RU2306160C1 - Transport generator of nitrogen - Google Patents
Transport generator of nitrogen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2306160C1 RU2306160C1 RU2006127768/15A RU2006127768A RU2306160C1 RU 2306160 C1 RU2306160 C1 RU 2306160C1 RU 2006127768/15 A RU2006127768/15 A RU 2006127768/15A RU 2006127768 A RU2006127768 A RU 2006127768A RU 2306160 C1 RU2306160 C1 RU 2306160C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inlet
- gas
- nitrogen
- combustion engine
- manifold
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к системам генерирования инертной газовой среды с высоким содержанием азота, а именно к транспортному генератору азота, предназначенному для создания безопасных условий труда и обеспечения технологических процессов в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, лакокрасочной, фармацевтической и пищевой промышленности, а также к системам, используемым для защиты объектов различного назначения от возгорания и для подавления очагов открытого огня.The invention relates to systems for generating an inert gas medium with a high nitrogen content, and in particular to a transport nitrogen generator designed to create safe working conditions and ensure technological processes in the oil, gas, oil refining, petrochemical, paint and varnish, pharmaceutical and food industries, as well as systems used to protect objects for various purposes from fire and to suppress foci of open fire.
Известен транспортный генератор азота для нефтегазовой промышленности по патенту RU №2189264, кл. А62С 3/02, опубл. 20.09.2002 г., который содержит многоступенчатый компрессор, мембранный газоразделительный блок, систему очистки воздуха от паров и капельной влаги, газоанализатор, фильтр тонкой очистки.Known transport nitrogen generator for the oil and gas industry according to patent RU No. 2189264, class. A62C 3/02, publ. September 20, 2002, which contains a multi-stage compressor, a membrane gas separation unit, a system for purifying air from vapors and drop moisture, a gas analyzer, and a fine filter.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является генератор азота для создания инертной технологической газовой среды по патенту RU №2223138, по кл. В01D 53/22, опубл. 10.02.2004 г., который содержит многоступенчатый компрессор, охлаждающий теплообменник с контуром охлаждения, выходной нагнетательный блок, газоразделительный блок, регулятор расхода охлажденной жидкости, фильтр, блок сравнения.Closest to the claimed technical essence is a nitrogen generator to create an inert technological gas environment according to patent RU No. 2223138, class. B01D 53/22, publ. 02/10/2004, which contains a multi-stage compressor, a cooling heat exchanger with a cooling circuit, an outlet discharge unit, a gas separation unit, a chilled fluid flow regulator, a filter, a comparison unit.
Недостатком известных аналогов является их низкий коэффициент полезного действия КПД вследствие того, что воздух, обогащенный кислородом, после газоразделительного блока выбрасывается в атмосферу и в дальнейшем не используется.A disadvantage of the known analogues is their low efficiency coefficient due to the fact that air enriched with oxygen, after the gas separation unit is emitted into the atmosphere and is not used in the future.
Технической задачей предлагаемого к патентованию изобретения является повышение коэффициента полезного действия /КПД/ транспортного генератора азота.The technical task of the invention proposed for patenting is to increase the efficiency / efficiency / transport nitrogen generator.
Поставленная техническая задача решается новой совокупностью существенных признаков, позволяющих получить новый технический результат, за счет того, что генератор, включающий многоступенчатый компрессор, охлаждающий теплообменник с контуром охлаждения, систему очистки от паров и капельной влаги с фильтром, регулятор расхода охлаждающей жидкости и блок сравнения, согласно изобретению снабжен двигателем внутреннего сгорания, соединенным с одной стороны через муфту с многоступенчатым компрессором, а со стороны впускного коллектора посредством трубопровода кислорода соединен с выходом газораспределителя, вход которого соединен с газоразделительным блоком, а со стороны выпускного коллектора двигатель внутреннего сгорания соединен с входом каталитического нейтрализатора, другой вход которого соединен с газоразделительным блоком посредством трубопровода кислорода, при этом трубопровод кислорода, подсоединенный к двигателю внутреннего сгорания с его обеих сторон от впускного и выпускного коллекторов, образует связующее звено между подмембранным пространством газоразделительного блока, впускным и выпускным коллекторами, при этом каталитический нейтрализатор установлен в выпускном коллекторе 18, а к впускному коллектору подсоединен газораспределитель.The stated technical problem is solved by a new set of essential features allowing to obtain a new technical result, due to the fact that the generator, including a multi-stage compressor, a cooling heat exchanger with a cooling circuit, a vapor and droplet purification system with a filter, a coolant flow rate regulator and a comparison unit, according to the invention is equipped with an internal combustion engine connected on one side through a clutch with a multi-stage compressor, and on the side of the intake manifold the oxygen pipe means is connected to the outlet of the gas distributor, the input of which is connected to the gas separation unit, and from the side of the exhaust manifold, the internal combustion engine is connected to the input of the catalytic converter, the other input of which is connected to the gas separation block by the oxygen pipe, while the oxygen pipe is connected to the internal combustion engine on both sides of the intake and exhaust manifolds, forms a link between the submembrane space ha the separation unit, the intake and exhaust manifolds, while the catalytic converter is installed in the exhaust manifold 18, and a gas distributor is connected to the intake manifold.
