RU2236285C1 - Method of drying gas and device for realization of this method - Google Patents

Method of drying gas and device for realization of this method Download PDF

Info

Publication number
RU2236285C1
RU2236285C1 RU2003122391/15A RU2003122391A RU2236285C1 RU 2236285 C1 RU2236285 C1 RU 2236285C1 RU 2003122391/15 A RU2003122391/15 A RU 2003122391/15A RU 2003122391 A RU2003122391 A RU 2003122391A RU 2236285 C1 RU2236285 C1 RU 2236285C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
regenerator
compressor
turboexpander
consumer
Prior art date
Application number
RU2003122391/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003122391A (en
Inventor
Н.Ф. Рагулин (RU)
Н.Ф. Рагулин
А.Н. Рагулин (RU)
А.Н. Рагулин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е.Жуковского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е.Жуковского" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е.Жуковского"
Priority to RU2003122391/15A priority Critical patent/RU2236285C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2236285C1 publication Critical patent/RU2236285C1/en
Publication of RU2003122391A publication Critical patent/RU2003122391A/en

Links

Landscapes

  • Drying Of Gases (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: devices for drying gas.
SUBSTANCE: proposed method includes compression of gas to be dried in compressor, cooling in first regenerator and expansion in turbo-expander; part of dried gas after turbo-expander (40-50%) is directed to consumer and remaining part (50-60%) after passage through second regenerator is first subjected to separation and then is directed to consumer. Device proposed for realization of this method has motor, compressor, turbo-expander and two regenerators operating in turn; regenerators are provided with two valve chests each; pipe cut into closed loop "turbo-expander-second valve chest" is used for taking dried gas and separator is mounted at outlet of gas after first valve chest.
EFFECT: reduction of power requirements.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области осушки газа и может быть использовано, например, для осушки воздуха в аэродинамических трубах.The invention relates to the field of gas drying and can be used, for example, for drying air in wind tunnels.

Широкое распространение имеет осушка газа с помощью поглотителей, например альмогель, силикагель (Поуп А., Гойн К. Аэродинамические трубы больших скоростей. - М.: Мир, 1968, с. 93). Недостатками данного способа и устройств для его осуществления являются: громоздкость, так как требуется большое количество поглотителя, который поглощает 2-3% воды от собственной массы, необходимость реактивации поглотителя, высокое энергопотребление.Drying of gas with the help of absorbers, for example almogel, silica gel, is widely spread (Pope A., Goin K. High-speed wind tunnels. - M .: Mir, 1968, p. 93). The disadvantages of this method and devices for its implementation are: cumbersome, since it requires a large amount of absorber, which absorbs 2-3% of the water from its own mass, the need for reactivation of the absorber, high energy consumption.

Известен способ осушки газа путем повышения давления в компрессоре и последующего охлаждения в теплообменнике (Поуп А., Гойн К. Аэродинамические трубы больших скоростей. - М.: Мир, 1968, с.95). Недостатком этого способа является высокое энергопотребление.A known method of drying gas by increasing the pressure in the compressor and subsequent cooling in the heat exchanger (Pope A., Goyn K. High-speed wind tunnels. - M .: Mir, 1968, p. 95). The disadvantage of this method is the high power consumption.

Известен принятый за прототип способ осушки газа путем конденсации и замораживания воды, находящейся в газе, реализуемый в цикле турбохолодильной машины (ТХМ) (Холодильные машины, под редакцией проф. Сакуна И.А., Л.: Машиностроение, 1985, с. 364). Атмосферный воздух подают в компрессор, где его сжимают, а затем в первый регенератор, где его охлаждают. При охлаждении влага из воздуха выпадает в виде жидкости, а затем при t<0°С - в виде кристаллов льда, которые оседают на поверхности регенератора. Затем воздух расширяют в турбодетандере, в результате чего он, совершая внешнюю полезную работу, охлаждается и направляют его в теплообменный аппарат, в котором он нагревается, отводя теплоту от охлаждаемого источника. После теплообменника воздух подают во второй регенератор, где его нагревают при низком давлении (при этом влагосодержание воздуха возрастает). Затем поток воздуха с влагой выбрасывают в атмосферу, при этом второй регенератор полностью осушается.Known adopted for the prototype method of drying gas by condensing and freezing water in the gas, implemented in the cycle of a turbo-refrigeration machine (TXM) (Refrigeration machines, edited by prof. Sakuna I.A., L .: Engineering, 1985, p. 364) . Atmospheric air is supplied to the compressor, where it is compressed, and then to the first regenerator, where it is cooled. When cooling, moisture from the air falls out in the form of a liquid, and then at t <0 ° C - in the form of ice crystals that settle on the surface of the regenerator. Then the air is expanded in a turboexpander, as a result of which, performing external useful work, it is cooled and directed to a heat exchanger in which it is heated, removing heat from the cooled source. After the heat exchanger, air is supplied to the second regenerator, where it is heated at low pressure (while the moisture content of the air increases). Then the air flow with moisture is released into the atmosphere, while the second regenerator is completely drained.

