ПРОЦЕСС ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА НАГНЕТАНИЯ ЛЮБОЙ СТУПЕНИ СЖАТИЯ КОМПРЕССОРА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F25B1/00 F04B39/16 

Описание патента на изобретение RU2315920C2

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано преимущественно в автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях с адсорбционной осушкой газа.

Известен процесс повышения температуры газа нагнетания последней ступени сжатия компрессора, описанный в "Установке для адсорбционной осушки газа" (патент RU №2181166, М.кл. F04В 39/16, опуб. 10.04.2002) и заключающийся в том, что газ, который подают на всасывание в ступень сжатия, где необходимо повысить температуру газа нагнетания, подогревают путем бесконтактного теплообмена газом нагнетания, затем сжимают его в указанной ступени, получая в ней газ нагнетания повышенной температуры. Указанный процесс взят нами в качестве прототипа, как наиболее близкий по существенным признакам и достигаемому результату.

Известна также установка для осуществления указанного процесса, описанная в том же патенте (патент RU №22181166, М.кл. F04В 39/16, опуб. 10.04.2002), взятая нами в качестве прототипа и содержащая компрессор со ступенью сжатия, в которой необходимо повышение температуры газа нагнетания, линию подачи газа в указанную ступень, линии всасывания и нагнетания указанной ступени, блок осушки газа и регенерации адсорбента, включающий адсорберы, причем линия нагнетания указанной ступени сжатия соединена с соответствующим адсорбером с помощью линии регенерации, а также средство для бесконтактного теплообмена, которое одной своей стороной на входе соединено с линией подачи газа в указанную ступень, а на выходе - с линией всасывания в эту ступень.

При этом, в описанных процессе и установке используется многоступенчатый компрессор, в котором в холодное время года без помощи посторонних источников повышают температуру газа нагнетания последней ступени для осуществления регенерации адсорбента в соответствующем адсорбере блока осушки за счет подогрева газа, который подается на всасывание в эту ступень, путем бесконтактного теплообмена с газом нагнетания промежуточной ступени.

Недостатком указанных процесса и установки является то, что они не пригодны, например, для одноступенчатых компрессоров, в которых вообще отсутствуют промежуточные ступени, а также для многоступенчатых, если температура нагнетания газа промежуточных ступеней низкая, например в холодное время года, и не может обеспечить подогрев газа на всасывании в другую ступень, чтобы получить в последней необходимую температуру на нагнетании (известно, что эффективная регенерация адсорбента возможна только при температуре не ниже 100°С).

В основу изобретения поставлена задача создать такой процесс повышения температуры газа нагнетания любой ступени сжатия компрессора без использования посторонних источников и установку для его осуществления, которые бы путем образования автономного, независимого от количества ступеней в компрессоре и независимого от давления и температуры в других ступенях, если такие есть, а также независимого от начального давления и температуры газа, который идет на всасывание в указанную ступень, процесса нагревания всасываемого в указанную ступень газа, обеспечили эффективное повышение температуры нагнетания до необходимой величины в любой выбранной для этой цели ступени, в любое время года, в каких угодно (одно - или многоступенчатых) компрессорах.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном процессе повышения температуры газа нагнетания любой ступени сжатия, газ, который подают на всасывание в указанную ступень, подогревают газом нагнетания этой же ступени.

Поставленная задача решается также тем, что в предложенной установке для осуществления процесса повышения температуры газа нагнетания средство для бесконтактного теплообмена другой своей стороной на входе соединено с линей нагнетания указанной ступени, а на выходе - с линией регенерации адсорбента с помощью соответственно первой и второй дополнительных линий, при этом, первая дополнительная линия перед средством бесконтактного теплообмена, а линия нагнетания перед входом в линию регенерации снабжены запорно-регулирующей арматурой (ЗРА).

Подогрев всасываемого газа любой ступени газом нагнетания этой же ступени обеспечивает автономность процесса нагревания газа нагнетания указанной ступени, т.е. независимость от количества ступеней в компрессоре, а также независимость от давления и температуры других ступеней сжатия в том случае, если такие есть, и независимость от начальных давления и температуры всасывания газа в указанную ступень.

С физической точки зрения процесс подогрева газа на всасывании любой ступени сжатия с помощью газа нагнетания этой же ступени представляет собой типовой процесс теплообмена с обратной связью, когда повышение температуры на входе приводит к увеличению температуры на выходе.