На чертеже показана схема транспортного генератора азота.The drawing shows a diagram of a transport nitrogen generator.
Генератор содержит многоступенчатый компрессор 1, двигатель внутреннего сгорания 2, муфту 3, охлаждающий теплообменник 4 с контуром 5 охлаждения, в котором установлен регулятор 6 расхода охлаждающей жидкости, систему 7 очистки от паров и капельной влаги, фильтр 8, воздушный трубопровод 9, газоразделительный блок 10, газоанализатор 11 измерения концентрации кислорода, блок 12 сравнения текущего уровня концентрации кислорода, электрическую связь 20, трубопровод 13 кислорода, трубопровод 14 азота, газораспределитель 15, впускной коллектор 16, каталитический нейтрализатор 17, выпускной коллектор 18 и раму 19, к которой прикреплен транспортный генератор азота.The generator contains a multi-stage compressor 1, an internal combustion engine 2, a coupling 3, a cooling heat exchanger 4 with a cooling circuit 5, in which a regulator 6 for the flow of coolant, a system 7 for cleaning from vapors and drop moisture, a filter 8, an air pipe 9, a gas separation unit 10 , gas analyzer 11 for measuring oxygen concentration, unit 12 for comparing the current level of oxygen concentration, electrical connection 20, oxygen pipe 13, nitrogen pipe 14, gas distributor 15, intake manifold 16, catalytic esky converter 17, the exhaust manifold 18 and frame 19, to which a transport nitrogen generator.
К многоступенчатому компрессору 1, к предпоследней ступени через охлаждающий теплообменник 4, систему 7 очистки паров и капельной влаги, фильтр 8, посредством воздушного трубопровода 9 подсоединен газоразделительный блок 10, надмембранное пространство которого через газоанализатор 11 и трубопровод 14 азота соединено с последней ступенью многоступенчатого компрессора 1.To the multi-stage compressor 1, to the penultimate stage, through a cooling heat exchanger 4, a vapor and droplet purification system 7, a filter 8, a gas separation unit 10 is connected via the air pipe 9, the supranameral space of which through the gas analyzer 11 and the nitrogen pipe 14 is connected to the last stage of the multi-stage compressor 1 .
Расположенный на трубопроводе 14 азота газоанализатор 11 измерения концентрации кислорода соединен посредством электрической связи 20 с блоком 12 сравнения текущего уровня концентрации кислорода и с регулятором 6 расхода охлаждающей жидкости, расположенным на охлаждающем теплообменнике 4.The oxygen analyzer 11 for measuring the oxygen concentration located on the nitrogen pipe 14 is connected by electrical connection 20 to the unit 12 for comparing the current level of oxygen concentration and to the coolant flow controller 6 located on the cooling heat exchanger 4.
Двигатель внутреннего сгорания 2 соединен с одной стороны через муфту 3 с многоступенчатым компрессором 1, со стороны впускного коллектора 16 посредством трубопровода 13 кислорода соединен с выходом газораспределителя 15, вход последнего соединен с газоразделительным блоком 10, а со стороны выпускного коллектора 18 двигатель внутреннего сгорания 2 соединен с входом каталитического нейтрализатора 17, другой вход каталитического нейтрализатора 17 соединен с газоразделительным блоком 10 посредством трубопровода 13 кислорода. Трубопровод 13 кислорода, подсоединенный к двигателю внутреннего сгорания 2 с его обеих сторон от впускного коллектора 16 и выпускного коллектора 18, образует связующее звено между подмембранным пространством газоразделительного блока 10, впускным коллектором 16 и выпускным коллектором 18, а каталитический нейтрализатор 17 установлен в выпускном коллекторе 18, а к впускному коллектору 16 подсоединен газораспределитель 15.The internal combustion engine 2 is connected on one side through a clutch 3 with a multi-stage compressor 1, from the intake manifold 16 through an oxygen pipe 13 is connected to the outlet of the gas distributor 15, the input of the latter is connected to the gas separation unit 10, and from the exhaust manifold 18 the internal combustion engine 2 is connected with the input of the catalyst 17, the other input of the catalyst 17 is connected to the gas separation unit 10 through an oxygen pipe 13. The oxygen pipe 13 connected to the internal combustion engine 2 on both sides of the intake manifold 16 and the exhaust manifold 18 forms a connecting link between the submembrane space of the gas separation unit 10, the intake manifold 16 and the exhaust manifold 18, and the catalytic converter 17 is installed in the exhaust manifold 18 and a gas distributor 15 is connected to the intake manifold 16.