Недостатком является неглубокая степень осушки воздуха, невозможность использования осушенного газа внешним потребителем.The disadvantage is the shallow degree of air drying, the inability to use dried gas by an external consumer.

Известно устройство, принятое за прототип, реализующее вышеуказанный способ осушки газа и состоящее из двигателя, компрессора, турбодетандера, двух клапанных коробок, двух регенераторов и теплообменника (Холодильные машины, под редакцией проф. Сакуна И.А. Л.: Машиностроение, 1985, с. 364). Атмосферный воздух подают в компрессор, затем через первую клапанную коробку в первый регенератор. Далее через вторую клапанную коробку направляют в турбодетандер. После турбодетандера охлажденный воздух поступает в теплообменник и, пройдя через вторую клапанную коробку, попадает во второй регенератор. Нагретый и влажный воздух проходит через первую клапанную коробку и выбрасывается в атмосферу.A known device adopted for the prototype that implements the above method of drying gas and consisting of an engine, a compressor, a turboexpander, two valve boxes, two regenerators and a heat exchanger (Refrigerators, edited by Prof. Sakuna I.A. L .: Engineering, 1985, p. . 364). Atmospheric air is supplied to the compressor, then through the first valve box to the first regenerator. Then, through the second valve box, they are sent to a turboexpander. After the turboexpander, the cooled air enters the heat exchanger and, passing through the second valve box, enters the second regenerator. Heated and moist air passes through the first valve box and is released into the atmosphere.

Недостатком данного устройства является невозможность использования осушенного газа внешним потребителем и неглубокая степень осушки газа.The disadvantage of this device is the inability to use dried gas by an external consumer and the shallow degree of gas dehydration.

Задачей изобретения является получение сухого газа для внешнего потребления, глубокая степень осушки газа.The objective of the invention is to obtain dry gas for external consumption, a deep degree of gas drying.

Техническим результатом является снижение энергетических затрат на получение осушенного газа.The technical result is to reduce energy costs for obtaining dried gas.

Задача и указанный технический результат достигаются тем, что в способе осушки газа, при котором осушаемый газ сжимают в компрессоре, охлаждают в первом регенераторе, расширяют в турбодетандере особенность заключается в том, что часть осушенного газа - 40-50%, после прохождения через турбодетандер, направляют потребителю, а оставшуюся часть - 50-60%, после прохождения второго регенератора, сначала сепарируют, а затем направляют потребителю.The objective and the specified technical result are achieved by the fact that in the method of drying the gas, in which the drained gas is compressed in the compressor, cooled in the first regenerator, expanded in the turboexpander, the feature is that part of the dried gas is 40-50%, after passing through the turboexpander, sent to the consumer, and the rest - 50-60%, after passing the second regenerator, first separated, and then sent to the consumer.

Задача и указанный технический результат достигаются также тем, что в устройстве для осушки газа, состоящем из двигателя, компрессора, турбодетандера, двух попеременно работающих регенераторов с двумя клапанными коробками, особенность заключается в том, что для отбора осушенного газа в замкнутый контур “турбодетандер-вторая клапанная коробка” врезана труба, а на выходе газа после первой клапанной коробки установлен сепаратор.The objective and the indicated technical result are also achieved by the fact that in the device for drying gas, consisting of an engine, a compressor, a turboexpander, two alternately working regenerators with two valve boxes, the peculiarity is that for the selection of the dried gas into a closed loop, the “turbine expander is second valve box ”a pipe is cut in, and a separator is installed at the gas outlet after the first valve box.

На чертеже представлена схема устройства, с помощью которого происходит осушка газа.The drawing shows a diagram of a device with which gas is dried.

