RU2251642C2 - Method of extracting water from ambient air - Google Patents
Method of extracting water from ambient air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2251642C2 RU2251642C2 RU2002113866/06A RU2002113866A RU2251642C2 RU 2251642 C2 RU2251642 C2 RU 2251642C2 RU 2002113866/06 A RU2002113866/06 A RU 2002113866/06A RU 2002113866 A RU2002113866 A RU 2002113866A RU 2251642 C2 RU2251642 C2 RU 2251642C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- turbine
- moisture
- compressor
- expansion
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области газотурбостроения и может быть использовано для создания промышленных установок и транспортных установок с целью получения воды из воздушного бассейна.The invention relates to the field of gas turbine construction and can be used to create industrial installations and transport installations in order to obtain water from the air basin.
Известны различные способы получения воды из воздушного бассейна. См., например, "Способ получения конденсата из внешней среды и устройство для его осуществления". (Патент №2136929 от 10.09.99г. (F 24 F 3/14, 02 C 6/00, приоритет 10 июня 1997 года, автор Перельштейн Б.Х.). Устройство включает вакуумирующий агрегат, который состоит из турбины перерасширения и дожимающего компрессора и установленного между ними влагоотделителя. Наружный воздух перерасширяют на турбине от наружного давления и температуры (например, 20-25°С и давления 0,013 МПа) до температуры 0°-3°С и давления порядка 0,06 МПа, проходя точку росы, воздух сбрасывает часть влаги и осушенным его сжимают в компрессоре и подают во внешнюю среду с температурой порядка 45°С.Various methods are known for producing water from an air basin. See, for example, "A method of producing condensate from the external environment and a device for its implementation." (Patent No. 2136929 dated 09.10.99 (F 24 F 3/14, 02 C 6/00, priority June 10, 1997, author Perelstein B.Kh.). The device includes a vacuum unit that consists of an over-expansion turbine and a booster compressor and the air separator installed between them. discharges part of the moisture and drained it is compressed in a compressor and fed into the external environment with a temperature of about 45 ° C .
Использование подобного способа для получения воды из внешней среды недостаточно экономично.Using a similar method to obtain water from the environment is not economical enough.
Наиболее близким техническим решением получения воды из воздушного бассейна является способ и устройство, описанные в патенте №2113610 от 20.06.98г., F 24 F 3/14, F 02 C 6/00, приоритет 19 апреля 1995 г. "Способ получения конденсата и устройство для его получения", автор Б.Х.Перельштейн. В данной установке начальное захолаживание воздуха достигает величин минус 50-70°С и ниже. В первом контуре влага не отводится. В каждом из потоков (начиная со второго) получают влагу и используют его (осушенный поток) в качестве хладоагента для последующего потока.The closest technical solution for obtaining water from an air basin is the method and device described in patent No. 2113610 dated 06/20/98, F 24 F 3/14, F 02 C 6/00, priority April 19, 1995. "Method for producing condensate and device for its production ", author B.Kh. Perelshtein. In this installation, the initial cooling of the air reaches values of minus 50-70 ° C and below. Moisture is not removed in the primary circuit. In each of the streams (starting from the second), moisture is obtained and used (dried stream) as a refrigerant for the subsequent stream.
Серьезным недостатком этого способа является то, что большая часть из параллельных осушиваемых потоков работает при температуре ниже нуля по Цельсию. Борьба против обледенения в этом случае вызывает серьезное усложнение процесса получения влаги. Полученный таким способом хладоресурс используется не полностью, т.е. неэффективно.A serious disadvantage of this method is that most of the parallel drained streams operate at temperatures below zero Celsius. The fight against icing in this case causes a serious complication of the process of obtaining moisture. The refrigeration resource obtained in this way is not fully used, i.e. inefficient.
Решаемой задачей изобретения является повышение эффективности получения воды из воздушного бассейна.The object of the invention is to increase the efficiency of obtaining water from the air basin.
Способ получения воды из воздушного бассейна, включающий процессы перерасширения воздуха на детандерной турбине и сжатия в дожимающем компрессоре, охлаждение наружного воздуха холодным воздухом после турбины перерасширения и отвода влаги, привода дожимающего компрессора от турбины перерасширения, отличающийся тем, что охлаждение наружного воздуха холодным воздухом после турбины перерасширения осуществляют перед его поступлением в последнюю, дополнительно осуществляют отвод влаги от перерасширенного воздуха и дожатие перерасширенного воздуха после дожимающего компрессора до давления наружной среды осуществляют в отдельном агрегате.A method of producing water from an air pool, including processes of re-expansion of air on an expander turbine and compression in a booster compressor, cooling of outside air with cold air after a re-expansion and moisture removal turbine, driving a booster compressor from a re-expansion turbine, characterized in that the outside air is cooled by cold air after the turbine overexpansion is carried out before it enters the last, additionally carry out the removal of moisture from the overexpanded air and squeeze the overexpansion Foot air after the booster compressor to the external fluid pressure is carried out in a separate unit.