Соединение средства для бесконтактного теплообмена не только с линией всасывания ступени, в которой необходимо повышение температуры газа нагнетания, а и с линией нагнетания этой же ступени обеспечивает подогрев всасываемого газа газом нагнетания той же ступени, что, в свою очередь, обеспечивает автономность процесса подогрева газа нагнетания указанной ступени.

Таким образом, отличительные признаки предложенных процесса и установки для его осуществления вместе с известными обеспечивают решение поставленной задачи.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема установки для осуществления процесса повышения температуры газа нагнетания одноступенчатого компрессора;

на фиг.2 изображена схема установки для осуществления процесса повышения температуры газа нагнетания промежуточной ступени компрессора;

на фиг.3 изображена схема установки для осуществления процесса повышения температуры газа нагнетания последней ступени компрессора.

Установка для осуществления процесса повышения температуры газа нагнетания любой ступени компрессора содержит компрессор 1 со ступенью сжатия 2, в которой необходимо повышение температуры газа нагнетания, линию подачи газа 3 в указанную ступень, линии всасывания 4 и нагнетания 5 ступени 2, блок осушки газа и регенерации адсорбента 6, который включает адсорберы 7 и 8. При этом, линия нагнетания 5 ступени 2 соединена с соответствующим адсорбером, например 7, с помощью линии регенерации 9. Кроме того, установка также содержит средство для бесконтактного теплообмена 10. Последнее одной своей стороной 11 на входе соединено с линией подачи газа 3 в ступень 2, а на выходе - с линией всасывания 4 в ступень 2, а другой своей стороной 12 соединено с помощью дополнительных линий первой 13 и второй 14 соответственно на входе - с линией нагнетания 5 ступени 2, а на выходе - с линией регенерации адсорбента 9. Кроме того, первая дополнительная линия 13 перед средством бесконтактного теплообмена 10 и линия нагнетания 5 перед входом в линию регенерации 9, снабжены ЗРА соответственно 15 и 16.

Процесс осуществляется в такой последовательности:

- на линии всасывания 4 ступени 2 устанавливают средство для бесконтактного теплообмена, в данном случае, рекуператор 10;

- газ из линии подачи газа 3 подают в рекуператор 10, при этом он проходит по его стороне 11, а далее по линии 4 поступает на всасывание в ступень 2;

- в ступени 2 газ сжимается и полученный газ нагнетания частично или полностью посредством ЗРА 15 и/или 16 подают на вход в сторону 12 рекуператора 10, где вследствие бесконтактного теплообмена происходит подогрев газа, который идет на всасывание в это время в ступень 2 по стороне 11.

Если газ подогревают, чтобы провести регенерацию адсорбента с повышенной эффективностью, то:

- по линии нагнетания 5 ступени 2 сжатый газ соответственно частично или полностью подают с помощью первой дополнительной линии 13 в рекуператор 10;

- после рекуператора 10 газ нагнетания по второй дополнительной линии 14 подают с помощью линии регенерации 9 в блок осушки 6, а именно в один из адсорберов 7 или 8;

- регулирование количества газа нагнетания, которое подают в рекуператор 10 или в линию регенерации 9, осуществляют с помощью ЗРА 15 и/или 16.

В случае, когда отсутствует потребность в подогреве газа нагнетания и соответственно всасываемого газа, ЗРА 15 перекрывают и открывают ЗРА 16. В этом случае газ нагнетания не направляют в рекуператор 10, а направляют с помощью линии регенерации 9 сразу в блок осушки 6.

Пример 1. Фиг.1. Случай, когда компрессор одноступенчатый и необходим подогрев газа нагнетания для повышения эффективности регенерации адсорбента.

Газ, пройдя блок первичной подготовки (не показан), из линии подачи газа 3 поступает в рекуператор 10, проходит по его стороне 11 и по линии 4 всасывания проходит на всасывание в ступень 2, сжимается в ней и нагнетается в линию нагнетания 5. Из линии нагнетания 5 газ частично или полностью по первой дополнительной линии 13 подается в рекуператор 10, где он проходит по стороне 12, подогревая всасываемый газ, который также в это время проходит по стороне 11 рекуператора 10, вследствие бесконтактного теплообмена между указанными потоками. Подогрев всасываемого газа, который идет в ступень 2, газом нагнетания этой же ступени 2 обеспечивает в свою очередь повышение температуры газа нагнетания. Необходимую температуру газа нагнетания достигают с помощью регулирования величины открытия/закрытия ЗРА 15 и/или 16. Газ нагнетания повышенной температуры направляют с помощью второй дополнительной линии 14 и линии регенерации 9 в блок осушки 6, а именно в адсорбер 7 или 8.