Устройство (см. чертеж) состоит из двигателя 1, компрессора 2, турбодетандера 5; двух регенераторов 4 и 4’, двух клапанных коробок 3 и 3’, труб 6, 7, 10, 11 и сепаратора 9. Двигатель 1, компрессор 2, турбодетандер 5 установлены на одном валу. На трубах 6, 10 и 11 установлены регулировочные задвижки.The device (see drawing) consists of an engine 1, a compressor 2, a turboexpander 5; two regenerators 4 and 4 ’, two valve boxes 3 and 3’, pipes 6, 7, 10, 11 and separator 9. Engine 1, compressor 2, turboexpander 5 are installed on one shaft. On the pipes 6, 10 and 11 installed control valves.

Атмосферный воздух по трубе поступает в турбохолодильную машину (ТХМ), в которой происходит его охлаждение, осушка и увлажнение. Часть осушенного воздуха, приблизительно 40-50%, по трубе 6 направляют потребителю 8. Остальную часть осушенного воздуха - 50-60%, используют для удаления воды и льда из ТХМ, при этом влажный воздух на выходе из ТХМ направляют в сепаратор 9. Воздух после сепаратора 9 по трубе 10 поступает потребителю 8, а воду и лед выбрасывают в водосточную систему.Atmospheric air passes through a pipe into a turbo-refrigerating machine (TXM), in which it is cooled, dried, and moistened. Part of the drained air, approximately 40-50%, is sent to consumer 8 through a pipe 6. The remaining part of the drained air is 50-60%, used to remove water and ice from the TXM, while the moist air at the outlet of the TXM is sent to the separator 9. Air after the separator 9 through the pipe 10 enters the consumer 8, and water and ice are thrown into the drainage system.

Устройство работает следующим образом. Двигатель 1 приводит в действие компрессор 2. Влажный газ засасывают компрессором 2 и через первую клапанную коробку 3 подают в первый регенератор 4, где происходит охлаждение газа, при этом водяной пар, содержащийся в газе, конденсируется и частично замораживается. Кристаллы льда оседают на поверхности регенератора 4. Осушенный газ через вторую клапанную коробку 3’ направляют в турбодетандер 5, где происходит его дополнительное охлаждение. Часть осушенного газа - 40-50%, по трубе 6, врезанной в замкнутый контур (“турбодетандер - вторая клапанная коробка”) 7, подают потребителю 8, а остальной газ - 50-60%, через вторую клапанную коробку 3’ направляют во второй регенератор 4’, где происходит вымывание ранее накопившегося льда и воды и охлаждение насадки регенератора 4’.The device operates as follows. The engine 1 drives the compressor 2. The wet gas is sucked in by the compressor 2 and fed through the first valve box 3 to the first regenerator 4, where the gas is cooled, while the water vapor contained in the gas condenses and partially freezes. Ice crystals are deposited on the surface of the regenerator 4. The dried gas through the second valve box 3 ’is sent to the turbine expander 5, where it is additionally cooled. Part of the dried gas is 40-50%, through a pipe 6 cut into a closed loop (“turboexpander is the second valve box”) 7, is supplied to the consumer 8, and the remaining gas is 50-60%, through the second valve box 3 'sent to the second regenerator 4 ', where the previously accumulated ice and water are washed out and the nozzle of the regenerator 4' is cooled.

Регенераторы 4 и 4’ работают попеременно. Первый (4) - с предварительно охлажденной насадкой на осушке газа, поступающего из компрессора, при этом в нем накапливаются вода и лед, а второй (4’) - на вымывании из него воды и льда и охлаждении насадки. Регенераторы автоматически переключаются через 1-2 мин.Regenerators 4 and 4 ’work alternately. The first (4) - with a pre-cooled nozzle to dry the gas coming from the compressor, while water and ice accumulate in it, and the second (4 ’) - to wash water and ice out of it and cool the nozzle. Regenerators automatically switch after 1-2 minutes.

Смесь влажного газа, воды и льда, пройдя первую клапанную коробку 3, поступает в сепаратор 9. Осушенный газ по трубе 10 направляется к потребителю 8, а вода и лед выбрасываются по трубе 11 в водосточную систему.A mixture of wet gas, water and ice, passing the first valve box 3, enters the separator 9. The dried gas through the pipe 10 is sent to the consumer 8, and water and ice are discharged through the pipe 11 into the drainage system.

Глубокая осушка достигается путем охлаждения газа и сепарации образующейся воды и льда в сепараторе 9.Deep drying is achieved by cooling the gas and separating the resulting water and ice in the separator 9.

