SU1650188A1 - Устройство дл охлаждени и дегазации жидкости - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к химической промышленности и может быть использовано лри охлаждении и дегазации жидкостей, в том числе при обезвоживании и охлаждении жидких углеводородных топлив в процессе заправки. Цель изобретени  - повышение эффективности и снижение затрат при охлаждении и дегазации жидкости. Устройство содержит сепарационную камеру с входным патрубком в виде ускор ющего сопла, патрубками отвода жидкости и газа. На входе в сопло установлен распылитель криогенной жидкости в виде гидродинамического излучател  ультразвука. Сопло выполнено сужающимс . Патрубок отвода жидкости и сопло соединены с сепарацион- ной камерой тангенциально. На входе в сопло установлена кавитирующа  труба Вентури. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к химической промышленности и может быть использовано при охлаждении и дегазации жидкостей, в том числе при обезвоживании и охлаждении жидких углеводородов, например, авиационных топлив в процессе заправки.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности и снижение затрат при подготовке жидкости.

На чертеже изображено устройство дл  охлаждени  и дегазации жидкости.

Устройство содержит напорный патрубок 1, трубу Вентури 2, установленную на входе в ускор ющее сопло 3, расположенное под углом 10°, сепарационную камеру 4 в виде криволинейной поверхности. Сопло 3 соединено с камерой 4 тангенциально. Камера 4 соединена патрубком 5 отвода газа с системой вакуумировани , патрубком 6 отвода жидкости - с системой рециркул ции (на чертеже не показана) и трубопроводом 7 - с заправл емым баком 8. Патрубок 6 соединен с камерой 5 тангенциально. На входе в сопло 3 установлен струйный гидродинамический пластинчатый излучатель 9 ультразвука (распылитель криогенной жидкости), соединенный трубопроводом 10 с источником 11 жидкого азота. На патрубке 6 установлен датчик 12 измерени  температуры. Полость патрубка 6 соединена с прибором 13 контрол  обводненности топлива. В газовом пространстве сепарационной камеры 4 установлен датчик 14 давлени . На входе в сопло 3 установлен газоструйный излучатель 15 ультразвука, соединенный трубопроводом 16 с источником газообразного азота.

Устройство работает следующим образом .

Жидкий углеводород при 20°С подают в патрубок 1 и трубу Вентури 2 под давлением 6x10 Па с расходом 4 кг/с. На входе в сужающеес  ускор ющее сопло 3 в потоке углеводорода с помощью излучател  9

Ё

Os СП

О 00

со

ультразвука распыл ют жидкий азот с расходом 1 кг/с. При движении потока в сужающемс  сопле в поле ультразвуковых колебаний происходит интенсивное кипение капель, охлаждение потока и диффузи  молекул в испаренный азот. Скорость потока за счет последовательного преобразовани  тепловой энергии в энергию давлени  пузырей, а энергии давлени  - в кинетическую возрастает. На криволинейной поверхности сепаргционной камеры происходит интенсивное отделение газовой фазы при сохранении повышенной скорости потока. Давление в газовой части камеры поддерживают на уровне, необходимом дл  дегазации потока по заданию (,45 to Па), что приводит к дегазации потока и обезвоживанию .

Дополнительно ускоренный отсепари- рованный поток жидкости из камеры направл етс  сначала на ззкольцоеку по патрубку 6. При этом осуществл ют регулирование подачи жидкого азота и контролируют температуру и газонасыщение потоке обрабатываемой жидкости. При получении требуемых параметров закольцовку отключают и направл ют охлажденную дегазируемую жидкость по трубопроводу 7 в бак 8. Давление подачи жидкости в бак составл ет при этом 6; 6,5х105 Па, т.е. потери на сепарацию полностью компенсируютс  подводом энергии к потоку со стороны испаренного азота. В случае отсутстви  или ограничени  требований охлаждени  жидкости дл  осуществлени  необходимой ее дегазации на вход в сужающеес  сопло 3 через газоструйный излучатель 15 пбдают инертный газ. Раздробленный в ультразвуковом поле газ при движении жидкости в сужающемс  сопле и последующей сепарации ускор ет поток и обеспечивает унос избытка растворенного газа. Дегазаци  при этом требует существенно меньших затрат напора, чем в традиционном циклоне.

