RU2154786C1 - Технологический комплекс кириллова по ожижению воздуха - Google Patents
Технологический комплекс кириллова по ожижению воздуха Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154786C1 RU2154786C1 RU99110183A RU99110183A RU2154786C1 RU 2154786 C1 RU2154786 C1 RU 2154786C1 RU 99110183 A RU99110183 A RU 99110183A RU 99110183 A RU99110183 A RU 99110183A RU 2154786 C1 RU2154786 C1 RU 2154786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- nitrogen
- liquid
- throttle valve
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Воздух сжимают в компрессоре и после очистки от примесей охлаждают в противоточном теплообменнике и расширяют в дроссельном вентиле. Полученный жидкий воздух сливают в емкость. Оставшуюся часть несконденсировавшегося воздуха охлаждают и ожижают за счет теплообмена с жидким азотом, проходящим по змеевику азотного контура, расположенному в емкости. Азотный контур выполнен замкнутым и содержит последовательно расположенные криогенную машину Стирлинга, сосуд Дьюара, насос высокого давления, змеевик, противоточный теплообменник, дроссельный клапан и расширительную емкость. Использование изобретения позволит повысить КПД и коэффициент ожижения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области криогенной техники по сжижению воздуха и криогенных холодильных машин, работающих по обратному циклу Стирлинга.
Известно, что температура кипения жидкого азота составляет 77 К, а температура кипения жидкого воздуха 79 К (Барон Р.Ф. Криогенные системы: Пер. с анг. - 2-е изд. - М: Энергоатомиздат, 1989. - стр. 47). Данное обстоятельство позволяет использовать жидкий азот в технологиях получения жидкого воздуха.
Известны технические решения для газификации сжиженных газов перед их раздачей потребителям с применением насосов высокого давления (Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П.Малкова/. Изд.: "Иностр. литература", М., 1961, стр. 287 - 288).
Известно устройство сосуда Дьюара для жидкого азота с вакуумно-порошковой изоляцией (Соколов E.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. - М.: Энергоиздат, 1981, стр. 202).
Известно, что в области криогенных температур (60 - 160 К) наиболее высокоэффективным циклом является обратный цикл Стирлинга. Эффективность криогенных машин Стирлинга практически в 2 раза выше по сравнению с другими установками, применяемыми для сжижения газов (Усюкин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, стр. 185 - 186).
Известно устройство газовой холодильной машины "Филипса", работающей по обратному циклу Стирлинга, предназначенной для ожижения воздуха (Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П.Малкова. / Изд.: "Иностр. литература", М., 1961, стр. 35).
Однако существующие в настоящее время криогенные машины Стирлинга имеют невысокую производительность.
Известно устройство воздушного ожижителя по циклу Гэмпсона с большой производительностью, включающего в себя линию подачи воздуха, компрессор, очиститель, противоточный теплообменник, дроссельный вентиль, емкость с жидким воздухом, линию подачи несконденсировавшегося воздуха, соединяющую емкость с жидким воздухом и компрессор. (Р.Б. Скотт Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П.Малкова. М.: Изд. иностр. литер., 1962, стр. 19). Однако цикл Гэмпсона имеет невысокий КПД и коэффициент ожижения, в результате чего ожижается только часть воздуха, сжатого компрессором, а оставшаяся часть газообразного воздуха вновь подается в компрессор, что также приводит в снижению эффективности установки в целом.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении КПД системы по ожижению воздуха и увеличение коэффициента ожижения до 100%.
Для достижения этого технического результата технологический комплекс Кириллова по ожижению воздуха, включающий в себя линию подачи воздуха, компрессор, очиститель, противоточный теплообменник, дроссельный вентиль, емкость с жидким воздухом, снабжен замкнутым контуром азота, включающим криогенную машину Стирлинга, с рабочим телом - гелием, конденсирующий змеевик в газообразной части емкости с жидким воздухом, а также, линию газообразного азота с дроссельным клапаном и расширительной емкостью, проходящую через противоточный теплообменник, и линию жидкого азота с сосудом Дьюара и насосом высокого давления, соединяющих криогенную машину Стирлинга с конденсирующим змеевиком, при этом в состав комплекса может быть параллельно включено несколько криогенных машин Стирлинга.
