Способ испарения сжиженного углеводородного газа Советский патент 1989 года по МПК F17C7/04 

Изобретение относится к газоснабжение , в частности к испарению сжиженных углеводородных газов в проточных газификаторах, и может быть использовано при газоснабжении смесями сжиженных углеводородных газов сельскохозяйственных и жилищно-коммунальных потребителей.

Цель изобретения - повышение удельных теплопритока и паропроизводитель- ности.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Спо9об осуществляется следующим образом.

По трубопроводу 1 производят подачу жидкой фазы в нижнюю часть подземного вертикального проточного газификатора 2 постоянного диаметра d. В газификаторе 2 осуществляют полное испарение, жидкой фазы за счет тепло-притока при ее движении снизу вверх. По трубопроводу 3 производят отбор паровой фазы из верхней части газификатора 2.

П р и м е р . Из баллона в нижнюю часть вертикального проточного газификатора с абсолютным давлением / 0,115 ШТа подавалась охлажденная до начальной температуры кипения смесь, состоящая из 50 мол. % пропана и 50 мол.% н-бутана. Испарение смеси осуществлялось за счет теплопритока к наружной поверхности газификатора от окружающего воздуха с температурой 14,5 С. Отбор паровой фазы производился из верхней части газификатора .

с последующим снижением давления до 300 Па и измерением объемного расхода с помощью счетчика ГСБ-400. Для создания интенсивности теплообмена, идентичной с подземным газификатором, наружная поверхность стеклянной трубки была покрыта тепловой изоляцией с оставлением в ней отверстий для на блюдения за процессом кипения. Температуру начала и конца кипения измеряли с помощью ртутных термометров. Удельную паропроизводительность газификатора определяли как отношение массового расхода.(кг/ч) к поверхности испарения газификатора (м) . ГГо- верхность испарения находили по высоте испарительного участка.

Согласно предлагаемому способу испарения движение паровой фазы после полного испарения жидкой фазы осуществлялось при величине критерия Фруда 5,9.10. . Температура начала и конца кипения смеси пропан - н-бутан соответственно -20, и -5,1 С, средняя температура смеси -12,.

Согласно известному способу испарения отбор паров осуществлялся при величине критерия Фруда 0,00027. Температура кипения смеси сохраняла прак тически постоянное по высоте кипящего слоя значение (-5,4 С).

Ниже приведены результаты испарения смеси пропан - н-бутан в проточном газификаторе по предлагаемому способу.

Состав сжиженного га

Пропан

н-Бутан

Площадь проходного

сечения газификатора, м2 Объемный расход па-- ровой фазы, Массовый расход па- ровой фазы, кг/ч Объемная скорость паровой фазы в газификаторе, м/с Критерий Фруда для паровой фазы в газификатореСредняя температура кипения смеси, по

высоте кипящего слоя

Температурный напор между теплоподводя- щей средой (воздухом) и кипящей смесью .

Поверхность испарения газификатора, м Удельная паропроизводительность газификатора (т.е. OTHoDieHHe массового расхода к поверхности испарения) , кг/ч м2 Увеличение удельной паропроизводитель- ности предлагаемого способа испарения по сравнению с известным, %

о

0

5

5

0

5 Q

г

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает повышение удельных теплопритока и паропроизво- дительности вертикального проточного подземного газификатора сжиженных углеводородных газов, состоящих из смесей компонентов с разными температурами кипения, таких как пропан и бутан, за счет движения паровой фазы при величине критерия Фруда не менее 5,9- 10 .

В эксплуатационной практике увелИ чение критерия Фруда паровой фазы в подземном вертикальном газификаторе больше нецелесообразно потому, что потери давления на трение и подъем парожидкостной смеси в газификаторе становятся соизмеримыми и разными минимальному абсолютному давлению на входе в газификатор (0,115 МПа). В этом случае способ испарения становится неосуществимым, так как жидкая фаза не будет поступать в газификатор.

В качестве объекта использовался вертикальньй проточный газификатор, вьшолненный из стеклянной трубки внутренним диаметром 0,004 м и наружным 0,006 м. Поверхность стеклянной трубки тепловой изоляцией не покрывалась.

Ниже приведены результаты испарения смеси прсщан - н-бутан в проточном газификаторе по предлагаемому способу при максимально возможной величине критерия Фруда (510).

Состав сжиженного , мол.% Пропан50

н-Бутан50

Площадь проходного сечения газификатора, м Объемный расход паровой фазы, Массовый расход паровой фазы, кг/ч Объемная скорость паровой фазы в газификаторе, м/с Критерий Фруда для паровой фазы в газификаторе

Средняя температура кипения смеси по высоте кипящего С

0,0000126

0,63

1,64

14 5-10

-12,7

слоя.

Температурный нйпор теплопроводящей средой (воздухом) и кипящей смесью 23,2 Как видно из приведенных данных, при максимально возможном значении категория Фруда (5«10 ) средняя температура к смеси как и при мийимальном значенни(5,9-Ю ) снизилась по сравнению с прототипом от -5,4 до -12,7° В то же время температурный напор между теплоподводящей средой и кипящим сжиженным газом увеличился с 13,9 (прототип) до 23, (предлагае мый способ). Это позволяет сделать вывод, что при максимальном значении критерия Фруда (5-10) так же, как и при минимальном (5,9.10), достига

511514

ется повышение удельных теплопритока и паропроизводительности подземного вертикального проточного газификатора сжиженных углеводородных газов, состоящих из смеси компонентов с раз- . ной температзфой кипения, за счет понижения средней температуры кипения смеси и, как следствие, увеличе-

Q ние температурного напора между теп- лоподводящей средой и кипящим сжиженным газом. При этом жидкая фаза в процессе испарения на любом участке газификатора движется совместно с па}5 ровой фазой снизу вверх и находится с ней в состоянии химического равновесия.

.

Формула изобретения

20

Способ испарения сжиженного углеводородного газа, состоящего предпочтительно из смеси пропана и бутана, включающий подачу жидкой фазы в ниж25 нюю часть подземного вертикального проточного газификатора с постоянным по высоте диаметром, полное испарение жидкой фазы при движении ее в га зофикаторе, отбор паровой фазы из

30 верхней части газификатора, отличающийся тем, что, с целью повышения удельных теплопритока и паропроизводительности, движение паровой фазы в газификаторе осуществляют при величине критерия Фруда 5,9х

J0. .,5ИОз.

/

Способ испарения сжиженного углеводородного газа, состоящего из смеси компонентов с разной температурой кипения относится к газоснабжению, может быть использовано при газоснабжении смесями сжиженных углеводородных газов сельскохозяйственных и жилищно-коммунальных потребителей и позволяет повысить удельный теплоприток и удельную паропроизводительность газификатора. Способ включает подачу жидкой фазы в нижнюю часть газификатора, полное испарение жидкой фазы за счет теплопритока при ее движении снизу вверх в газификаторе и дальнейшем движении только паровой фазы с ее отбором из верхней части газификатора. Движение паровой фазы в газификаторе после полного испарения жидкой фазы осуществляют при величине критерия Фруда от 5,9.10^-3 до 5,0.10³. 1 ил., 2 табл.