HU220322B - Eljárás és berendezés termékek hűtésére cseppfolyósított gáz felhasználásával - Google Patents
Eljárás és berendezés termékek hűtésére cseppfolyósított gáz felhasználásával Download PDFInfo
- Publication number
- HU220322B HU220322B HU9602026A HU9602026A HU220322B HU 220322 B HU220322 B HU 220322B HU 9602026 A HU9602026 A HU 9602026A HU 9602026 A HU9602026 A HU 9602026A HU 220322 B HU220322 B HU 220322B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- heat exchanger
- gas
- product
- evaporator
- cooling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
- F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
- F17C9/04—Recovery of thermal energy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0033—Other features
- B01D5/0036—Multiple-effect condensation; Fractional condensation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0078—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
- B01D5/0084—Feeding or collecting the cooling medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0078—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation characterised by auxiliary systems or arrangements
- B01D5/009—Collecting, removing and/or treatment of the condensate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S62/00—Refrigeration
- Y10S62/902—Apparatus
- Y10S62/903—Heat exchange structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
A cseppfolyós halmazállapotú gáz hidegtartalmának felhasználásávalelőnyösen gáz vagy folyadék halmazállapotú termékek hűtésre szolgálóeljárás során a cseppfolyós gázt legalább egy elpárologtatóhőcserélőben elpárologtatják; az elpárologtatott gázt a termékhőmérsékletét csökkentő, azt lehűtő termékhűtő hőcserélőbe vezetik be,majd a termék által a termékhűtő hőcserélőben felmelegített gázt azelpárologtató hőcserélőbe visszavezetik, és azzal az abban tartózkodócseppfolyós gázt elpárologtatják. A kapcsolási elrendezés a folyékonygáz elpárologtatására alkalmas legalább egy elpárologtató hőcserélőt(30), továbbá az elpárologtatott gázt hűtőközegként egy termékhűtőhőcserélőbe (20) eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket (3),továbbá a termékhűtő hőcserélőben (20) a termék által felmelegítettgázt fűtőközegként az elpárologtató hőcserélőbe (30) eljuttatóeszközöket, különösen csővezetéket (4) is tartalmaz. ŕ
Description
A találmány tárgya eljárás termék hűtésére cseppfolyós halmazállapotú gáz hidegtartalmának felhasználásával, amelynek során az előnyösen gáz vagy folyadék halmazállapotú terméket legalább egy termékhútő hőcserélőn vezetik át. A találmány tárgya továbbá egy, az eljárás végrehajtására alkalmas kapcsolási elrendezés, amely az előnyösen gáz vagy folyadék halmazállapotú termékkel átjárt legalább egy termékhútő hőcserélőt tartalmaz.
Számos nagy gázfogyasztónak cseppfolyósított állapotban szállítják a gázt. A gáz felhasználásakor a gázt normál esetben először egy alkalmas elpárologtatóban elpárologtatják. Az elpárologtató használatának eredményeként elvész a cseppfolyósított gáz hidegtartalma, mint például az US 4 170 115 számú szabadalom esetében. Az így általában elvesző hidegtartalom megfelelően rugalmas és olcsó kapcsolási elrendezés kialakításával és alkalmazásával hasznosítható lenne különböző, célszerűen folyadék vagy gáz halmazállapotú termékek lehűtésére anélkül, hogy a termék megfagyna. Az ilyen kapcsolási elrendezés nem tartalmazhat külön keringetőszerkezeteket, így például szivattyúkat vagy ventilátorokat, vagy más egyéb energiafogyasztó egységeket, hiszen minden befektetett energia hővé alakul, és növeli a hűtési veszteségeket. A kapcsolási elrendezésnek további járulékos hőközlő közeg közbeiktatása nélkül kell működnie, mert ellenkező esetben szivattyúra vagy más hasonló eszközre lenne szükség, amely energiát adna át a hőátadó közegnek, csökkentve ezzel annak hidegtartalmát.
