Способ работы криогенной установки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК уЕНИЯ ЗОБР ЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(71) Одесский технологический институт хопоаипьной промышленности и Научно-, производственное обьединение "Криогенмаш(56) 1. ТегЬой,М. А пеи Ье 1 ци генг дегайог Гог зирегсопдцсСпд саЬ 1 е 5 уэйеа.-"Адчапсеь п Сгуодепс ,Епдпеегпд, ОБА, 1975, чо 1, 21, р. 190-196(54)(57) 1. СПОСОБ РАБОТЫ КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКИ путем ступенчатогосжатия потока смеси рабочего газа ивспомогательного компонента, ступенчатого охпаждения смеси до температуры,близкой к температуре замерзания компонента, но ниже температуры окружающей среды, с конденсацией и переохпажЯО 1041830 3(5 р.Р 25 В 11/00; Р 25 1 1/ОО дением компонента, сепарации жидкого компонента и окончатепьной очистки от него рабочего газа при помощи адсорбции, .дроссепирования отсепарированного компо неита, смещена обратного потока рабочего газа с компонентом, выпаривания компонента и подогрева обратного потока смесью до температуры окружающей средй, о т и и ч а ю щи й с я тем, что, с цепью повышения экономичности, выдепяют из потока смеси рабочего газа с жидким компонентом при температуре окружающей среды часть жидкого компонента, ступенчато дроссепируют ее до промежуточного давпения, соединяют с по. . током смеси, находящимся под этим дав- ф пением, выпаривают путем подвода теппа от потоков после их сжатия ао бопее низких давлений и затем направпяют на вэспедующее сжатие.2. Способ по и, 1, о т п и ч а ющ и й с я тем, что в пропвссе выпарива: ния жидкого компонента допопнитепьно в йодводят тепло от смеси, оставшейся йоспе выдепения из нее жидкого комдив цента.1 / 00 М1830 2 1 104Изобретение относится к криогеннойтехнике, в частности х способам работыкриогенных установок бопьшфй производительности функционирующих на легких газах,Известен способ работы криогеннойустановки путем ступенчатого сжатия потока смесв рабочего газа и вспомогательного компонента, студе:нчатого охпажцения смеси до температуры, близкой к температуре замерзания компонента, но ниже 1температуры окружающей среды, с конденсацией и переохлаждением компоненФа,сепарации жнцкого компонента и окончательной очистки от него рабочего газапри помощи адсорбцни, дроссепированияотсепарированного компонента, смешенияобратного потока рабочего газа с компонентом, выпаривания компонента и подогрева обратного потока смесью до температуры окружающей среды 1 .Нецостатком известного способа является невысокая экономичность, обусловпенная повышенным расхоаом энергии насжатие рабочего газа и вспомогательногокомпонента, поскольку холоа, вырабатываемый компонентом, компенсирует незначительную часть дополнительных затрат,связанных со сжатием последнего. нее жидкого компонента.5 На чертеже представлена схема криоч 1 О ство 3, испарнтель-конценсатор 4, секции 5,6,7 и 8 турбокомпрессора, испарители 15 20 25 30 35 температуре испарения компонента в этомаппарате, В испарителе-охпацнтеле 11поток смешивается с испарившимся компонентом и поступает на всасывание второй секции 6. Сжатая там смесь последовательно охпажцается в испарнтепяхохладителях 9 и 10, смешивается в по слеанем аппарате с парами компонента инаправляется в третью секцию 7. Послеэтого смесь охлаждают в воцяном хоподипьнике 12, испарителе-охлааителе 9,гае одновременно происходит смешениес парами компонента, и сжимают в последней секции 8 до конечного аавления.Находящуюся при этом давлении смесь Цель изобретения - повышение экономичностии.Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу работы криогенной установки путем ступенчатого сжатия потока смеси рабочего газа и вспомогательного компонента, ступенчатого охлажде ния смеси до температуры, близкой к тем пературе замерзания компонента, но ниже температуры окружающей среды, с конденсацией и переохлаждением компонента, сепарации жидкого компонента и окончательной очистки от него рабочего газа при помощи адсорбции, дросселирования отсепарированного компонента, смешения обратного потока рабочего газа с . ком-.: понентом, выпаривания компонента и подогрева обратного потока смесью до температуры окружающей среды, выделяют из потока смеси рабочего газа с жидким компонентом при температуре окружающей среды часть жидкого ком 3 юнента, ступенчато дросселируют ее цо промежу точного давления, соединяют с потоком смеси, нахоцящимся под этим давлением, выпаривают путем подвода тепла от аотоков после их сжатия до более низких аавленнй и затем направляют на последу ющее сжатие. В процессе выпаривания жидкого компонента дополнительно подводят тепло от смеси, оставшейся после выделения нз генной установки, реализующей предлагаемый способ. Установка содержит криогенный блок 1, теплообменник 2, дроссельное устрой охладитепи 9,10 и 11, водяной холоаиль. ник 12, конденсатор 13, ароссели 14,15 и 16, фазораэделитель 17 и аасорбер 18.Установка работает следующим образом.Рабочий газ, поступающий из криогееного блока 1 при низком давлении, подогревают в теплообменнике 2 теплом потока рабочего газа высокого давления и смешивают с поступающим через дросселя ное устройство 3 вспомогательным компонентом. Полученнную смесь подогревают в испарителе-конаенсаторе 4 за счет тепелообмена со сжатой смесью рабочего газа и вспомогательного комакента, часть которого находится в паровой фазе, а частьв жидкой. В результате этого процесса происходят выпаривание компонента иэ потока низкого давления и кое аенсация его паров в потоке сжатия смеси. Затем поток смеси низкого давления сжимают в первой секции 5 турбокомпрео сора, охлаждают в испарителях-охлааитепях 9 и 10 и направляют в испаритепьохладитель 1 1, где температура потока лонижается до значения, близкого к охлажаают в конденсаторе 13 водой, врезультате чего происходит ожижениекомпонента, Часть образовавшейся жидкости отделяют от смеси и последовательно направляют через дроссели 14, 1 5 и16 в испарнтепи-охпааители 9, 10 н 11,гце происходит испарение компонента и3 104 1 рост его концентрации в смеси, Смесь рабочего газа с оставшейся частью жидкого компонента проходит через испаритепи-охпадители 9, 10 и 11, отдавая в каждом аппарате тепло потокам, направпя-емым на всасывание в соответствукщие секции. В результате поспедующего охлаждения смеси в испаритепе-конденсаторе 4 попучают практически чистый рабочий. гаэ и жидкий компонент, находящийся в пере-,10 охлажденном состоянии, Поспе фазораэделитепя 17 компонент про.ходит дроссель ное устройство 3 и смешивается с рабочим газом низкого давпения,а рабочий гаэ высокого давпения направпяется в адсор бер 1 8 для допоцнительной очистки от остатков компонента. Затем рабочий гаэ подают в теплообменник 2 и криогенный бпок 1, где вырабатывают иопод на требуемом температурном уровне,Особенностью предлагаемого способа- : работы является то, что предваритепьное охлаждение рабочего газа происходит 830 аэа счет кипения вспомогатепьного компонента, а это устраняет необходимость иопопьэования дпя укаэанной цени жидкого азота.Конденсация компонента при температуре окружающей среды поэвопяет исполь. эовать это вещество и дпя уппотнення проточной части турбокомпрессора, повысив его герметичность. Дпя этого .часть сконденсированного компонента (1-2%) выпаривают путем подвода теппа от сжатой смеси и используют в качестве затворного газа, подаваемого через пабь Гринтные уппотнения в проточную часть ;и в йодшипниковые камеры. Применение такого спосбба обеспечивает попную герметичность компрессора, что особенно важно при сжатии гепия ипи водорода. Экономическая эффективность изобретения заключается в уменьшении расхода энергии, потребляемой криогенной установкой.1041830 Составитепь Ю. СукоРедактор М. Петрова Текред Т,Фанта орректор А ко де фипиап ППП "Патент, г. Ужгород, уп. Проектна 05/40ВНИИПИи11303 ПошгнСР Тираж 530осудврственного комитета ССам иэобретеннй и открытий осква, Ж, Раушская на