Введение в состав технологического комплекса Кириллова по ожижению воздуха замкнутого контура азота, включающего в себя криогенную машину Стирлинга, конденсирующий змеевик в газообразной части емкости с жидким воздухом, а также, линии газообразного и жидкого азота, соединяющих криогенную машину Стирлинга с конденсирующим змеевиком, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности доожижения оставшейся части газообразного воздуха после его расширения в дроссельном вентиле, при теплообмене с жидким азотом, за счет разницы температур кипения, и повышение общего КПД системы за счет применения высокоэффективной криогенной машины Стирлинга с предварительным дросселированием газообразного азота перед ней.
На чертеже изображен технологический комплекс Кириллова по сжижению воздуха.
В состав технологического комплекса по сжижению воздуха входит линия подачи воздуха 1, компрессор 2, очиститель воздуха 3, противоточный теплообменник 4, дроссельный вентиль 5, емкость с жидким воздухом 6, и замкнутый контур азота, содержащий криогенную машину Стирлинга 7 с конденсатором (на чертеже не показан), конденсирующий змеевик 8, расположенный в емкости с жидким воздухом 6, линию жидкого азота 9 с сосудом Дьюара 10 и насосом высокого давления 11, а также линию газообразного азота 12 с дроссельным клапаном 13 и расширительной емкостью 14. Линии 9 и 12 соединяют криогенную машину Стирлинга 7 и конденсирующий змеевик 8.
Технологический комплекс Кириллова по сжижению воздуха работает следующим образом.
Воздух по линии подачи 1 поступает в компрессор 2, где сжимается до высокого давления и поступает в очиститель 3 для очистки от примесей. Затем предварительно охлаждается в противоточном теплообменнике 4, за счет теплообмена с холодным газообразным азотом, и, проходя через дроссельный вентиль 5, частично конденсируется. Жидкий воздух сливается в емкость 6. Оставшаяся часть несконденсировавшегося холодного воздуха конденсируется за счет теплообмена с жидким азотом, проходящим через змеевик 8. Для регенерации жидкого азота предусмотрен замкнутый контур азота.
Замкнутый контур заполняется азотом с повышенным давлением. При работе комплекса включают криогенную машину Стирлинга 7, в результате этого в ее конденсаторе сжижается азот, создавая разряжение в линии газообразного азота 12. Жидкий азот по линии 9 сливается в сосуд Дьюара 10 и насосом высокого давления 11 подается в конденсирующий змеевик 8, где за счет разницы температур кипения происходит теплообмен между жидким азотом и несконденсировавшимся воздухом. В результате теплообмена пары воздуха конденсируются, а жидкий азот переходит в газообразную фазу с повышенным давлением. По линии 12 газообразный азот поступает в противоточный теплообменник 4, а затем в расширительную емкость 14 через дроссельный клапан 13, где предварительно охлаждается, и поступает для конденсации в конденсатор криогенной машины Стирлинга 7.
Источники информации
1. Барон Р.Ф. Криогенные системы: пер. с анг. - 2-е изд. - М: Энергоатомиздат, 1989. - стр. 47.
1. Барон Р.Ф. Криогенные системы: пер. с анг. - 2-е изд. - М: Энергоатомиздат, 1989. - стр. 47.
2. Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П.Малкова/. Изд.: "Иностр. литература", М., 1961, стр. 287 - 288.
3. Соколов E. Я. , Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд. - М.: Энергоиздат, 1981, стр. 202.
4. Усюкин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1982, стр. 185 - 186.
5. Вопросы глубокого охлаждения. /Сб. статей под ред. проф. М.П.Малкова. /Изд.: "Иностр. литература", М., 1961, стр. 35.
6. Р.Б.Скотт Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П.Малкова. М.: Изд. иностр. литер., 1962, стр. 19 - прототип.
