Способ сжижения газа

)единением заявкип Государственный комитет:пвета Мини гров СССРпо делам изобретенийи открытий,П,Гавриков, М.Г,Друй, С.Л.Косматов, Ми С.М.Мкловер айма Заявител Специальное конструкторское бюро по созданиювоздушных и газовых турбохолодильных машин ОСОБ СЖИЖЕНИ к областиособам Додо.образно в смеси потоком жет пре жаемого На ф тановки быть осИзобретение относитсяхолодильной техники, к спсжижения газовИзвестны способы сжижения 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 газообразного остатка, который затем подогревают сжижаемым газом и смешивают с циркуляционным газом, а полученным после смешивания обратным потоком циркуляционного газа охлаждают сжижаемый газ 11.Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ сжижения, включающий сжатие прямого потока газа, ступенчатое охлаждение циркуляционным газом, который сжимают и расширяют с получением внешней энергии, и газом обратного потока, и дросселирование до атмосферного давления с получением жидкого про дукта и газа обратного потока 2 .Недостатком известных способов сжижения газа является то, что газообразный остаток нагревают при предварительном теплообмене с сжижаемым газом и смешивают с циркуляционным газом до сравнительно низкой температуры, получаемой после расширения циркуляционного газа. Холод газообразного остатка используется недостаточно эффективно, что приводит к уменьшению количества жидкости, отводимой потребителю и, следовательно, к увеличению удельных затрат энергии.Мелью изобретения является увеличение количества жидкого продукта.Поставленная цель достигается тем, что гаэ обратного потока после охлаждения прямого потока газа смешивают с циркуляционным газом до его расширения, а полученную смесь расширяют до давления ниже атмосферно- го лнительное охлаждение газо" го остатка путем расширения с циркуляционным газовым приводит к тому, чтг он модварительно отобрать от сжигаза больше теплаиг. 1 представлена схема усс помощью которой может уществлен предлагаемый спсфиг. 2 дано изображение процессов, происходящих в установке, вТ- Ь диаграмме.Установка состоит из компрессора 1, водяного теплообменника 2,теплообменников 3-5, дросселя 6, бачка 7, турбины 8., клапанных коробок 9,регенераторов 10, компрессора 11,водяного теплообменника 12. Позиции13-27 отмечают точки в которых проводили измерения для изображения процесса в Т-б диаграмме,Установка работает следующим об."разом.Скижаемый гаэ сжимают компрессором1 до давления выше атмосферного (например, 40-200 атм), охлаждают тепяообменом с окружающей средой, например, водой в водяном теплообменнике2. Далее в теплообменннках 3 и 4охлаждают теплообменом с обратившеепотоком циркуляционного газа и втеплообменнике 5 с газообразным остатком до температуры Т (процесс13-16 фиг. 2) и затем расширяют вдросселе 6 до атмосферного давления(процесс 16-17), после чего он поступает в бачок 7. Из бачка полученную жидкость выдают потребителю, агазообразный остаток предварительно нагревают в теплообменнике 5 дотемпературы Та (процесс 17-18), одновременно охлаждая сжижаемый газ,н направляют на вход в турбину 8,где смешивают с циркуляционным газом (процессы 18-19 и 26-19). В результате смешивания этих частей газа температура потока становитсяравной Т . После расширения в турбине 8 смеси газообразного остаткаи циркуляционного газа (процесс 19-20)получают обратный поток газа с температурой Тд , более низкой, чем Ти давлением ниже атмосферного, Далееобратный поток циркуляционного газапоступает в теплообменник 4, где егонагревают до температуры Т(процесс20-21) и разделяют на две части. Одна часть поступает в регенератор 10,где нагревается до температуры Тз 1охлаждая прямой поток цнркуляционного газа (процесс 21-23), а другаячасть газа поступает в теплообменник 3, где ее нагревают до температуры Т (процесс 21-22). Затем этичасти обратного потока циркуляцион" ного газа смешивают и снижают в компрессоре 11 (процесс 24-25). Послеохлаждения в теплообменнике 12 окружающей средой (например, водой)циркуляционный газ отделяют и направляют через клапанную коробку 9 в регенератор 10, где охлаждают теплооб меном с обратным потоком циркуляционнога газа до температуры Тк (про, цесс 27-26) и далее смешивают передрасширением в турбине с газообразным остатком. Другую часть газа, И) охлажденного в теплообменнике 12,после отделения от него циркуляцианного газа, направляют на вход вкомпрессор 1 для сжатия, к нему жеподмешивают дополнительное количество газа в количестве полученной и отведенной потребителю жидкости.В процессе работы в теплообменниках 3 и 4 возможна накопление влаги, углекислоты и других легко конденсирующихся примесей. Поэтому в установке могут быть применены па дватеплообменника 3 и 4, что позволяетотогревать их и удалять примеси.Фсрмула изобретенияСпособ сжижения газа, включающийсжатие прямого потока газа, ступенчатое охлаждение циркулирующим газом,который сжимают и расширяют с получением внешней энергии, и газом обратного потока, дросселирование до атмосферного давления с получениемжидкого продукта и газа обратного па"% тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения количестважидкого продукта, гаэ обратного патока после охлаждения прямого потокагаза смешивают с циркуляционным га 4 п зом до его расширения, а полученнуюсмесь расширяют до давления ниже атмосферного,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе:1. Архаров А,М. и др. Техника низких температур. М., фЭнергияф,45 1964, с. 146-148.2. Соколов Е.Я. и др. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения, М., 1 Энергия,1968, с. 259.624076 ЯЫгищкн тТемграИво кянырев Корректор Д.Мельничен СоставительТехред.А.дла актор Е.Хори Тираж ббб рствеыныого комитета делам изобретений я Москва, З, Раувк:к9 на рапир гнил ХГ б ПодписноеСовета Министров СССоткрытийя иаб., д. 4/5