Диспергирование криогенной жидкости в потоке дегазируемой жидкости на входе в сужающеес  сопло приводит к кипению криогенных капель с интенсивным охлаждением и обезвоживанием углеводородной жидкости, снижению статического давлени  потока в сужающемс  канале по закону Бернулли. При расширении газовых капсул, окружающих кип щие капли, газ совершает работу над окружающей жидкостью и дополнительно ускор ет ее, увеличива  долю скоростного напора при неизменном статическом давлении. Ускоренна  дополнительно жидкость после сепарации на криволинейной поверхности, сопровождаемой уносом газа, сохран ет повышенный

скоростной напор, что приводит к повышению полного давлени  потока жидкости и снижению последующих затрат на перемещение к потребителю. Таким образом, в ус5 тройстве, реализуетс  последовательное преобразование тепловой энергии, отбираемой у охлаждаемой жидкости, в энергию давлени  газовых капсул, а энергии давлени  газа в кинетическую энергию потока

0 охлажденной жидкости.

8 процессе сепарировани  двухфазного потока на криволинейной поверхности осуществл етс  в услови х пониженного статического давлени  интенсивный отвод

5 газовой фазы и дегазаци  потока с последующим его отводом тангенциально по направлению движени . Это позвол ет без потерь сохранить приобретенный скоростной напор жидкости и дегазировать ее.

0 Остаточна  концентраци  газа, растворенного в жидкости, определ етс  при этом давлением среды над криволинейной поверхностью . Внедрение криогенной жидкости в поток через гидродинамические

5 излучатели ультразвука позвол ет осуществить дробление кип щих капель в процессе движени  потока, обеспечить за счет пульсаций газовых капсул интенсификацию тепломассообмена , «агитационные пульсации

0 давлени , возникающие при истечении основного потока через кавитирующую трубу Вентури привод т к пульсаци м скорости потока и интенсифицируют дегазацию в процессе сепарации на криволинейной по5 верхности.

Распыление жидкого азота в потоке обрабатываемой жидкости на входе в сужающийс  канал, сепараци  полученного ускоренного двухфазного потока на криво40 линейной поверхности, воздействие на двухфазный поток ультразвука и кавитаци- онных пульсаций позвол ют использовать новое свойство - преобразование тепловой энергии потока в его скоростной напор Другими

45 словами данное изобретение позвол ет дегазировать и перекачивать жидкость за счет тепловой энергии, заключенной в ней. Использование изобретени  при заправке охлажденных дегазированных жидкостей

50 позволит упростить оборудование, снизить затраты на технологический процесс.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   55 1. Устройство дл  охлаждени  и дегазации жидкости, включающее сепарационную камеру с входным патрубком, патрубками отвода жидкости и газа, и распылителем криогенной жидкости, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности

   и снижени  затрат при подготовке жидкости , входной патрубок выполнен в виде ускор ющего сопла, сепарационна  камера выполнена в виде криволинейной поверхности , распылитель криогенной жидкости установлен на входе в ускор ющее сопло, а патрубок отвода жидкости и ускор ющее сопло соединены с сепарационной камерой тангенциально.
2. 2.Устройство по п. 1, отличающее- с   тем, что ускор ющее сопло выполнено сужающимс .
3. 3.Устройство по п. 2, отличающее- с   тем, что оно снабжено кавитирующей трубой Вентури, установленной на входе в ускор ющее сопло, а распылитель криогенной жидкости выполнен в виде гидродинамического излучател  ультразвука.