Claims (2)
1. Технологический комплекс по ожижению воздуха, включающий в себя линию подачи воздуха, компрессор, очиститель, противоточный теплообменник, дроссельный вентиль, емкость с жидким воздухом, отличающийся тем, что снабжен замкнутым контуром азота, включающим криогенную машину Стирлинга, с рабочим телом - гелием, конденсирующий змеевик в газообразной части емкости с жидким воздухом, а также линию газообразного азота с дроссельным клапаном и расширительной емкостью, проходящую через противоточный теплообменник, и линию жидкого азота с сосудом Дьюара и насосом высокого давления, соединяющих криогенную машину Стирлинга с конденсирующим змеевиком.
2. Технологический комплекс по ожижению воздуха по п.1, отличающийся тем, что в состав комплекса параллельно включено несколько криогенных машин Стирлинга.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110183A RU2154786C1 (ru) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Технологический комплекс кириллова по ожижению воздуха |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99110183A RU2154786C1 (ru) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Технологический комплекс кириллова по ожижению воздуха |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154786C1 true RU2154786C1 (ru) | 2000-08-20 |
Family
ID=20219850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99110183A RU2154786C1 (ru) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Технологический комплекс кириллова по ожижению воздуха |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154786C1 (ru) |
-
1999
- 1999-05-19 RU RU99110183A patent/RU2154786C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СКОТТ Р.Б. Техника низких температур. - М.: Изд. иностранной литературы, 1962, с.19. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2241181C2 (ru) | Способ ожижения газообразного вещества (варианты) и устройство для его осуществления (варианты) | |
BRPI0921562B1 (pt) | processo e instalação de produção de uma corrente de gás natural liquefeito sub-resfriado a partir de uma corrente de carga de gás natural | |
KR20010067320A (ko) | 단일의 혼합된 냉매 가스 액화 방법 | |
JPH07507864A (ja) | 流体を冷却する,とくに天然ガスを液化する方法及び装置 | |
RU2568697C2 (ru) | Способ сжижения фракции, обогащенной углеводородами | |
US3581510A (en) | Gas liquefaction by refrigeration with parallel expansion of the refrigerant | |
CN104019626B (zh) | 一种混合冷剂二级制冷制备液化天然气的方法及装置 | |
CN102628634B (zh) | 三循环复叠式制冷天然气液化系统及方法 | |
US6170290B1 (en) | Refrigeration process and plant using a thermal cycle of a fluid having a low boiling point | |
CN209279430U (zh) | 一种生产液化天然气的制冷设备 | |
RU2154786C1 (ru) | Технологический комплекс кириллова по ожижению воздуха | |
US3914949A (en) | Method and apparatus for liquefying gases | |
RU2137067C1 (ru) | Установка ожижения природного газа | |
RU2154785C1 (ru) | Криогенная система для ожижения воздуха по циклу кириллова | |
JPH02171579A (ja) | 水素液化方法 | |
RU2151980C1 (ru) | Криогенная система для ожижения воздуха по модифицированному циклу кириллова | |
RU2151981C1 (ru) | Криогенная система для ожижения воздуха по циклу клода-кириллова | |
CN202630581U (zh) | 三循环复叠式制冷天然气液化系统 | |
CA2443184A1 (en) | Dual section refrigeration system | |
JPH06241647A (ja) | 水素液化装置及びスラッシュ水素製造装置 | |
EP1469265A1 (en) | Process for nitrogen liquefaction by recovering the cold derived from liquid methane gasification | |
RU2159908C1 (ru) | Установка с криогенной машиной стирлинга для хранения сжиженных газов | |
RU2154783C1 (ru) | Установка для переконденсации выпара сжиженных газов с гелиевой холодильной машиной | |
RU2154784C1 (ru) | Установка для конденсации паров сжиженных газов на основе гелиевой холодильной машины | |
RU2151978C1 (ru) | Комбинированная стирлинг-система для сжижения газов и их долговременного хранения |