Пример 2. Фиг.2. Случай, когда компрессор многоступенчатый и необходимо повышение температуры газа нагнетания промежуточной ступени 2, который направляется на регенерацию адсорбента.

Газ, сжатый в предыдущей ступени из линии подачи газа 3, в данном случае это линия нагнетания предыдущей ступени, направляется в рекуператор 10, проходит по его стороне 11 и подается по линии всасывания 4 в ступень 2, сжимается в ней и нагнетается в линию нагнетания 5. Из линии нагнетания 5 газ направляется в рекуператор 10. В последнем происходит уже описанный процесс подогрева всасываемого газа путем бесконтактного теплообмена с газом нагнетания этой же ступени. Подогретый газ всасывания обеспечивает после его сжатия повышение температуры газа нагнетания. Из рекуператора 10 газ нагнетания с помощью второй дополнительной линии 14 и линии регенерации 9 направляют в блок осушки 6, а именно в адсорбер 7 или 8.

Пример 3. Фиг.3. Случай, когда необходимо повысить температуру газа последней ступени для проведения регенерации адсорбента.

Газ, сжатый в предыдущей ступени, подается по линии подачи газа 3, в данном случае это линия нагнетания 1 ступени, в рекуператор 10, проходит по его стороне 11, а затем по линии всасывания 4 идет на всасывание в ступень 2, сжимается в ней и нагнетается в линию нагнетания 5. Из последней с помощью первой дополнительной линии 13 газ частично или полностью подают в рекуператор 10, где он проходит по стороне 12. Далее, как и в первых двух примерах, происходит процесс подогревания всасываемого газа, который также в это время проходит через рекуператор 10 по стороне 11. Подогретый газ всасывания после его сжатия обеспечивает повышение температуры газа нагнетания. Как и в примере 1, газ нагнетания повышенной температуры с помощью второй дополнительной линии 14 направляют по линии регенерации 9 в блок осушки 6, а именно в адсорбер 7 или 8.

Похожие патенты RU2315920C2

название год авторы номер документа
УСТАНОВКА ДЛЯ АДСОРБЦИОННОЙ ОСУШКИ ГАЗА 2000
  • Зеря Анатолий Васильевич
  • Ефименко Андриан Иванович
  • Беляев Юрий Васильевич
RU2181166C2
БЛОК ОСУШКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ 2011
  • Денисенко Вадим Викторович
RU2493432C2
СПОСОБ ЧАСТИЧНОГО СЖИЖЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2004
  • Краковский Борис Давыдович
  • Мартынов Владимир Алексеевич
  • Попов Олег Максимович
  • Степ Григорий Хаимович
  • Удут Вадим Николаевич
RU2280826C2
Способ регенерации синтетического цеолита при производстве жидкой двуокиси углерода высшего сорта из подземных источников 2018
  • Пашкевич Роман Игнатьевич
  • Иодис Валентин Алексеевич
RU2690468C1
Установка для адсорбционной осушки газа 1988
  • Быков Александр Константинович
  • Федоренко Николай Дмитриевич
  • Черепов Леонид Владимирович
  • Победимский Евгений Николаевич
SU1679054A1
СПОСОБ ОСУШКИ СЖАТОГО ГАЗА 1997
  • Кузнецов Леонид Григорьевич
  • Борохович Владимир Львович
  • Киселев Виталий Кронидович
  • Колб Михаил Антонович
  • Кузнецов Юрий Леонидович
  • Тропченко Ювеналий Васильевич
RU2106528C1
Устройство для получения инертных газов 1990
  • Подсевалов Александр Борисович
  • Сергиенко Ольга Ивановна
  • Вавилов Алексей Станиславович
  • Кисс Валерий Вячеславович
SU1813706A1
Установка для адсорбционной осушки газа 1988
  • Быков Александр Константинович
  • Зеря Анатолий Васильевич
  • Игитов Александр Сергеевич
  • Федоренко Николай Дмитриевич
  • Черепов Леонид Владимирович
SU1521910A1
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА 2003
  • Бессонный А.Н.
  • Акулов Л.А.
  • Линчевская М.Е.
  • Машковцев П.Д.
  • Судия Т.В.
RU2225971C1
СПОСОБ ОСУШКИ СЖАТОГО ГАЗА 2001
  • Кузнецов Л.Г.
  • Ефремов А.А.
  • Киселев В.К.
  • Борохович В.Л.
  • Абрамов А.И.
  • Тропченко Ю.В.
  • Орлов А.А.
RU2182513C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 315 920 C2