A találmány fő célja egy cseppfolyós gázok hidegtartalmát hasznosító jó hatásfokú eljárás és kapcsolási elrendezés létrehozása, amely egyszerű és olcsó szabványos szerelvényekből összeállítható, és ilyenekkel működik, amelyhez nincs szükség szivattyúkra, ventilátorokra vagy egyéb más energiafogyasztó berendezésekre, és amely kizáqa, illetve megakadályozza a hűtendő termék megfagyásig történő lehűtését.
A találmány alapját annak felismerése képezi, hogy a kitűzött cél elérhető oly módon, hogy a terméket a cseppfolyósított gáz elpárolgásakor keletkező hideg gázzal hűtjük, és a hűtés során felmelegedő gázt felhasználjuk a cseppfolyósított gáz elpárologtatására, amelynek során a cseppfolyósított gáz elpárologtatását és a termék hűtését szokványos típushőcserélőkben végezhetjük. A találmány alkalmazásának egyik előfeltétele természetesen, hogy a hűtendő termék hőmérséklete a cseppfolyósított gáz forráspontja fölötti értékű legyen.
A kitűzött célt olyan, a bevezető bekezdésben körvonalazott eljárás és kapcsolási elrendezés kialakításával és alkalmazásával étjük el, amelynek során, illetve amelyben a cseppfolyós gázt legalább egy elpárologtató hőcserélőben elpárologtatjuk, az elpárologtatott gázt a termék hőmérsékletét csökkentő, azt lehűtő termékhűtő hőcserélőbe vezetjük be, majd a termék által a termékhűtő hőcserélőben felmelegített gázt az elpárologtató hőcserélőbe visszavezetjük, és azzal az abban tartózkodó cseppfolyós gázt elpárologtatjuk.
A terméket tehát a találmány szerint a cseppfolyósított gázzal hűtjük úgy, hogy az elpárolgó, illetve elpárolgott gázt egyaránt hőátadó közegként hasznosítjuk. A termék megfagyásának veszélye minimális, mert a cseppfolyósodon gáz nem érintkezik közvetlenül a termékkel. Mivel az elpárolgott gáz a hőcserélő válaszfalán keresztül csak közvetve hűti a terméket, a gáz és a tennék sohasem érintkezik egymással közvetlenül. A hőcserélő egyaránt lehet ellenáramú, egyenáramú vagy keresztáramú hőcserélő. A közegek szeparáltságának köszönhetően azok áramlása hatékony hűtésre optimalizálható, és az optimalizálás közismert típusszerelvények segítségével és felhasználásával, azaz csekély költséggel történhet.
A cseppfolyós gáz hidegtartalma kinyerésének további javítása érdekében a termék lehűtését akár több sorba kapcsolt termékhűtő hőcserélőben is végezhetjük úgy, hogy az egy elpárologtató hőcserélőben elpárolgott gázt hűtőközegként bevezetjük egy első termékhűtő hőcserélőbe, és az ebből a hőcserélőből kilépő gázt hűtőközegként még egy következő hőcserélőbe vezetjük be. Ezzel az eljárással a gázból az elpárologtató hőcserélőbe való visszavezetése előtt még jobban kinyerhető a hidegtartalom.
Ahhoz, hogy az elpárologtató hőcserélőbe visszajuttatott gáz hőtartalma elegendő legyen a cseppfolyós gáz teljes elpárologtatásához, célszerűen nagyobb térfogatáramot kell átvezetni az elpárologtató hőcserélő meleg oldalán, mint annak hideg oldalán.
A cseppfolyósított gáz célszerűen felosztható két vagy több elpárologtató hőcserélő között, és az ezekben elpárolgott gáz az egyik termékhűtő hőcserélőbe vezethető be, majd az itt fölmelegedett gáz még visszavezethető az egyik elpárologtató hőcserélőbe annak érdekében, hogy elpárologtassa a cseppfolyósított gáznak azt a részét, amelyiken áthalad, az eközben visszahűlt gáz pedig a másik termékhűtő hőcserélőbe vezethető be, majd felmelegedése után visszavezethető a másik elpárologtató hőcserélőbe, hogy abban elpárologtassa a cseppfolyósított gáznak azt a részét, amelyiken áthalad.
