Способ транспортировки глубоко осушенных и очищенных газов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМХ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.,cBHg1, — Bó— (22) Заявлено 07;08, 80 (21) 2973211/25-08 (51) M. Кл.з с присоединением заявки №вЂ”

F 17 D 1/02

Гееударствеллыа квмлтвт

СССР (23) Приоритет— (53) УДК 621.643 (088.8 ) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13 ав делам нзввретений в атврытий

Дата опубликования описания 17.04.82 (72) Авторы изобретения

И. И. Скоблин и А. А. Жданов

Производственно-техническое предприятие «ЮВЭ (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГЛУБОКО ОСУШЕННЫХ

И ОЧИЩЕННЫХ ГАЗОВ

1

Изобретение относится к способам транспортировки глубоко осушенных и очищенных газов, например особо чистого водорода, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, радиоэлектронной промышленности, где необходима доставка к потребителю высокочистого и тлубоко осушенного газа независимо от длины трубопровода.

Известен способ транспортировки газов или жидкостей, согласно которому по двойному коаксиальному трубопроводу транспортируется газ с низкой или высокой температурами, один зазор между трубопроводами вакуумирован, а второй заполнен защитным газом с температурой кипения ниже температуры транспортируемого газа (1).

Недостатком известного способа является сложность его осуществления из-за необходимости постоянного контроля за состоянием предохраняющих основной трубопровод оболочек (вакуумной и криогенной).

Кроме того, недостатками являются применение особого инертного газа, требующего специального получения, а также необходимость его подбора в зависимости от транспортируемой среды таким образом, чтобы тем2 пература кипения была ниже температуры кипения транспортируемой среды.

Наиболее близким к предлагаемому является способ транспортировки жидкости или газа, имеющего высокую равномерную

5 скорость по коаксиальному овальному трубопроводу, где по межтрубному пространству противотоком транспортируется среда с

- увеличивающейся по ходу потока скоростью (2).

Однако способ не позволяет транспортировать глубоко осушенные и очищенные газы, так как обеспечивает лишь сохранение постоянного коэффициента теплопередачи между средой, транспортируемой по внутреннему трубопроводу, и средой, движущейся

15 противотоком по межтрубному пространст-ву. Доставка к потребителю высокочистого и глубоко осушенного, газа путем простого заполнения межтрубного пространства инертным газом или жидкостью практически него возможна

Это обусловлено тем, что при транспортировке, например, особо чистого водорода даже по трубопроводу из нержавеющей стали возникает явление «натекания» из внешней среды различных газовых примесей через не918652

Формула изобретения

4s

so

И лотности (течи) и толщу конструкционного

° атериала путем диффузии.

=>то происходит несмотря на то, что дав. ение в трубопроводе может. составлять деятки атмосфер. Все зависит от разности г, рциальных давлений компонентов газовой сред,, транспортируемых по трубопроводу и находящихся снаружи него. Даже при создании вакуумной йромежуточной оболочки заI рязняющие примеси из полости, где находитс;I газ с избыточным давлением, диффундируют в вакуумную полость, а оттуда в тру-. бопровод, транспортирующий высокочистый и глубоко осушенный газ. Кроме того, трубопроводы должны изготавливаться из дорогостоящих нержавеющих сталей, что экономически невыгодно.

Цель изобретения — обеспечение доставки потребителю высокочистого и глубоко осушенного технологического газа при значительной протяженности трассы.

Эта цель достигается тем, что согласно способу транспортировки по коаксиальному трубопроводу высокочистого и глубоко осушенного газа с подачей среды противотоком

II() межтрубному пространству, технологический газ подают по внутреннему трубопроводу потребителю с максимально возможной скоростью для этого газа, но не менее 10 м/с, а в качестве среды, подаваемой противотоком, используют отработанный газ, который перед подачей в межтрубное пространство предварительно комлримируют, осушают и очищают.

При этом отработанный газ перемещают со скоростью, равной или большей скорости технологического газа.