Работает генератор следующим образом.The generator operates as follows.
Включают двигатель внутреннего сгорания 2, и через соединительную муфту 3 двигатель приводит в действие многоступенчатый компрессор 1, который засасывает и одновременно сжимает атмосферный воздух. Воздух, сжатый после предпоследней ступени многоступенчатого компрессора 1 до 0,2-6 МПа (2-60 атм), через охлаждающий теплообменник 4 по воздушному трубопроводу 9 направляется в систему 7 очистки от паров и капельной влаги, где через фильтр 8 очищается и поступает в газоразделительный блок 10.The internal combustion engine 2 is turned on, and through the coupling 3, the engine drives a multi-stage compressor 1, which draws in and simultaneously compresses the atmospheric air. The air compressed after the penultimate stage of the multi-stage compressor 1 to 0.2-6 MPa (2-60 atm), through the cooling heat exchanger 4 through the air pipe 9 is directed to the system 7 for cleaning from vapors and drip moisture, where it is cleaned and enters through the filter 8 gas separation unit 10.
В газоразделительном блоке 10 за счет различной проницаемости полимерной мембраны, т.е. при создании перепада давления на мембране газоразделительного блока, происходит разделение воздуха: над мембраной газоразделительного блока 10 формируется воздух, обогащенный азотом, а под мембраной газоразделительного блока 10 воздух, обогащенный кислородом. Затем из газоразделительного блока 10 через трубопровод 14 азота азот поступает в последнюю ступень многоступенчатого компрессора 1, где азот сжимается до давления 15-25 МПа (150-250 атм) и через выход многоступенчатого компрессора 1 подается потребителю. Чистота азота на выходе из газоразделительного блока 10 контролируется газоанализатором 11 измерения концентрации кислорода, при этом показания газоанализатора измерения концентрации кислорода сравниваются блоком 12 сравнения с допустимыми значениями концентрации кислорода.In the gas separation unit 10 due to the different permeability of the polymer membrane, i.e. when creating a pressure differential on the membrane of the gas separation unit, air is separated: above the membrane of the gas separation unit 10, air enriched with nitrogen is formed, and under the membrane of the gas separation unit 10 air is enriched with oxygen. Then, from the gas separation unit 10, through the nitrogen pipeline 14, nitrogen enters the last stage of the multistage compressor 1, where nitrogen is compressed to a pressure of 15-25 MPa (150-250 atm) and fed to the consumer through the output of the multistage compressor 1. The purity of nitrogen at the outlet of the gas separation unit 10 is controlled by a gas analyzer 11 for measuring oxygen concentration, while the readings of a gas analyzer measuring oxygen concentration are compared by a comparison unit 12 with allowable oxygen concentration values.
При превышении заданного уровня концентрации подается сигнал на регулятор 6 расхода охлаждающей жидкости, и через охлаждающий теплообменник 4 снижают расход охлаждающей жидкости, что приводит к повышению температуры воздуха, поступающего в газоразделительный блок 10, при этом поток воздуха, диффундирующий через полупроницаемую мембрану газоразделительного блока 10 в подмембранную его полость, возрастает, что приводит к снижению парциального давления кислорода на выходе из надмембранной полости газоразделительного блока 10 и повышает чистоту азота на выходе из газоразделительного блока.When the predetermined concentration level is exceeded, a signal is supplied to the coolant flow controller 6, and through the cooling heat exchanger 4, the coolant flow is reduced, which leads to an increase in the temperature of the air entering the gas separation unit 10, while the air flow diffusing through the semipermeable membrane of the gas separation unit 10 its submembrane cavity increases, which leads to a decrease in the partial oxygen pressure at the outlet of the supmembrane cavity of the gas separation unit 10 and increases h nitrogen sion frequency at the output of the gas separation unit.
Одновременно воздух, обогащенный кислородом, из газоразделительного блока 10 подается по трубопроводу 13 кислорода в каталитический нейтрализатор 17, где за счет наличия дополнительного окислителя происходит догорание несгоревшего топлива и вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах, что так же улучшает экологические показатели двигателя внутреннего сгорания 2.At the same time, oxygen-enriched air from the gas separation unit 10 is fed through the oxygen pipe 13 to the catalytic converter 17, where due to the presence of an additional oxidizer, unburned fuel and harmful substances contained in the exhaust gases are burned, which also improves the environmental performance of the internal combustion engine 2.
Одновременно через газораспределитель 15 в впускной коллектор 16 двигателя внутреннего сгорания 2 подается воздух, обогащенный кислородом, и используется как основной или как дополнительный окислитель для сгорания топлива на определенных режимах.At the same time, air enriched with oxygen is supplied through the gas distributor 15 to the intake manifold 16 of the internal combustion engine 2 and is used as the main or additional oxidizing agent for fuel combustion in certain modes.
