Способ транспортировки глубоко осушенных и очищенных газов Советский патент 1982 года по МПК F17D1/02 

Изобретение относится к способам транспортировки глубоко осушенных и очищенных газов, например особо чистого водорода, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, радиоэлектронной промышленности, где необходима доставка к потребителю высокочистого и глубоко осушенного газа независимо от длины трубопровода. Известен способ транспортировки газов или жидкостей, согласно которому по двоиному коаксиальному трубопроводу транспортируется газ с низкой или высокой температурами, один зазор между трубопроводами вакуумир.ован, а второй заполнен зашитныУ газом с температурой кипения ниже температуры транспортируемого газа 1. Недостатком известного способа является сложность его осуществления из-за необходимости постоянного контроля за состоянием предохраняющих основной трубопровод оболочек (вакуумной и криогенной). Кроме того, недостатками являются применение особого инертного газа, требующего специального получения, а также необходимость его подбора в зависимости от транспортируемой среды таким образом, чтобь температура кипения была ниже температуры кипения транспортируемой среды. Наиболее близким к предлагаемому является способ транспортировки жидкости или газа, имеющего высокую равномерную скорость по коаксиальному овальному трубопроводу, где по межтрубному пространству противотоком транспортируется среда с увеличивающейся по ходу потока скоростью 2. Однако способ не позволяет транспортировать глубоко осушенные и очищенные газы, так как обеспечивает лишь сохранение постоянного коэффициента теплопередачи между средой, транспортируемой по внутреннему трубопроводу, и средой, движущейся противотоком по межтрубному пространству. Доставка к потребителю высокочистого и глубоко осушенного, газа путем простого заполнения межтрубного пространства инертным газом или жидкостью практически невозможна. Это обусловлено тем, что при транспортировке, например, особо чистого водорода даже по трубопроводу из нержавеющей стали возникает явление «натекания из внешней среды различных газовых примесей через неПЛОТНОСТИ (течи) и толщу конструкционного ,aтepиaлa путем диффузии. Это происходит несмотря на то, что давление в трубопроводе может, составлять де.ятки атмосфер. Все зависит от разности гирниальных давлений компонентов газовой срелы, транспортируемых по трубопроводу и .одящихся снаружи него. Даже при создании вакуумной промежуточной оболочки загрязняющие примеси из полости, где находится газ с избыточным давлением, диффундируют в вакуумную полость, а оттуда в трубопровод, транспортирующий высокочистый и глубоко осушенный газ. Кроме того, трубопроводы должны изготавливаться из дорогостоящих нержавеющих сталей, что экономически невыгодно. Цель изобретения - обеспечение доставки потребителю высокочистого и глубоко осущенного технологического газа при значительной протяженности трассы. Эта цель достигается тем, что согласно способу транспортировки по коаксиальному трубопроводу высокочистого и глубоко осушенного газа с подачей среды противотоком по межтрубному пространству, технологический газ подают по внутреннему трубопроводу потребителю с максимально возможной скоростью для этого газа, но не менее 10 м/с, а в качестве среды, подаваемой противотоком, используют отработанный газ, который перед подачей в межтрубное пространство предварительно компримируют, осушают и очищают. При этом отработанный газ перемещают со скоростью, равной или большей скорости технологического газа. На чертеже изображена блок-схема для осуществления способа. Блок-схема включает вакуумно-водородную печь 1, вход которой соединен трубопроводом 2 технологического газа с блоком 3 тонкой очистки и осущки технологического газа, а выход - со снабженным газодувкой 4 (или компрессором) трубопроводом 5 отработанного газа, соединенным, в свою очередь, с блоком 6 предварительной очнетки-осущки отработанного газа. Трубопровод 2 технологического газа выполнен из коаксиальных труб - внутренней 7 и внещней 8. Межтрубное пространство технологического трубопровода 2 соединено перед печью 1 с трубопроводом 9 оборотного газа, а после блока 3 - байпасной линией 10 с трубопроводом 11 подачи газа к блоку 3. Технологический газ, подвергающийся тонкой очистке и глубокой осушке подается по трубопроводу 11 в блок 3 тонкой очисткиосушки и оттуда по трубопроводу 2 к вакуумно-водородной печи 1, откуда газояувкой 4 (или компрессором), имеющей регулятор давления, отработанный газ подается в блок 6 (адсорбентный фильтр). После предварительной очистки и осушки отработанный газ ПО трубопроводу 9 подается в межтрубное пространство коаксиального трубопровода 2, противотоком технологическому газу, и поступает вновь на блок тонкой очистки-осушки. Пример. Полученный из диссоциированного аммиака в диффузионном блоке с фильтрами из палладиевого сплава особо чистый водород чистотой 99,9999 об. % и точкой росы минус 70°С с давлением 1,2 атм по трубопроводу из углеродистой стали подают в муфельную проходную печь американской фирмы «Древер. Расход водорода составляет 125 при скорости 10,8 м/с. Отработанный газ после печи компримируют и через блок предварительной очистки-осушки, заполненный цеолитами с давлением 1,22 ати, подают в межтрубное пространство противотоком технологическому газу со скоростью 12,5 м/с, откуда он снова подается в блоке тонкой очистки в смеси с исходным сырьевым газом. Точка росы технологического газа перед печью составляет минус 68°С и измеряется влагомерами типа КИВГДВ и Г-2. Содержание примесей в водороде измеряется хроматографом типа ТП1120 и составляет, %: СО 0,001; COj 0,001; 0,0015. Таким образом чистота водорода поддерживается на уровне 99,996 об. %. Оборотный газ, выходящий из печи, имеет точку росы минус 20°С, а количество примесей в нем составляет, %: СО 0,08; COj 0,15; 0,1. После блока очистки цеолитами точка росы оборотного газа равняется минус 40°С, а содержание примесей составляет, /о: СО 0,03; СОг 0,003; Н.О 0,012. Использование способа позволит подавать высокочистый и глубоко осущенный водород потребителю по трубопроводу из обычной углеродистой стали на расстояние 1,5 км без существенного изменения его состава и влагосодержания - факторов, имеющих решающее значение в технологии при обжиге дорогостоящих особотонкостенных нержавеющих труб. Формула изобретения 1.Способ транспортировки глубоко осушенных и очищенных газов по коаксиальному трубопроводу с подачей среды противотоком по межтрубному пространству, отличающийся тем, что, с целью обеспечения доставки потребителю высокочистого и глубоко осушенного газа при значительной протяженности трассы, технологический газ подают по внутреннему трубопроводу с максимально возможной скоростью для этого газа, но не менее 10 м/с, а по межтрубному пространству в качестве защитной среды подают отработанный газ, который предварительно компримируют, осушают и очищают. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанный газ перемещают со скоростью.

равной или большей скорости технологического газа.

Источники информации, принятые во внимаИие при экспертизе

1.Патент Франции № 2084967, кл. F 16 L 59/00, рпублик. 1971.

2.Патент США № 3263933, кл. 239опублик. 1966 (прототип).

2

7

J

10