3 и 4 возможна накопление влаги, углекислоты и других легко конденсирующихся примесей. Поэтому в установке могут быть применены па два теплообменника 3 и 4, что позволяет отогревать их и удалять примеси.

Фсрмула изобретения

Способ сжижения газа, включающий сжатие прямого потока газа, ступенчатое охлаждение циркулирующим газом, который сжимают и расширяют с получением внешней энергии, и газом обратного потока, дросселирование до атмосферного давления с получением жидкого продукта и газа обратного па% тока, отличающийся .тем, что, с целью увеличения количества жидкого продукта, гаэ обратного патока после охлаждения прямого потока газа смешивают с циркуляционным газом до его расширения, а полученную смесь расширяют до давления ниже атмосферного.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Архаров A.È. и др. Техника низких температур. М., ™Энергия, 45 1964, с. 146-148.

2. Соколов Е.Я. и др. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М., Энергия, 1968, с. 259.

624076

ЯЫюимкн

Рны рапид гнил кг i

Составитель В.Иво кян

Текред.А.Алатнрев Корректор Д.Мельниченко

Редактор Е.Хорина

Заказ 5164/30 Тираж 666 Подписное

ЦНИИПИ Государствеыныого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений я открытий

113035, Москва, М-35, Рауак:кая иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Уягород, уя. Проектная, 4