Газораспределителем 15 регулируется направление потока кислорода, в зависимости от режимов и условий работы двигателя внутреннего сгорания, что влияет на экономические и экологические показатели работы двигателя внутреннего сгорания 2.The gas distributor 15 controls the direction of the oxygen flow, depending on the modes and operating conditions of the internal combustion engine, which affects the economic and environmental performance of the internal combustion engine 2.
Транспортный генератор азота работает в автономном режиме, что позволяет перемещать его к месту эксплуатации любым видом транспорта и приводить в действие с минимальными затратами времени на развертывание установки.The transport nitrogen generator operates autonomously, which allows it to be transported to the place of use by any means of transport and put into operation with minimal time required to deploy the installation.
За счет использования воздуха, обогащенного кислородом, в заявляемом транспортном генераторе азота наиболее эффективно применена интеграция процесса газоразделения с рабочим процессом двигателя внутреннего сгорания 2.Due to the use of oxygen enriched air, the integration of the gas separation process with the working process of the internal combustion engine 2 is most effectively applied in the inventive transport nitrogen generator.
Предлагаемый к патентованию транспортный генератор азота, по сравнению с вышеописанными аналогами, обеспечивает высокий коэффициент полезного действия и высокие экологические показатели за счет уменьшения вредных веществ в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания.The transportable nitrogen generator proposed for patenting, in comparison with the analogues described above, provides a high efficiency and high environmental performance by reducing harmful substances in the exhaust gases of an internal combustion engine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127768/15A RU2306160C1 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Transport generator of nitrogen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127768/15A RU2306160C1 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Transport generator of nitrogen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2306160C1 true RU2306160C1 (en) | 2007-09-20 |
Family
ID=38695133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006127768/15A RU2306160C1 (en) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Transport generator of nitrogen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2306160C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450857C2 (en) * | 2010-08-24 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" | Nitrogen generator |
| RU2778656C2 (en) * | 2020-08-24 | 2022-08-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Unit for capturing petroleum product vapours at filling stations with separation of the vapour-air mixture on membranes with a system for monitoring the effectiveness thereof |
-
2006
- 2006-07-31 RU RU2006127768/15A patent/RU2306160C1/en active IP Right Revival
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450857C2 (en) * | 2010-08-24 | 2012-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас" | Nitrogen generator |
| RU2778656C2 (en) * | 2020-08-24 | 2022-08-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Unit for capturing petroleum product vapours at filling stations with separation of the vapour-air mixture on membranes with a system for monitoring the effectiveness thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8607554B2 (en) | Exhaust cooler | |
| CN102052203B (en) | Method and arrangement for exhaust-gas recirculation in an internal combustion engine | |
| KR102012801B1 (en) | Exahaust gas denitration equipment for reciprocating engine | |
| EP2740666B1 (en) | System and method for processing recirculation air | |
| CN107954001B (en) | Fireproof device of pressurized nitrogen-making oil tank and working method thereof | |
| CN101208501A (en) | Method and apparatus for supplying air to emission abatement device by use of turbocharger | |
| US7231893B2 (en) | Method and apparatus for reducing combustion engine emissions | |
| CN110092004B (en) | Combined oxygen consumption type and molecular sieve type fuel tank inerting device | |
| US8080226B2 (en) | Methods and sytems for the destruction of perfluorinated compounds | |
| KR20130133053A (en) | Exhaust emission control device for a water vehicle and method for operating an exhaust emission control device | |
| WO2008027112A1 (en) | Exhaust treatment system | |
| RU183558U1 (en) | Nitrogen Compressor Unit | |
| JP5144643B2 (en) | Atmospheric recirculation method and system | |
| RU2306160C1 (en) | Transport generator of nitrogen | |
| RU180075U1 (en) | Nitrogen Compressor Unit | |
| RU2351386C2 (en) | Method of producing and applying technological inert gas medium | |
| CN101180455A (en) | Method for regeneration of an exhaust aftertreatment system | |
| RU2296793C2 (en) | Unit for preparation of hydrocarbon gas for transportation | |
| US5456064A (en) | Method and apparatus for producing an inert gas | |
| RU2003130668A (en) | METHOD OF OPERATION OF A MINES NITROGEN-COMPRESSOR UNIT | |
| JP2009108764A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP7109721B2 (en) | Method and apparatus for gas destruction | |
| EP3845462A1 (en) | Fuel tank inerting system and method | |
| US20080223988A1 (en) | System For Inerting a Compartment of a self-Propelled Vehicle, Especially an Aircraft | |
| RU206404U1 (en) | Marine compressor unit for high pressure gaseous nitrogen production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110801 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121210 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130326 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20170918 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190801 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200609 |