A találmány szerinti eljárás egy különösen előnyös végrehajtásához, amelyhez két elpárologtató hőcserélőt alkalmazunk, a terméket egymással sorba kapcsolt három termékhűtő hőcserélőben hűtjük le, miközben a termékhűtő hőcserélőkben felmelegedő gázt közbenső hűtésre rendre visszavezetjük az elpárologtató hőcserélők egyikébe.
A találmány szerinti eljárás végrehajtásához célszerűnek bizonyult az elpárologtató hőcserélők számánál mindig eggyel több termékhűtő hőcserélő alkalmazása.
A cseppfolyósított gáz előnyösen például nitrogén, argon, oxigén, szén-dioxid vagy földgáz lehet.
A találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas ugyancsak találmány szerinti kapcsolás meghatározó és új jellemzője, hogy az a folyékony gáz elpárologtatására alkalmas legalább egy elpárologtató hőcserélőt, továbbá az elpárologtatott gázt hűtőközegként a termékhűtő hőcserélőbe eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket, továbbá a termékhűtő hőcserélőben a termék által felmelegített gázt fűtőközegként az elpárologtató hőcserélőbe eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket is tartalmaz. A kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakja egymással sorba kapcsolt legalább két termékhűtő hőcserélőt, az elpárologtató hőcserélőben elpárologtatott gázt hűtőközegként az első termékhűtő hőcse2
HU 220 322 Β rélőbe eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket, valamint az elpárologtató hőcserélőben a hűtőközeg elpárologtatósára felhasznált és ezáltal visszahűtött gázt hűtőközegként a második termékhűtő hőcserélőbe eljuttató további eszközöket, különösen csővezetéket tártál- 5 máz. Előnyösnek bizonyult olyan kapcsolási elrendezések kialakítása és alkalmazása is, amelyeknek két elpárologtató hőcserélője és a cseppfolyós halmazállapotú gázt ezen elpárologtató hőcserélők között megosztó szerkezeti egysége van, és a kapcsolási elrendezés a két elpárologtató hőcserélőben elpárologtatott teljes gázáramot az első termékhűtő hőcserélőbe bejuttató eszközöket, különösen csővezetéket, az első termékhűtő hőcserélőben felmelegedett gázt az első elpárologtató hőcserélőbe elpárologtató fűtőközegként visszajuttató eszközöket, különösen csővezetéket, az elpárologtatós során visszahűlt gázt hűtőközegként a második termékhűtő hőcserélőbe eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket, valamint az abban fölmelegedett gázt a cseppfolyós gázt elpárologtató fűtőközegként a második elpárologtató hőcserélőbe visszajuttató eszközöket, különösen csővezetéket tartalmaz. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyes alkalmazási esetekben egymással sorba kapcsolt három termékhűtő hőcserélőt, továbbá a második hőcserélőbe fűtőközegként visszavezetett és ott a cseppfolyós gáz elpárologtatósa közben visszahűlt gázt hűtőközegként a további vagy harmadik termékhűtő hőcserélőbe eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket is tartalmazhat. A kapcsolási elrendezés minden hőcserélője rendre különálló, egyedi egyen-, ellen- vagy keresztáramú hőcserélőként van kialakítva.
A találmány lényegét az alábbiakban a kapcsolási elrendezés mellékelt rajzokon bemutatott kiviteli alakjainak leírásával ismertetjük részletesebben. A rajzon az
1. ábrán egy első találmány szerinti kapcsolási elrendezés kapcsolási vázlata látható, amely egy termékhűtő hőcserélőt és egy cseppfolyósított gázt elpárologtató hőcserélőt tartalmaz, a
2. ábrán egy olyan kapcsolási elrendezés látható, amelynek két termékhűtő hőcserélője és egy elpárologtató hőcserélője van, a
3. ábra egy két termékhűtő hőcserélőt és két elpárologtató hőcserélőt tartalmazó kapcsolási elrendezést ábrázol, a
4. ábrán egy olyan előnyös kapcsolási elrendezés látható, amelynek három termékhűtő hőcserélője és két elpárologtató hőcserélője van, és a termékhűtő hőcserélők egyenáramba vannak kapcsolva, míg az
5. ábra a 4. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezést olyan üzemmódban mutatja be, amelyben a termékhűtő hőcserélők ellenáramba vannak kapcsolva.
Az 1. ábrán egy termékhűtő 20 hőcserélő és egy, a cseppfolyósított gázt elpárologtató elpárologtató 30 hőcserélő látható. Mindkét hőcserélő szabványos típushőcserélő, és a hideg és a meleg közeg közötti közvetett hőátadással működik, azaz nincs közvetlen érintkezés a közegek között. A hőcserélőkben áramló közegek áramlási iránya egyenáramú, ellenáramú vagy keresztáramú lehet.
A célszerűen folyadék vagy gáz halmazállapotú hűtendó terméket 1 csővezeték vezeti be egy termékhűtő 20 hőcserélőbe, és a lehűlt tennék a 2 csővezetéken keresztül távozik a 20 hőcserélőből. A hűtőközeg, mely a találmány szerint egy, a termék hőmérsékleténél alacsonyabb forráspontú elpárologtatott gáz, a termékhűtő 20 hőcserélőbe a 3 csővezetéken keresztül lép be, és abból és a 4 csővezetéken keresztül távozik.
A 3 csővezetékbe az elpárologtatott gáz egy elpárologtató 30 hőcserélőből érkezik, amelybe cseppfolyósított gázt, például folyékony nitrogént vezet be egy 5 csővezeték. A cseppfolyósított gázt a 30 hőcserélőben elpárologtatja a 4 csővezetéken keresztül a 30 hőcserélőbe érkező gáz, mely előzőleg a termék lehűtése közben felmelegedett a 20 hőcserélőben, majd a gáz egy 6 csővezetéken keresztül távozik.
A fenti kapcsolási elrendezésben a terméket a cseppfolyósított gáz hidegtartalma hűti le. A termék megfagyásának veszélye minimális, és a hűtés megvalósításához nincs szükség külön hőátadó berendezésre, valamint szivattyúra vagy ventilátorra. A hűtést a cseppfolyósított gázból elpárolgó gáz hozza létre, amely egyben hőátadó közegként is szolgál, és amelyet a belépő csővezetékben kialakuló túlnyomás hajt át a rendszeren.
Ennek az elrendezésnek lényeges előnye, hogy a termék hűtése és a gáz elpárologtatása két külön hőcserélőben játszódik le, amelyek nagyon egyszerű és olcsó szabványos típushőcserélők lehetnek, és a lehető legjobb üzemi eredmények elérése céljából mindegyik hőcserélő optimalizálható. így nincs szükség különleges szerkezeti részekre, és az egész kapcsolás felépíthető a kereskedelemben beszerezhető szabványos szerkezeti egységekből.
A kapcsolási elrendezés működésének illusztrálására az alábbi 1. táblázatban példaként bemutatjuk az ábrán bejelölt mérési pontokban adatszimulálással kapott értékeket, amelyek számításához feltételeztük, hogy a termék 40 °C hőmérsékletű víz, a cseppfolyósított gáz pedig -169 °C hőmérsékletű folyékony nitrogén.
