SU624076A1

SU624076A1 - Method of gas liquefaction

Info

Publication number: SU624076A1
Application number: SU721843420A
Authority: SU
Inventors: Владимир Павлович Гавриков; Марк Генрихович Друй; Сергей Леонидович Косматов; Марк Борисович Фрайман; Семен Миронович Шкловер
Original assignee: Специальное Конструкторское Бюро По Созданию Воздушных И Газовых Турбохолодильных Машин
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1972-10-30
Publication date: 1978-09-15

Description

1one

: Изобретение относитс к облйсти холодильной техники, к способам сжижени газов.: The invention relates to the field of refrigeration, to methods of liquefying gases.

Известны способы сжижени газа, реализованные в системах Клода, Гейландта , Герша, Капицы, где сжижаемый газ сжимают, охлаждают и дросселируют с образованием жидкого продукта , отводимого при атмосферном давлении потребителю, и газообразног о остатка, который затем подогревают сжижаемым газом и смешивают с циркул ционным газом, а полученным после смешивани обратным потоком циркул ционного газа охлаждают сжижаемый газ l .There are known methods for liquefying gas, implemented in the Claude, Geylandt, Gersh, Kapitsa systems, where the liquefiable gas is compressed, cooled and throttled to form a liquid product withdrawn at atmospheric pressure to the consumer, and a gaseous residue, which is then heated with a liquefied gas and mixed with the circulating gas, and obtained after mixing by return flow of circulating gas, cool liquefied gas l.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ сжижени , включающий сжатие пр мого потока газа, ступенчатое охлаждение Ш1ркул ционным газом, который сжимают и расшир ют с.получением внешней энергии, и газом обратного потока , и дросселирование до атмосферного давлени с получением жидкого продукта и газа обратного потока 2,Closest to the invention to the technical nature of the method is liquefaction, which includes compression of the direct gas flow, stepwise cooling with Schiller gas, which is compressed and expanded by receiving external energy, and backflow gas, and throttling to atmospheric pressure to produce a liquid product and gas reverse flow 2,

Недостатком известных способов сжижени газа вл етс то, что газообразный остаток нагревают при пре.цварительном теплообмене с сжижаемым газом и смешивают с циркул ционньзм газом до сравнительно низкой температуры, получаемой после расширени циркул ционного газа. Холод A disadvantage of the known methods of liquefying gas is that the gaseous residue is heated by prior heat exchange with liquefied gas and mixed with the circulation gas to a relatively low temperature obtained after the expansion of the circulating gas. Cold

5 газообразного остатка используетс недостаточно эффективно, что прИ водит к уменьшению количества жидкости , отводимой потребителю и, следовательно , к увеличению удельных 5, the gaseous residue is not efficiently used, which in turn leads to a decrease in the amount of liquid discharged to the consumer and, consequently, to an increase in specific

0 затрат энергии.0 energy costs.

Целью изобретени - вл етс увеличение количества жидкого продукта.The aim of the invention is to increase the amount of liquid product.

Поставленна цель достигаетс тем, что газ обратного потока после The goal is achieved by the fact that the backflow gas after

5 охлаждени пр мого потока газа смепшвают с циркул ционным газом до его расширени , а полученную смесь расшир ют до давлени ниже атмосферного . 5, cooling the direct gas stream is mixed with the circulating gas until it expands, and the resulting mixture is expanded to below atmospheric pressure.

00

Дополнительное охлаждение газо ,образного остатка путем расширени в смеси с циркул ционным газовым потоком приводит к тому, что он мо5 жет предварительно отобрать от сжижаемого газа больше тепла.Additional cooling of the gaseous residue by expanding it in a mixture with a circulating gas stream causes it to pre-select more heat from the liquefied gas.

На фиг. 1 представлена схема установки , с помощью которой может быть осуществлен предлагаемый способ; на фиг. 2 дано изображение процессов , ПРОИСХОДЯ1ДИХ в установке, в Т- S днагрси 1ме.FIG. 1 shows a setup diagram with which the proposed method can be implemented; in fig. 2 gives an image of the processes, HAPPENING to the installation in the installation, in T-S and Dungs 1me.

Установка состоит из компрессора 1, вод ного теплообменника 2, теплообменников 3-5, дросрел 6, бачка 7, турбины 9., клапанных коробок 9 регенераторов 10, компрессора 11, вод ного теплообменника 12. Позиции 13-27 отмечают точки в которых проводили измерени дл изображени процесса в Т-5 диагра 4е.The installation consists of compressor 1, water heat exchanger 2, heat exchangers 3-5, throttle 6, tank 7, turbines 9., valve boxes 9 regenerators 10, compressor 11, water heat exchanger 12. Positions 13-27 mark the points at which the measurements were made to depict the process in T-5 diagram 4e.

Установка работает следукжшм об разом.The installation works as follows.