Варианты осуществления способа показаны на фиг.1 и фиг.2.Embodiments of the method are shown in figure 1 and figure 2.
На фиг.1 показан агрегат для получения воды из воздушного бассейна, сопряженный с газотурбинной установкой. Непосредственно агрегат для получения воды состоит из входного устройства - 1, теплообменника - 2, влагоотделителя 3, турбины перерасширения - 4, сепаратора - 5, влагоотделителя - 6, влагоотделителя - 7, кoммуникaции - 8, дожимающего компрессора - 9, коммуникации - 10, газотурбинного двигателя (компрессора) - 11, выхлопа - 12. На фиг.2 показан агрегат для получения воды из воздушного бассейна, где способ осуществляется с использованием двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Здесь агрегат получения воды - 13, ДВС - 14, клапан управления - 13, шток - 16, коммуникация наружного воздуха - 17.Figure 1 shows the unit for receiving water from an air basin, coupled with a gas turbine installation. Directly, the unit for receiving water consists of an input device - 1, a heat exchanger - 2, a moisture separator 3, an expansion turbine - 4, a separator - 5, a moisture separator - 6, a moisture separator - 7, communications - 8, a booster compressor - 9, communications - 10, a gas turbine engine (compressor) - 11, exhaust - 12. Figure 2 shows the unit for receiving water from an air basin, where the method is carried out using an internal combustion engine (ICE). Here, the water production unit is 13, ICE is 14, the control valve is 13, the stem is 16, the outdoor air communication is 17.
Работа системы.System operation.
Наружный воздух (фиг.1), например, с параметрами (Рнар = ~0,1013 МПа; Тнар = ~ 25°С - 35°С) подается на входное устройство - 1, охлаждается в теплообменнике - 2 и сбрасывает влагу, которая отводится через устройство - 3 и поступает на турбину перерасширения - 4. Холодный воздух с параметрами порядка ~ 0,05 МПа и температурой порядка 1-3°С подается на сепаратор - 5, выпавшая влага отводится в устройстве - 6. Далее воздух поступает в теплообменник - 2. Выпавшая остаточная влага отводится через устройство - 7. Сухой воздух подается на дожимающий компрессор - 9 и с давлением порядка ~ 0,085 МПа по коммуникации - 10 подается на газотурбинный двигатель - 11, например, двухконтурный (или, в частности, на обычный турбокомпрессор), где осуществляется вторая последняя ступень сжатия до атмосферного давления. По коммуникации - 12 рабочее тело отводится наружу.Outside air (Fig. 1), for example, with parameters (P nar = ~ 0.1013 MPa; T nar = ~ 25 ° C - 35 ° C) is supplied to the input device - 1, cooled in the heat exchanger - 2 and discharges moisture, which is discharged through the device - 3 and enters the over-expansion turbine - 4. Cold air with parameters of the order of ~ 0.05 MPa and a temperature of the order of 1-3 ° C is fed to the separator - 5, the precipitated moisture is discharged into the device - 6. Next, the air enters heat exchanger - 2. The precipitated residual moisture is discharged through the device - 7. Dry air is supplied to the booster compressor - 9 and with pressure iem order ~ 0.085 MPa Communications - 10 is supplied to the gas turbine engine - 11, e.g., a bypass (or, in particular, to a conventional turbocharger) where the last stage of the second compression to atmospheric pressure. By communication - 12 the working fluid is drawn out.
В варианте осуществления способа по фиг.2, при необходимости получения воды (бронетранспортер, танк), поток воздуха в ДВС просасывается через устройство получения воды - 13. Между устройством - 13 и ДВС - 14 устанавливается клапан - 15. При опущенном штоке - 16 воздух просасывается через устройство - 13 и производится влага. Если потребность воды отсутствует, то клапан - 16 поднят и наружный воздух через вход - 17 подается на ДВС напрямую. В процессе получения воды давление на входе в ДВС порядка 0,085 МПа.In the embodiment of the method of figure 2, if it is necessary to obtain water (armored personnel carrier, tank), the air flow in the internal combustion engine is sucked through the water receiving device - 13. A valve - 15 is installed between the device - 13 and the internal combustion engine - 14. it is sucked through the device - 13 and moisture is produced. If there is no water demand, the valve - 16 is raised and the outside air through the inlet - 17 is supplied directly to the engine. In the process of obtaining water, the pressure at the inlet to the internal combustion engine is about 0.085 MPa.