1. táblázat
Mérési pont | a | b | e | f | g | h |
Hőmérséklet (°C) | 40 | 25 | -169 | -169 | 20 | -96 |
Nyomás (bar) | 2,0 | 1,9 | 10,0 | 9,9 | 9,8 | 9,7 |
Gázfázis aránya | 0 | 0 | 0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Nitrogénáram (kg/ó) | 0 | 0 | 500 | 500 | 500 | 500 |
Vízáram (kg/ó) | 1680 | 1680 | 0 | 0 | 0 | 0 |
HU 220 322 Β
A 2. ábrán egy olyan kapcsolási elrendezés látható, amelynél a 30 hőcserélőben lévő cseppfolyós gáz elpárologtatására szolgáló visszahűlt gázt újra felhasználjuk a termék hűtésére. E célra egy másik termékhűtő 21 hőcserélő szolgál, amely termékoldalról sorba van 5 kapcsolva a 20 hőcserélővel, és a visszahűtött gázt a 6 csővezeték juttatja el a 21 hőcserélőbe. A termék így tovább hűl ezen második termékhűtő 21 hőcserélőben, maid abból eev 7 csővezetéken keresztül távozik. A 21 hőcserélőben a terméket hűtő gáz egy 8 csővezetéken keresztül lép ki a 21 hőcserélőből.
Ezzel a kapcsolási elrendezéssel jobban kihasználható a cseppfolyós gáz hidegtartalma, amint azt az adatszimulálásból kapott, a 2. táblázatban szereplő értékek is mutatják. Természetesen a 20 és a 21 hőcserélő egymással fel is cserélhető úgy, hogy a termék először a 21 hőcserélőn, majd a 20 hőcserélőn haladjon keresztül.
2. táblázat
Mérési pont | a | b | c | e | f | g | h | i |
Hőmérséklet (°C) | 40 | 25 | 16 | -169 | -169 | 20 | -96 | 22 |
Nyomás (bar) | 2,0 | 1,9 | 1,8 | 10,0 | 9,9 | 9,8 | 9,7 | 9,6 |
Gázfázis aránya | 0 | 0 | 0 | 0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Nitrogénáram (kg/ó) | 0 | 0 | 0 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 |
Vízáram (kg/ó) | 1680 | 1680 | 1680 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Ahhoz, hogy a kapcsolási elrendezés a számításoknak megfelelően működjön, teljesen el kell párologtatni az elpárologtató 30 hőcserélőbe bevezetett cseppfolyós gázt. Ehhez az szükséges, hogy elég nagy legyen az elpárologtató 30 hőcserélőbe a termékhűtő 20 hőcserélőből bevezetett gáz hőtartalma. Ez még viszonylag alacsony belépő hőmérsékletű termék hűtésénél is úgy biztosítható, hogy a 30 hőcserélő meleg oldalán a tömegáramot nagyobbra kell beállítani, mint a 30 hőcserélő hideg oldalán. így biztosítható, hogy a belépő meleg gáz által leadott hőmennyiség alacsony hőmérsékleten is teljesen el tudja párologtatni a cseppfolyós gázt.
A 3. ábrán egy olyan kapcsolási elrendezés látható, amelyben az 5 csővezetékkel bevezetett cseppfolyós gázt két részáramra osztjuk fel, amelyeket egy 30 és 31 hőcserélőkben párologtatunk el. Az elpárologtatott részáramokat ezután 9 és 10 csővezetékeken keresztül egy közös 3 csővezetékbe vezetjük be, amely a teljes gázáramot a termékhűtő 20 hőcserélőbe juttatja. A 20 hőcserélőben felmelegedett egyesített gázáramot a 4 csővezeték visszajuttatja az elpárologtató 30 hőcserélőbe, amelyben csak az 5 csővezetéken beérkező cseppfolyósított gáz felének kell elpárolognia. így a hőcserélő meleg oldalán a gázáram kétszer akkora lesz, mint a hideg oldalán. A 30 hőcserélőben visszahűlt gázáramot ezután átvezetjük a másik termékhűtő 21 hőcserélőn, amelyben az felmelegszik, majd all csővezetéken keresztül visszajut a második elpárologtató 31 hócserélő30 be. így a második elpárologtató 31 hőcserélőben szintén a teljes meleg gázáram párologtatja el a cseppfolyós gáz másik felét. A gáz azután 12 csővezetéken keresztül lép ki a 31 hőcserélőből.
