RU2002176C1 - Способ сжижени газа и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

щено с паровым пространством конденсатора смещени ,

На чертеже изображена cxeVia, иллюстрирующа  способ сжижени  газов, и устройство дл  его осуществлени .

Процесс сжижени  газа осуществл ют при помощи одновременной совместной работы двух термодинамических циклов: первый - сжижение природного газа, второй - рефрижераторный метановый цикл, Цикл сжижени  природного газа включает газовую сеть 1, смеситель 2, газовый компрессор 3 с электродвигателем 16, конденсатор-испаритель 4 с дроссельным вентилем 17, кожухотрубный теплообменник 12, сое- диненные между собой трубами.

К конденсатору-испарителю 4 подключен насос 5 дл  подачи сжиженного природного газа (СПГ) потребителю 7 по магистральному газопроводу 15 дл  транс- портировки СПГ за счет использовани  тепла окружающей среды.

Рефрижераторный метановый цикл включает насос 8, трубное пространство конденсатора-испарител  4, газовую турби- ну 9 с электрогенератором 14, конденсатор смешени  10 с эжектором 13, дроссельным вентилем 18, кожухотрубным конденсатором 11,соединенные между собой трубами. Конденсатор смешени  10 внутри имеет на- садку из колец Рашига, расположенных в двух отсеках.

Гас с температурой 295 К и давлением около 4 кгс/см2, подлежащий сжижению, из газовой сети 1 поступает в смеситель 2, где газ охлаждают до 267 К парами сжиженного газа с температурой 125-135 К, поступающими из теплообменника 12. Охлажденный в смесителе 2 газ поступает в компрессор 3, где газ сжимают до 8-10 кгс/см , при этом температура газа повышаетс  до 315 К, из компрессора 3 газ поступает в межтрубное пространство конденсатора-испарител  4, где газ охлаждают до 125 К и сжижают за счет испарени  хладагента в трубках кон- денсатора-испарител  4, где происходит процесс передачи тепла от сжижаемого газа хладагенту. Жидкий газ, полученный в межтрубном пространстве конденсатора-испарител  4, раздел ют на два потока, из которых основной поток насосом 5 подаетс  потребителю по трубе 15 или в хранилище СПГ дл  его использовани  в качестве моторного топлива или в качестве энергоносител , другой поток дросселируют через дроссельный вентиль 17 и подают в трубное пространство кожухотрубноготеплообменника 12 и в конденсатор смешени  10 дл  сжижени  паров хладагента, поступающего по трубе из конденсатора смещени  10 за

счет кипени  и испарени  жидкого газа в трубках теплообменника 12, пары по трубе подают в смеситель 2 дл  охлаждени  сжижаемого газа. Процесс сжижени  газа повтор ют ,

В межтрубном пространстве конденсатора 11 производ т сжижение паров хладагента , поступающего из конденсатора смешени  10 по трубе, сжижение паров хладагента производ т за-счет испарени  части жидкого хладагента после дросселировани  через вентиль 18 и поступлени  в трубки конденсатора 11, где жидкий хладагент кипит, испар етс  и откуда пары через эжектор 13 поступают в жидкостное пространство конденсатора смешени  10; в качестве рабочего агента в эжектор 13 поступают пары хладагента из конденсатора смешени  10 и эжектируемые пары из конденсатора 11. Жидкий хладагент из аппаратов 10, 11 и 12 по трубам поступает в насос 8, его сжимают в насосе и направл ют в трубное пространство конденсатора-испарител  4, где жидкий хладагент под давлением до 50 кгс/см подогревают, испар ют и получают пар с температурой 200 К, который по трубопроводу направл ют в турбину 9, где в процессе адиабатического расширени  он совершает механическую работу как привод компрессора 3 или электрогенератора 14, при этом давление паров хладагента снижаетс  до 3-5 кгс/см . температура пара снижаетс  до 109 К, часть паров переходит в жидкое состо ние. Количество жидкого хладагента после турбины составл ет 23-24%. Смесь паров и жидкого хладагента из турбины 9 по трубе поступает в нижнюю часть конденсатора смешени  10, под кольца Рашига, в аппарате происходит отделение пара от жидкости, жидкий хладагент накапливаетс  в нижней части аппарата 10 и используетс  дл  конденсации пара, в том числе: основное количество паров хладагента сжижают в конденсаторе смешени  путем подачи жидкого газа в верхнюю часть аппарата и его встречи с парами на кольцах Рашига, а часть паров хладагента сжижаетс  в теплообменниках. Жидкий хладагент из аппаратов 10, 11 и 12 возвращают в цикл.

Пары хладагента из конденсатора 11 эжектируютс  в жидкость, наход щуюс  в нижней части конденсатора смешени  10, где пары конденсируют.

Данные способ сжижени  газа и устройство дл  его осуществлени  обеспечивают повышение эффективности производства сжиженного газа за счет использовани  энергии самого сжижаемого газа и повышение производительности установки благодар  применению смесител , конденсатора

смешени  и теплообменных аппаратов, в которых происход т процессы массо- и теплообмена при изменении агрегатного состо ни  и применению метана в качестве хладагента.

Установка имеет возможность осуществлени  процесса сжижени  газа при работе энергетического оборудовани  в нескольких вариантах:

первый - работу компрессора 3, турбины 9 и электрогенератора 14 осуществл ют совместно, при этом турбина мощностью 618000 кВт  вл етс  приводом дл  компрессора мощностью 276000 кВт и дл  электрогенератора мощностью 324000 кВт;

второй - работу компрессора 3 и электродвигател  16 осуществл ют отдельно от работы турби ны 9 и электрогенератора 14, при этом мощность последних составл ет

Claims (2)

1. Способ сжижени  газа путем сжати  и охлаждени , осуществл емого замкнутым рефрижераторным циклом, в котором хладагент сжимают, охлаждают, расшир ют и нагревают, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности, сжиженный газ раздел ют на два потока, один

из которых дросселируют и испар ют при

теплообмене с хладагентом рефрижераторного цикла, полученные пары смешивают с потоком газа перед его сжатием, при этом в рефрижераторном цикле пары хладагента после теплообмена со сжатым газом расшир ют в турбине и полученный парожидкостный поток конденсируют с последующим отводом двух паровых и двух жидкостных потоков, один из жидкостных потоков дросселируют и нагревают при теплообмене с одним из паровых потоков, который при этом сжижают, второй паровой поток хладагента сжижают при теплообмене с потоком газа после дроссел , полученные потоки жидкого хладагента соедин ют и подают на сжатие, несконден618000 кВт при сжижении 100 млрд.м3 газа в год.

2,0

Холодопроизводительность установки

,пэ ккал

1U , котора  равна количеству

тепла, использованного при сжижении природного газа.

Удельный расход энергии на сжижение

газа составл ет 0,044 кВт ч/кг, что в восемь раз меньше удельного расхода энергии по сравнению с детаидерными циклами (0,38-0,42 кВт ч/кг). КПД рефрижераторного цикла равен 50-55%.

(56) Авторское свидетельство СССР № 423990. кл. F 25 D 1 /00, 1975.

Авторское свидетельство СССР №315374, кл. F25J 1/00, 1971.

5

0

5

0 5

сировавшиес парыхладагента

эжектируют и конденсируют.

2. Устройство дл  сжижени  газа, содержащее компрессор и конденсатор-испаритель , трубное пространство которого сообщено с замкнутым рефрижераторным контуром, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности, оно снабжено смесителем и кожухотрубным теплообменником , трубное пространство которого посредством трубопровода с дросселем на входе соединено с межтрубным пространством конденсатора-испарител , а на выходе - со смесителем, при этом рефрижераторный контур выполнен в виде последовательно соединенных насоса, трубного пространства конденсатора-испарител , турбины и конденсатора-смешени , паровое пространство которого сообщено с межтрубным пространством конденсатора и пассивным соплом эжектора , установленного выходным соплом в жидкостное пространство конденсатора смешени , а активное сопло эжектора сообщено с паровым пространством конденсатора смешени .

$

ишллд