Расчетные исследования показывают, что применение предлагаемого изобретения позволит уменьшить энергопотребление более чем на 20% по сравнению с осушкой газа методом поглощения.Computational studies show that the application of the invention will reduce energy consumption by more than 20% compared with the drying of gas by the absorption method.

Claims (2)

1. Способ осушки газа, при котором осушаемый газ сжимают в компрессоре, охлаждают в первом регенераторе, расширяют в турбодетандере, отличающийся тем, что часть осушенного газа - 40÷50%, после прохождения через турбодетандер, направляют потребителю, а оставшуюся часть - 50÷60%, после прохождения второго регенератора, сначала сепарируют, а затем направляют потребителю.1. A method of drying gas, in which the drained gas is compressed in a compressor, cooled in the first regenerator, expanded in a turboexpander, characterized in that a portion of the dried gas is 40 ÷ 50%, after passing through a turboexpander, is sent to the consumer, and the remainder is 50 ÷ 60%, after passing the second regenerator, is first separated, and then sent to the consumer. 2. Устройство для осушки газа, состоящее из двигателя, компрессора, турбодетандера, двух попеременно работающих регенераторов с двумя клапанными коробками, отличающееся тем, что для отбора осушенного газа в замкнутый контур “турбодетандер - вторая клапанная коробка” врезана труба, а на выходе газа после первой клапанной коробки установлен сепаратор.2. A device for drying gas, consisting of an engine, a compressor, a turboexpander, two alternately working regenerators with two valve boxes, characterized in that a pipe is cut in for the drainage gas to be taken into a closed loop “turboexpander — the second valve box”, and after the gas outlet the first valve box mounted separator.
RU2003122391/15A 2003-07-23 2003-07-23 Method of drying gas and device for realization of this method RU2236285C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003122391/15A RU2236285C1 (en) 2003-07-23 2003-07-23 Method of drying gas and device for realization of this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003122391/15A RU2236285C1 (en) 2003-07-23 2003-07-23 Method of drying gas and device for realization of this method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2236285C1 true RU2236285C1 (en) 2004-09-20
RU2003122391A RU2003122391A (en) 2005-02-20

Family

ID=33434066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003122391/15A RU2236285C1 (en) 2003-07-23 2003-07-23 Method of drying gas and device for realization of this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2236285C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Холодильные машины. /Под. ред. И.А.Сакуна. - Л.: Машиностроение, 1985, с.364. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003122391A (en) 2005-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6094835A (en) Heat pump dryer with desciccant enhanced moisture removal
RU2496557C1 (en) Method and device for gas drying and compression
RU2557945C2 (en) Method for liquefaction of furnace gas from combustion plants
WO2018045697A1 (en) High-efficient fresh air dehumidifier based on heat pump heat recovery and dual-evaporation temperature
CN107560019A (en) Dehumidifier
US8006503B2 (en) Energy recovery system and method for a refrigerated dehumidification process
CN104214873B (en) A kind of heat pump based on condensation heat classified utilization drives solution dehumidification device and method
CA2263036A1 (en) Gas turbine combined cycle
KR20020091068A (en) Cold air refrigerating system and turboexpander turbine for this system
US6457315B1 (en) Hybrid refrigeration cycle for combustion turbine inlet air cooling
CN206771794U (en) Ultralow temperature Two-stage Compression monoblock type energy tower heat pump Screw chiller
CN105509359B (en) A kind of phase transformation wave rotor auto-cascading refrigeration system and its method of work
CN201685183U (en) Low-temperature cold air generating device used in grinding process of metal
RU2236285C1 (en) Method of drying gas and device for realization of this method
CN201371022Y (en) High-efficiency compact energy-saving refrigerated type dryer
CN102764569A (en) Energy storage type refrigeration type dryer
CN112619185A (en) Low-temperature evaporation device utilizing Carnot cycle principle
EP1225401A4 (en) Refrigerating device
CN209910289U (en) Energy-saving heat pump aquatic products drying device
RU2285214C1 (en) Drying plant
CN112197517B (en) Multi-level cold and hot common vacuum freeze-drying system
CN204816169U (en) Freezing formula compressed air drying ware
CN201744286U (en) Adjustable refrigerant flow refrigerated dryer
RU2214564C2 (en) Cooling device and method of operation thereof
RU2054146C1 (en) Cold production method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150724