В общем случае, дожатие воздуха до давления окружающей среды после дожимающего компрессора от давлений Р=0,075-0,08 МПа можно производить отдельной компрессорной ступенью, приводимой электродвигателем или любым двигателем внутреннего сгорания.In general, the compression of air to the ambient pressure after a booster compressor from pressures P = 0.075-0.08 MPa can be performed as a separate compressor stage driven by an electric motor or any internal combustion engine.
Для технико-экономической оценки укажем, что в сопоставимых условиях энергозатраты на один литр воды в прототипе составляют 0,8 кВт. В установке по данному изобретению: 0,6-0,7 кВт на литр. Рассмотренный способ работы на автономном обратимом газогенераторе не требует согласования по оборотам с приводом. Это также удешевляет конструкцию. Создается возможность использовать при таком способе работы уже готовый привод (ГТД, компрессор приводимый ДВС, или ДВС с прососом) без существенных переделок.For a feasibility study, we indicate that in comparable conditions the energy consumption per liter of water in the prototype is 0.8 kW. In the installation according to this invention: 0.6-0.7 kW per liter. The considered method of operation on an autonomous reversible gas generator does not require coordination with the drive speed. It also reduces the cost of construction. This makes it possible to use a ready-made drive (gas turbine engine, compressor driven by internal combustion engine, or internal combustion engine with suction) with this method of operation without significant alterations.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113866/06A RU2251642C2 (en) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Method of extracting water from ambient air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113866/06A RU2251642C2 (en) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Method of extracting water from ambient air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002113866A RU2002113866A (en) | 2003-11-27 |
RU2251642C2 true RU2251642C2 (en) | 2005-05-10 |
Family
ID=35747141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113866/06A RU2251642C2 (en) | 2002-05-27 | 2002-05-27 | Method of extracting water from ambient air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2251642C2 (en) |
-
2002
- 2002-05-27 RU RU2002113866/06A patent/RU2251642C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2240675B1 (en) | Low carbon emissions combined cycle power plant and process | |
RU2451536C2 (en) | Method and device for removal of water and siloxanes from gases | |
RU2557945C2 (en) | Method for liquefaction of furnace gas from combustion plants | |
RU2613789C2 (en) | System and method of compressing carbon dioxide | |
EP1205721A1 (en) | A process and apparatus for the production of a liquid cryogen | |
US20200309451A1 (en) | Co2 separation & liquefaction system and method | |
WO2011099891A1 (en) | Turbocompressor power plant | |
EP2952726B1 (en) | Gas turbine engine driven by supercritical power generation system | |
CN1220341A (en) | Gas/steam generating equipment | |
KR20130038372A (en) | Energy efficient production of c02 using single stage expansion and pumps for elevated evaporation | |
EP2581584A1 (en) | Compressed air energy storage system and method for operating this system | |
CN1521121A (en) | Process and device for the production of at least one gaseous high pressure fluid such as oxygen, nitrogen or argon | |
WO2008139527A1 (en) | Power supply facility for natural gas liquefaction plant, system and method for control of the power supply facility, and natural gas liquefaction plant | |
RU180075U1 (en) | Nitrogen Compressor Unit | |
RU2251642C2 (en) | Method of extracting water from ambient air | |
RU2369808C2 (en) | Trigeneration gas turbine plant | |
RU2549004C1 (en) | Regenerative gas-turbine expansion unit | |
RU2123610C1 (en) | Process increasing energy produced by gas turbine | |
RU2285131C1 (en) | Steam-turbine engine | |
RU2317492C1 (en) | Device to provide object with heat and cold (variants) | |
RU2278290C1 (en) | Gas-turbine plant operation method | |
WO2018208165A1 (en) | Exhaust gas power and water recovery | |
RU2576556C2 (en) | Compressor station of main gas line with gas turbine expander power plant | |
RU2795010C2 (en) | Soil freezing method and device for its implementation | |
RU2772632C1 (en) | Method for producing liquefied natural gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140528 |