Установка для получения и выдачи криогенных продуктов Советский патент 1986 года по МПК F25J3/04 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности, к получению и непрерывной выдаче потребителю продуктов разделения газовой смеси как в жидком, так и в газообразном виде под любым (1-200 атм) давлением.

Цель изобретения - снижение затрат на получение и выдачу криогенных продуктов.

На чертеже изображена схема установки получения и непрерывной выдачи жидких и газообразных криогенных продуктов разделения газовой смеси. ;

Устройство содержит компрессор 1, установку 1 низкотемпературной ректификации, установку 3 выдачи криогенного продукта, потребитель 4, обратные автоматические клапаны 5 и 6, емкость 7, испаритель 8, трехходовый клапан 9, регулирующие вентили 10-12, турбодетандер 13, теплообменник 14, трубопроводы 15-18.

Устройство работает следующим образом.

Газовая смесь сжимается компрессором 1, охлаждается в межтрубных пространствах испарителя 8 и теплообменника 14 и. направляется в установку 2 низкотемпературной ректификации, где происходит разделение газов ой смеси и получение жидкого криогенного продукта. Из источника жидкого криогенного продукта установки 2 низкотемпературной ректификации жидкий криогенный продукт самопроизвольно отбирают в емкость 7 через трубопровод 15 и впускной автоматический обратный клапан 5 под действием статического столба жидкости в установке 2, при этом емкость 7 сообщается через трехходовый клапан 9 трубопроводом 16 с газовым пространством источника 2. Жидкий криогенный продукт полностью заполняет емкость 7, и обратный клапан 5 автоматически закрывается.

Принудительным переключением трехходового клапана 9 емкость 7 сообщают с газовым пространством испарителя 8, давление газа в котором на величину статического столба жидкости емкости 7 больше, чем под выпускным обратным клапаном 6. Под действием этого перепада давления жидкий криогенный продукт вытесняется из емкости 7 через автоматический выпускной обратный клапан 6 в трубное пространство испарителя 8 и через вентиль 10 потребителю. После вытеснения жидкости из емкости 7 обратный клапан 6 автоматически закрывается. Принудительным переключением трехходового клапана 9 газовое пространство испарителя 8 отключают от емкости 7, при этом емкость сообщают с газо- вым пространством источника 2 и газ из полости емкости 7 сбрасывают в газовое пространство источника 2.

Таким образом, емкость 7 подготовлена для самопроизвольного заполнения жидким

0 криогенным продуктом из источника 2 и процесс периодической подачи жидкого криогенного продукта разделения газовой смеси в трубное пространство испарителя 8 и через вентиль 10 повторяется.

Непрерывность выдачи жидкого крио5 генного продукта потребителю 4 достигается подключением и работой испарителя 8, который в момент заполнения емкости 7 выдает из трубного пространства под избыточным давлением газифицируемый криогенный продукт под действием тепловой энер- гии предварительно сжатой газовой смеси. Если потребителю 4 требуется газообразный криогенный продукт низкого давления (например 6 атм), то целесообразно использовать турбодетандер 13, в котором

5 происходит изоэнтропное расширение газифицируемого криогенного продукта (при давлении, например, 80 атм) с получением полезной механической энергии на валу тур- бодетандера и полезного низкотемпературного холода процесса изоэнтропного рас0 щирения в трубном пространстве теплообменника 14.

Холод газификации и изоэнтропного процесса расширения отбирается в межтрубных пространствах испарителя 8 и теплообменника 14 предварительно сжатой газовой

смесью в компрессоре 1, который направляется по трубопроводам 17 и 18 в установку низкотемпературной ректификации газовой смеси.

Предлагаемая установка позволяет получать криогенные продукты низкотемператур ной ректификации газовых смесей с меньшими энергозатратами, используя при этом тепловую энергию окружающих тел, сжатой газовой смеси, а также позволяет непрерывно выдавать потребителю как жид кие, так и газообразные криогенные продукты под любым (1-200 атм) давлением.