На чертеже изображена блок-схема для осуществления способа.

Ьлок-схема включает вакуумно-водородную печь 1, вход которой соединен трубопроводом 2 технологического газа с блоком 3 . тонкой очистки и осушки технологического газа, а выход — со снабженным газодувкой 4 (или компрессором) трубопроводом 5 отработанного газа, соединенным, в свою очередь, с блоком 6 предварительной очиетки-осушки отработанного газа.

Трубопровод 2 технологического газа выполнен из коаксиальных труб — внутренней

7 и внешней 8.

Межтрубное пространство технологического трубопровода 2 соединено перед печью 1 с трубопроводом 9 оборотного газа, а после блока 3 — байпасной линией 10 с трубопроводом 11 подачи газа к блоку 3.

Технологический газ, подвергающийся тонкой очистке и глубокой осушке подается по трубопроводу 11 в блок 3 тонкой очисткиосушки и оттуда по трубопроводу 2 к вакуумно-водородной лечи 1, откуда газодувкой

4 (или компрессором), имеющей регулятор давления, отработанный газ подается в блок

6 (адсорбентный фильтр). После предварительной очистки и осушки отработанный газ

so

2О

25 зо

3S

4Ю по трубопроводу 9 подается в межтрубное пространство коаксиального трубопровода 2, противотоком технологическому газу, и поступает вновь на блок тонкой очистки-осушки.

Пример. Полученный из диссоциированного аммиака в диффузионном блоке с фильтрами из палладиевого сплава особо чистый водород чистотой 99,9999 об. о/p и точкой росы минус 70 C с давлением 1,2 атм по трубопроводу из углеродистой стали подают в муфельную проходную печь американской фирмы «Древер».

Расход водорода составляет 125 нмз/ч при скорости 10,8 м/с. Отработанный газ после печи компримируют и через блок предварительной очистки-осушки, заполненный цеолитами с давлением 1,22 ати, подают в межтрубное пространство противотоком технологическому газу со скоростью 12,5 м/с, откуда он снова подается в блоке тонкой очистки в смеси с исходным сырьевым газом.

Точка росы технологического газа перед печью составляет минус 68 С и измеряется влагомерами типа КИВГДВ и Г-2. Содержание примесей в водороде измеряется хроматографом типа ТП1120 и составляет, о/p..

СО 0,001; СО 0,001; Н О 0,0015.

Таким образом чистота водорода поддерживается на уровне 99,996 об. /о. Оборотный газ, выходящий из печи, имеет точку росы минус 20 С, а количество примесей в нем составляет, /p. СО 0,08; СО 0,15; Н О О,1.

После блока очистки цеолитами точка росы оборотного газа равняется минус 40 С, а содержание примесей составляет, о/p.. СО

0,03; СОз 0,003; Н О 0,012.

Использование способа позволит подавать высокочистый и глубоко осушенный водород потребителю по трубопроводу из обычной углеродистой стали на расстояние 1,5 км без существенного изменения его состава и влагосодержания — факторов, имеющих решающее значение в технологии при обжиге дорогостоящих особотонкостенных нержавеющих труб.

1. Способ транспортировки глубоко осушенных и очищенных газов по коаксиальному трубопроводу с подачей среды противотоком по межтрубному пространству, отличающийся тем, что, с целью обеспечения доставки потребителю высокочистого и глубоко осушенного газа при значительной протяженности трассы, технологический газ подают по внутреннему трубопроводу с максимально возможной скоростью для этого газа, но не менее 10 м/с, а по межтрубному пространству в качестве защитной среды подают отработанный газ, который предварительно компримируют, осушают и очищают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанный газ перемещают со скоростью, 918652

Составитель А. Старикова

Редактор А. Шишкина Техред А. Бойкас Корректор Г. Orap

Заказ 2100/18 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 равно" ной или большей скорости технологического газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2084967, кл. F 16 L 59/00, опублик. 1971.

2. Патент США № 3263933, кл. 239 — 552, опублик. 966 (прототип).