Способ газификации криогенной жидкости Советский патент 1985 года по МПК F17C9/02 F28D15/00 

Изобретение относится к технике газификации криогенных жидкостей и может быть использовано в газификационных установках, применяемых в промышленности для заправки реципиентов продуктами разделения воздуха и другими газами.

Известен способ теплообмена между двумя средами, проходящими по трубам, через промежуточньй теплоноситель, содержащий жидкую и газообразную фазы; устройство для его осуществления содержит кожухотрубньй теплообменник, трубы для сред расположены друг над другом, в межтрубной полости расположен теплоноситель СП.

Известен способ термостатирования среды, включающий ее теплообмен с промежуточным теплоносителем с температурой плавления, равной температуру термостатирования среды; в качестве теплоносителя используют воду с параметрами ее тройной точки 2.

Однако указанные способы, применяемые для газификации криогенной жидкости, требуют значительных затрат энергии и сложной системы автоматического регулирования температуры. I

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ газификации криогенной жидкости,включающий ее подогрев атмосферным возду хом с получением продукционного газа и ее предварительньй подогрев путем теплообмена с продукционным газом, ,а также подогрев продукционного газа до заданной температуры перед подачей потребителю С 3.

Однако дополнительная операция по подогреву продукционного газа требует сложной системы автоматического регулирования температуры и дополнительньк затрат энергии, снижает точность и надежность поддержания температуры продукционного газа.

Цель изобретения - повьшение стабильности температуры продукционного газа.

Для достижения указанной цели согласно способу газификации криогенной жидкости, включающему подогрев атмосферным воздухом с получением продукционного газа и ее предварительньй подогрев путем теплообмена с продукционным газом, теплообмен между криогенной жидкостью и прЬдукционным газом осуществляют через промежуточньй теплоноситель, при этом продукционньй газ охлаждают до температуры фазового перехода теплоносителя

На фиг. 1 схематично изображена установка для реализации предложенного способа; на фиг. 2 - теплообменник для стабилизации температуры продукционного газа.

Установка состоит из атмосферного испарителя 1, связанного с насосом (не показан) трубопроводом 2 для криогенной жидкости. Испаритель 1 трубопроводом 3 .соединен с наполнительной рампой 4. Установка снабжена теплообменником 5, содержащим кожух для промежуточного теплоносителя, змеевик 6 для криогенной жидкости и змеевик 7 для продукционного газа, расположенные соответственно в верхней и нижней частях кожуха Промежуточньй теплоноситель содержи при рабочих температурах потоков, поступающих в змеевики 6 и 7, жидкую, твердую и газообразную фазы и имеет при этих условиях- температуру плавления, близкую к необходимой температуре стабилизации продукционного газа. Например, газифицируемой криогенной жидкостью является кислород, температура которого после насосра составляет 95-100 К, а после атмосферного испарителя 223-323 К, в качестве промежуточного теплоносителя использована шестифтористая сера (элегаз), температура тройной точки которой равна 222 К, давление 200 кПа, при этом элегаз содержит твердую, жидкую и газообразную фазы

Способ осуществляется следузощим образом.

Криогенную жидкость подают насосом по трубопроводу 2 в змеевик 6 теплообменника 5, где предварительно подогревают теплом продукционного газа. Затем криогенную жидкость .подогревают теплом атмосферного воздуха в испарителе 1 с получением продукхщонного газа с температурой, большей заданной температуры стабилизации, например 222 К (-50 С), т.е. наименьшей возможной температуры средней рслиматической зоны, в которой находится газификатор. Затем продукционный газ подают в змеевик 7, где его охлаждают до температуры, близкой к 222 К. При этом элегаз кипит на поверхности змеевика 7, конденсируется и вьмораживается на змеевике 6, обеспечивая эффективную теплопередачу от продукционного газа к криогенной жидкости. После этого продукционный поток по трубопроводу 3 подают на рампу 4 для заправки баллонов.

Кроме теплоносителей, температура тройной точки которых соответствует температуре стабилиза1щи продукционного газа, могут использоваться и теплоносители, замерзающие на заданном температурном уровне, например водосоляные растворы. Их температура замерзания определяется

концентрацией соли NaC1, СаС1 и т.п Коэффициенты теплопередачи в этом случае несколько ниже, однако давление теплоносителя всегда соответствует атмосферному и отсутствует необходимость герметизации кожуха.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет исключить из газификатора электронагреватели и сложную систему автоматической стабилизации температуры продукционного газа. При этом значительно снижаются затраты энергии на газификацию, повышается надежность и точность регулирования температзфы продукционного газа.

СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ, включающий ее подогрев атмосферным воздухом с получением продукционного газа и. ее предварительный подогрев путем теплрбмена с продукционным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности температуры про- . дукционного газа, теплообмен между криогенной жидкостью и продукционным газом осуществляют через промежуточный теплоноситель, при этом продукционньй газ охлаждают до температуры фазового перехода теплоносителя. л

fptjs.2