Реферат патента 2008 года ПРОЦЕСС ПОВЫШЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА НАГНЕТАНИЯ ЛЮБОЙ СТУПЕНИ СЖАТИЯ КОМПРЕССОРА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано преимущественно в автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях с адсорбционной осушкой газа. Процесс заключается в том, что газ, который подают на всасывание в ступень сжатия, подогревают путем бесконтактного теплообмена газом нагнетания этой же ступени, затем сжимают его в этой ступени, получая в ней газ нагнетания повышенной температуры. Установка содержит компрессор со ступенью сжатия, линию подачи газа в указанную ступень, линии всасывания и нагнетания этой ступени, блок осушки газа и регенерации адсорбента, включающий адсорберы. Линия нагнетания ступени сжатия соединена с соответствующим адсорбером с помощью линии регенерации. Средство для бесконтактного теплообмена одной своей стороной на входе соединено с линией подачи газа в ступень, на выходе - с линией всасывания в эту ступень, а другой своей стороной на входе - с линией нагнетания ступени, на выходе - с линией регенерации адсорбента с помощью дополнительных линий. Первая дополнительная линия перед средством бесконтактного теплообмена, а линия нагнетания перед входом в линию регенерации снабжены запорно-регулирующей арматурой. Техническим результатом является создание процесса, который обеспечивает повышение температуры нагнетания до необходимого значения в любой ступени, в любое время года, в каких угодно компрессорах. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 315 920 C2

1. Процесс повышения температуры газа нагнетания любой ступени сжатия компрессора, заключающийся в том, что газ, который подают на всасывание в ступень сжатия, где необходимо повысить температуру газа нагнетания, подогревают путем бесконтактного теплообмена газом нагнетания, затем сжимают его в этой ступени, получая в ней газ нагнетания повышенной температуры, отличающийся тем, что газ, который подают на всасывание в указанную ступень, подогревают газом нагнетания этой же ступени.2. Установка для осуществления процесса повышения температуры газа нагнетания любой ступени компрессора, содержащая компрессор со ступенью сжатия, в которой необходимо повышение температуры газа нагнетания, линию подачи газа в указанную ступень, линии всасывания и нагнетания этой ступени, блок осушки газа и регенерации адсорбента, включающий адсорберы, причем линия нагнетания указанной ступени сжатия соединена с соответствующим адсорбером с помощью линии регенерации, а также средство для бесконтактного теплообмена, которое одной своей стороной на входе соединено с линией подачи газа в указанную ступень, а на выходе - с линией всасывания в эту ступень, отличающаяся тем, что средство для бесконтактного теплообмена другой своей стороной на входе соединено с линией нагнетания указанной ступени, а на выходе - с линией регенерации адсорбента с помощью соответственно первой и второй дополнительных линий, при этом первая дополнительная линия перед средством бесконтактного теплообмена, а линия нагнетания перед входом в линию регенерации снабжены запорно-регулирующей арматурой (ЗРА).

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2315920C2

УСТАНОВКА ДЛЯ АДСОРБЦИОННОЙ ОСУШКИ ГАЗА 2000
  • Зеря Анатолий Васильевич
  • Ефименко Андриан Иванович
  • Беляев Юрий Васильевич
RU2181166C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТТАИВАНИЯ В СИСТЕМЕ СЖАТИЯ ПАРА 2001
  • Афлект Коре
  • Бренненг Эйнар
  • Хафнер Армин
  • Нексо Петтер
  • Петтерсен Йостейн
  • Рекстад Ховард
  • Скеуген Гейр
  • Закери Голам Реза
RU2287119C2
RU 2004106190 A, 10.08.2005
US 6401485 В1, 11.06.2002
JP 2004239506 А, 26.08.2004
US 4230470 А, 28.10.1980.

RU 2 315 920 C2

Авторы

Литвиненко Алексей Семенович

Малярчук Станислав Арсентьевич

Зайцев Александр Николаевич

Даты

2008-01-27Публикация

2006-02-28Подача