АВТОНОМНАЯ УСТАНОВКА ГАЗИФИКАЦИИ ЖИДКИХ КРИОПРОДУКТОВ
AUTONOMOUS GASIFICATION UNIT FOR LIQUID CRYOPRODUCTS

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в энергетике и других отраслях промышленности при регазификации жидких криопродуктов.
Известна система хранения и подачи топлива в виде сжиженного природного газа (СПГ-топлива) для транспортных средств, работающих на природном газе [RU 2208747, опубл. 20.07.2003 г., МПК F25B 19/00, F25J 1/00, F17C 9/02, F17C 11/00, B65D 90/22, С22С 38/08], включающая резервуар для хранения топлива, испаритель (теплообменник), топливный баллон с адсорбентом с системой регенерации.
Недостатком известной системы является ограниченный срок хранения СПГ при неработающем двигателе транспортного средства из-за невысокой емкости по газу топливного баллона с адсорбентом, а также необходимость подачи тепла от работающего двигателя транспортного средства.
Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка регазификации жидкого криопродукта с генерацией электроэнергии [RU 151882, опубл. 20.04.2015 г., МПК F17C 7/04], включающая детандер, связанный с насосом и электрогенератором, первый и второй атмосферные испарители (испарители), электронагреватель (нагреватель), запитанный от электрогенератора и установленный после второго атмосферного испарителя.
Недостатком данной установки является потребление электроэнергии со стороны в зимний период работы из-за нехватки электроэнергии, вырабатываемой электрогенератором, для нагрева газа до плюсовой температуры.
Задачей предлагаемого изобретения является исключение потребления электроэнергии со стороны.
Техническим результатом является исключение потребления электроэнергии со стороны путем установки в качестве нагревателя компрессора, связанного с детандером. Нагрев газа при этом происходит за счет тепла, выделяющегося при сжатии.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей детандер, связанный с насосом, первый и второй испарители и нагреватель, особенность заключается в том, что между детандером и вторым испарителем установлен сепаратор, соединенный с емкостью хранения линией подачи жидкого криопродукта со вторым насосом, оснащенный линией вывода газа сепарации, на которой установлены второй испаритель и компрессор, который установлен в качестве нагревателя, при этом компрессор и второй насос также связаны с детандером.
Емкость хранения может быть оснащена адсорбционным блоком, что обеспечивает снижение потерь газа при неработающей установке.
В качестве детандера может быть установлена гидравлическая машина объемного типа. Испаритель может быть выполнен в виде атмосферного испарителя. Детандер может быть связан с компрессором и/или насосом(ами) или кинематически, или может быть выполнен в виде детандер-генератора, питающего электроэнергией приводы насоса(ов) и компрессора. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.
Установка в качестве нагревателя компрессора, связанного с детандером, позволяет нагреть газ до плюсовой температуры за счет тепла, выделяющегося при сжатии газа до давления подачи потребителю, что исключает потребление электроэнергии со стороны даже в зимний период. Установка сепаратора, соединенного с емкостью хранения линией подачи жидкого криопродукта, оборудованной вторым насосом, позволяет охлаждать последнюю при работе установки.
Установка включает емкость хранения 1, первый 2 и второй 3 насосы, первый 4 и второй 5 испарители, детандер 6, сепаратор 7 и компрессор 8. Пунктиром показан адсорбционный блок 9.
При работе установки криопродукт, подаваемый насосом 2 из емкости 1 по линии 10, нагревают в испарителе 4, полученный газ редуцируют в детандере 6, разделяют в сепараторе 7 на жидкий криопродукт, который насосом 3 по линии 11 возвращают в емкость 1, и газ сепарации, который нагревают в испарителе 5, сжимают компрессором 8 до давления подачи потребителю и выводят по линии 12. При установке блока 9 газ, выделяющийся из емкости 1 при неработающей установке, подают по линии 13 для поглощения адсорбентом. При запуске установки в работу десорбированный газ по линии 14 возвращают в линию 12 после детандера 7. Штрих-пунктиром показана связь детандера с насосами и компрессором.
Работоспособность установки подтверждает пример: 725,9 кг/час сжиженного природного газа, хранящегося при - 119,1°С и 1,2 МПа, сжимают до 3,0 МПа насосом, потребляющим 1,37 кВт, нагревают в первом испарителе до -50°С атмосферным воздухом с температурой -40°С, редуцируют в детандер-генераторе до 0,25 МПа с получением 24,5 кВт электроэнергии, которую направляют на питание приводов насоса и компрессора. Редуцированный газ с температурой -130,0°С сепарируют, отделенный жидкий СПГ в количестве 9,1 кг/час возвращают в емкость хранения, а 716,8 кг/час газа сепарации нагревают во втором испарителе до -50°С, сжимают компрессором, потребляющим 23,0 кВт, и при 0,61 МПа, с температурой плюс 5,5°С подают потребителю.
Таким образом, предлагаемая установка исключает потребление электроэнергии со стороны даже в зимнее время года и может найти применение в промышленности.