Получение и использование сжиженного природного газа повышенной плотности способом вакуумного охлаждения

Одним из вариантов охлаждения в области «жидкость — пар» является процесс непосредственного вакуумирования жидкости из резервов хранилища по линии ее насыщения. Этот способ требует постепенного понижения давления над жидкостью и непрерывного отвода образующихся паров из резервуара или емкости-охладителя, который может осуществляться с помощью вакуум-насосов и эжекторных установок, использующих в качестве активного газа воздух или азот.

Получение и использование сжиженного природного газа повышенной плотности способом вакуумного охлаждения

Этот способ может быть применен для осуществления охлаждения СПГ в процессе заправки баков потребителя с помощью теплообменника с кипящим в нем под вакуумом СПГ. Однако учитывая, что при вакуумировании СПГ из него будут отводиться прежде всего пары метана, возможны и некоторые изменения процентного состава смеси в теплообменнике, что, в свою очередь, будет отражаться на температуре. Поэтому этот метод требует экспериментальной проверки и отладки. Его принципиальная схема показана на рисунке ниже.

Получение и использование сжиженного природного газа повышенной плотности способом вакуумного охлаждения

Специального вакуумного оборудования для откачки холодных паров криогенных жидкостей отечественная промышленность не выпускает. Наличие низких температур рабочей среды, необходимость исключения смазки общего назначения из-за опасностей ее затвердевания, возможность возникновения взрыва и пожара накладывают определенные ограничения на выбор вакуумного оборудования. Анализ возможностей использования различных устройств для откачки холодных газов позволяет констатировать, что для откачки паров метана в настоящее время могут использоваться только два типа насосов: водокольцевые и газоструйные (эжекторы). В водокольцевых насосах безопасность работы обеспечивается тем, что узлы и детали, находящиеся в контакте с криогенной жидкостью, обильно омываются водой, а исключение замерзания воды обеспечивается теплом, поступающим отвращения, с помощью электропривода насоса (естественно, в определенных пределах). То же самое можно сказать и о конденсаторных установках.

Отечественная промышленность серийно выпускает ряд водокольцевых насосов с номинальной производительностью от 90 до 9000 м3/ч. Увеличение производительности этих вакуум-насосов при низких температурах может быть достигнуто путем уменьшения прогрева газа в рабочих камерах насоса за счет использования в машине жидкости с низкой температурой замерзания. Наиболее экономичными и перспективными вакуум-насосами для откачки паров криогенных жидкостей следует признать лопаточные вакуум-насосы центробежного типа, способные откачивать «холодный» продукт. Снижение температуры газа перед такими насосами позволит получить высокие степени сжатия в одной ступени и резко снизить потребляемую мощность, но их до сих пор отечественной промышленностью не создано.

В связи с отсутствием широкого спектра вакуумных насосов для охлаждения криогенных жидкостей и их относительно малой производительностью возникла необходимость в разработке и создании специально для ракетно-космической техники эжекторных установок, использующих в качестве активного газа воздух или азот. Такие эжекторные агрегаты удалось создать с коэффициентом эжекции, равным 0,11…0,25 при давлении активного газа 600…800 кПа. При их применении повышается безопасность работ, так как откачиваемый продукт разбавляется активным газом, в качестве которого выступает нейтральный газ — азот. Такие установки, в том числе двухступенчатые, могут быть использованы и для охлаждения СПГ.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector