Способ сжижения газа
В способе сжижения газа сжижаемый газ подают в верхнее трубное пространство теплообменника. Хладагент испаряют в нижнем межтрубном пространстве теплообменника и подают в его верхнее межтрубное пространство. Сжиженный газ отводят из нижней части верхнего трубного пространства. Пары хладагента из верхнего межтрубного пространства подают в нижнее трубное пространство. Пары хладагента из нижнего трубного пространства теплообменника подают в регенераторы, через которые поочередно пропускают сжижаемый газ. Из регенераторов пары хладагента подают в систему утилизации. Использование изобретения позволит уменьшить потери жидкого криогенного хладагента и сжижаемого газа. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано преимущественно в энергетике при производстве жидкого криогенного топлива, например жидкого метана.
Известен способ сжижения газа, предусматривающий охлаждение его жидким хладагентом в теплообменнике, имеющем трубное и межтрубное пространства, при этом сжигаемый газ подают в трубное, а жидкий хладагент - в межтрубное пространства (см. книгу Д.Л. Глизманенко "Получение кислорода". М., 1965, с.456, рис.188). Недостатками этого способа сжижения газа являются низкие производительность и экономичность в связи с заполнением теплообменных труб кристаллами сжижаемого газа. Наиболее близким к предлагаемому способу сжижения газа по технической сущности является способ сжижения газа, включающий охлаждение его жидким хладагентом в теплообменнике, имеющем трубное и межтрубное пространства, при этом сжижаемый газ подают в трубное, а хладагент - в межтрубное пространство, причем сжижаемый газ в трубное пространство подают под одинаковым давлением одновременно сверху и снизу, а сжиженный газ из трубного пространства отводят из его средней части (см. патент Российской Федерации 2087811, кл. F 25 В 39/04, 1994). Недостатками данного способа сжижения газа являются также низкие производительность и экономичность из-за потерь значительного количества сжижаемого газа, охлажденного до температуры, близкой к его температуре сжижения, вследствие отсутствия соглассованности поверхностей теплообмена верхней и нижней частями теплообменника. Целью изобретения является повышение производительности и экономичности путем уменьшения потерь жидкого криогенного хладагента и сжижаемого газа. Поставленную цель достигают тем, что в известном способе сжижения газа, включающем охлаждение его жидким криогенным хладагентом в теплообменнике, имеющем верхнее и нижнее трубные и верхнее и нижнее межтрубные пространства, при этом сжижаемый газ подают в верхнее трубное пространство, хладагент испаряют в нижнем межтрубном пространстве и подают в верхнее межтрубное пространство, а сжиженный газ отводят из верхнего трубного пространства снизу, пары хладагента из верхнего межтрубного пространства подают в нижнее трубное пространство, а также тем, что пары хладагента из нижнего трубного пространства теплообменника подают в регенераторы, через которые поочередно пропускают сжижаемый газ, а также тем, что пары хладагента из ренегераторов подают в систему утилизации. В известных технических решениях признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа, не обнаружены, что позволяет сделать вывод о существенности отличий. На чертеже представлена упрощенная принципиальная схема установки для осуществления предлагаемого способа сжижения газа. Установка содержит теплоизолированный вертикальный кожухотрубный теплообменник 1, имеющий верхнее 2 и нижнее 3 трубные и верхнее 4 и нижнее 5 межтрубные пространства, трубопроводы 6 и 7 для подвода сжижаемого газа и жидкого криогенного хладагента соответственно в верхнее трубное 2 и нижнее межтрубное 5 пространства, трубопроводы 8 и 9 для отвода сжиженного газа и паров хладагента соответственно из верхних трубного 2 и межтрубного 4 пространств, трубопровод 10 для подачи паров хладагента из верхнего межтрубного пространства 2 в нижнее трубное пространство 3 и трубопровод 11 для отвода паров хладагента из нижнего трубного пространства 3. Теплообменник 1 снабжен датчиками 12 и 13 уровня. Трубопровод 6 имеет фильтр 14 и датчики 15 и 16 соответственно давления и температуры, трубопровод 7 - запорно-регулирующий орган 17, трубопровод 8 - датчики 18 и 19 соответственно давления и температуры, трубопровод 9 - быстродействующий запорный орган 20, предохранительный клапан 21 и датчики 22 и 23 соответственно давления и температуры, а трубопровод 10 - запорно-регулирующий орган 24. Запорно-регулирующий орган 17 снабжен блоком управления 25, подключенным через датчик 13, быстродействующий запорный орган 20 - блоком управления 26, подключенным через датчик 22, а запорно-регулирующий орган 24 - блоком управления 27, подключенным через датчик 23. Установка может быть снабжена регенераторами 28 и 29, теплые концы 30 и 31 которых сообщены с газопроводом посредством трубопровода 32 и атмосферный посредством коллекторов 33 и 34, а холодные концы 35 и 36 - с трубопроводами 6 и 11 посредством коллекторов 37 и 38 соответственно. При этом коллектор 33 имеет быстррдействующие запорные органы 39 и 40, а коллектор 34 - быстродействующие запорные органы 41 и 42, управляемые блоком управления 43, подключенным через реле 44 времени. Она может быть снабжена смесителем 45, газовая полость которого сообщена с трубопроводом 8 и атмосферой посредством трубопровода 46, имеющего запорно-регулирующий орган 47 и датчики 48 и 49 соответственно давления и температуры, а жидкостная полость - с хранилищем посредством требопровода 50, имеющего запорно-регулирующий орган 51, снабженный блоком управления 52, подключенным через датчик 19. Регенератор 28 имеет насадку 53 и датчик 54 температуры, а регенератор 29 - насадку 55 и датчик 56 температуры. Поверхности F и F1 теплообмена соответственно верхнего 2 и нижнего 3 трубных пространств теплообменника 1 выбраны из условия F:F1=5,5...6,2. Поверхности F2 и F3 теплообмена соответственно регенераторов выбраны из условия F2= F3>F. Диаметры D и D1 условных проходных сечений соответственно трубопроводов 6 и 7 выбраны из условия D

Формула изобретения
1. Способ сжижения газа, включающий охлаждение его жидким криогенным хладагентом в теплообменнике, имеющем верхнее и нижнее трубные и верхнее и нижнее межтрубные пространства, при этом сжижаемый газ подают в верхнее трубное пространство, хладагент испаряют в нижнем межтрубном пространстве и подают в верхнее межтрубное пространство, а сжиженный газ отводят из нижней части верхнего трубного пространства, отличающийся тем, что пары хладагента из верхнего межтрубного пространства подают в нижнее трубное пространство. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пары хладагента из нижнего трубного пространства теплообменника подают в регенераторы, через которые поочередно пропускают сжижаемый газ. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что пары хладагента из регенераторов подают в систему утилизации.РИСУНКИ
Рисунок 1