Cжижae вJй газ сжимают компрессором 1 до давлени выше атмосферного (например , 40-200 атм), охлаждавЯ теплообменом с окружающей средой, например , водой в вод ном теплообменнике 2. Далее в теплообменниках 3 и 4 охлаждают теплообменом с обратным потоком циркул ционного газа и в теплообменнике 5 с газообразным остатком до температуры Т {процесс 13-16 фиг. 2) и затем расшир ют в дросселе 6 до атмосферного давлени (процесс 16-17), после чего он поступает в бачок 7. Из бачка полученную жидкость вьщают потребителю, а газообразный остаток предварительно нагревают в теплообменнике 5 до температуры (процесс 17-18), одновременно охлажда сжижаемый газ, и направл ют на вход в турбину 8, где смешивают с циркул ционным газом (процессы 18-19 и 26-19). В результате смешивани этих частей газа температура потока становитс равной Т, . После расширени в турбине 8 смеси газообразного остатка и циркул ционного газа (процесс 19-2 получают обратный поток газа с температурой , более низкой, чем Т и давлением ниже атмосферного. Далее обратный поток циркул ционного газа поступает в теплообменник 4, где его нагревают до температуры Т (процесс 20-21) и раздел ют на дэе части. Одна часть поступает в регенератор 10, где нагреваетс до температуры охлажда пр мой поток циркул ционного газа (процесс 21-23) , а друга часть газа поступает в теплообменник 3, где ее нагревают до температуры (процесс 21-22), Затем эти части обратного потока циркул ционного газа смешивают и снижают в компрессоре 11 (процесс 24-25). После охлаждени в теплообменнике 12 окружающей средой (например, водой) циркул ционный газ отдел ют и направл ют через клапанную коробку 9 в регенератор 10, где охлаждают теплообменом с обратньлм потоком циркул ционного газа до температуры Tjg (процесс 27-26) и далее смешивают перед расширением в турбине с газообразным остатком. Другую часть газа, охлгокденного в теплообменнике 12, после отделени от него циркул ционного газа, направл ют на вход в компрессор 1 дл сжати , к нему же пода ешивают дополнительное количество газа в количестве полученной и отведенной потребителю жидкости.Szhizhae vJy gas is compressed by compressor 1 to a pressure above atmospheric (for example, 40–200 atm), cooled by heat exchange with the environment, for example, water in a water heat exchanger 2. Next, in heat exchangers 3 and 4 is cooled by heat exchange with a reverse flow of circulating gas and heat exchanger 5 with a gaseous residue up to temperature T {process 13-16 FIG. 2) and then expanded in throttle 6 to atmospheric pressure (process 16-17), after which it enters tank 7. The liquid obtained from the tank is delivered to the consumer, and the gaseous residue is preheated in heat exchanger 5 to temperature (process 17-18) while cooling the liquefied gas, is directed to the inlet of the turbine 8, where it is mixed with circulating gas (processes 18-19 and 26-19). By mixing these parts of the gas, the flow temperature becomes T,. After the mixture of gaseous residue and circulating gas is expanded in turbine 8 (process 19-2, a reverse flow of gas is obtained with a temperature lower than T and a pressure below atmospheric. Then the reverse flow of circulating gas enters the heat exchanger 4, where it is heated to T (process 20-21) and is divided into two parts. One part enters the regenerator 10, where the direct circulation gas flow is heated to the cooling temperature (process 21-23), and the other part enters the heat exchanger 3, where its heated to a temperature ( Process 21-22) These parts of the circulating gas return flow are then mixed and reduced in compressor 11 (process 24-25). After cooling in heat exchanger 12 with the surrounding medium (e.g. water), the circulating gas is separated and sent through a valve box 9 to the regenerator 10, where it is cooled by heat exchange with a reverse circulating gas stream to a temperature Tjg (process 27-26) and then mixed before expansion in a gas turbine with a residue. Another part of the gas cooled in the heat exchanger 12, after separation of the circulating gas from it, is directed to the entrance to the compressor 1 for compression, and an additional amount of gas is supplied to it in the amount of the liquid received and discharged to the consumer.

В процессе работы в теплообменииках 3 и 4 возможно накопление влаги , углекислоты и других легко конденсируиицихс примесей. Поэтому в установке могут быть применены по два теплообменника 3 и 4, что позвол ет отогревать их и удал ть примеси.In the process of working in heat exchangers 3 and 4, accumulation of moisture, carbon dioxide and other easily condensed impurities is possible. Therefore, two heat exchangers 3 and 4 can be used in the installation, which makes it possible to warm them up and remove impurities.

Claims

1. Arkharov A.M. and others. Technique of low temperatures. M., Energie, 1964, p. 146-148.

2.Sokolov E.Ya. et al. Energy fundamentals of heat transformation and cooling processes. M., Energie, 1968, p. 259.