Ennél a kapcsolási elrendezésnél az egyes fokoza35 tokban az elpárologtatott gázáram teljes hőtartalma csak felét párologtatja el az összes cseppfolyós gáznak, ezzel biztosítható a cseppfolyós gáz teljes elpárologtatása.
A 3. táblázat ismerteti a 3. ábrán bejelölt mérési pon40 tokban adatszimulálással kapott néhány mérési eredményt. Amennyiben szükséges vagy kívánatos, a 20 és 21 hőcserélők ebben az esetben is felcserélhetók.
3. táblázat
Mérési pont | a | b | c |
Hőmérséklet (°C) | -50 | -61 | -69 |
Nyomás (bar) | 2,0 | 1,9 | 1,8 |
Gázfázis aránya | 0 | 0 | 0 |
Metanol (kg/ó) | 2000 | 2000 | 2000 |
Mérési pont | c | f | g | h | i | j | k | I | m | n |
Hőmérséklet (°C) | -169 | -169 | -169 | -169 | -169 | -169 | -70 | -127 | -64 | -122 |
Nyomás (bar) | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 9,9 | 9,9 | 9,9 | 9,8 | 9,7 | 9,6 | 9,5 |
Gázfázis aránya | 0 | 0 | 0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Nitrogénáram (kg/ó) | 500 | 250 | 250 | 250 | 250 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 |
HU 220 322 B
A 4. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy talán legkedvezőbb kiviteli alakjának kapcsolási rajza látható. Ebben a második elpárologtató 31 hőcserélőben visszahűlő gázáram hűtőhatásának hasznosításának céljából egy harmadik termékhűtő 22 hőcseré- 5 löt is alkalmazunk. A második elpárologtató 31 hőcserélőbe visszakerülő, és ott az elpárologtató folyamat eredményeként lehűlő gáz 13 csővezetéken keresztül kerül be a harmadik 22 hőcserélőbe, amelyben a terméket tovább hűti. A termék egy 14 csővezetéken, a gáz pedig egy 15 csővezetéken keresztül hagyja el a harmadik 22 hőcserélőt.
Ezen egymással sorba kapcsolt, a termékkel egy irányban átjárt három termékhűtő 20, 21 és 22 hőcserélőt tartalmazó kapcsolási elrendezés rendkívül előnyösnek bizonyult, és kiváló mérési eredményeit a 4. táblázatában szereplő számértékek tükrözik.
4. táblázat
Mérési pont | a | b | c | d |
Hőmérséklet (°C) | -50 | -61 | -69 | -75 |
Nyomás (bar) | 2,0 | 1,9 | 1,8 | 1,8 |
Gázfázis aránya | 0 | 0 | 0 | 0 |
Metanol (kg/ó) | 2000 | 2000 | 2000 | 2000 |
Mérési pont | e | f | g | h | i | j | k | I | m | n |
Hőmérséklet (°C) | -169 | -169 | -169 | -169 | -169 | -169 | -70 | -127 | -64 | -122 |
Nyomás (bar) | 10,0 | 0,0 | 10,0 | 9,9 | 9,9 | 9,9 | 9,8 | 9,7 | 9,6 | 9,5 |
Gázfázis aránya | 0 | 0 | 0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Nitrogénáram (kg/ó) | 500 | 250 | 250 | 250 | 250 | 500 | 500 | 500 | 500 | 500 |
Az 5. ábrán egy, a 4. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezéssel analóg további elrendezést mutatunk be. Itt azonban a termékhűtő 20, 21, 22 hőcserélők sorrendje fel van cserélve azért, hogy (a termék áramlási irányát tekintve) „ellenáramú” hőcsere jöjjön létre. Az alkalmazott 20, 21, 22 hőcserélők kapcsolási sorrendje tovább is variálható, és a 4. és 5. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezésektől eltérő különböző kombinációk is megvalósíthatók.
Megfigyelhető, hogy a találmány szerinti kapcsolási elrendezés 2., 4. és 5. ábrán bemutatott kiviteli alakjai rendre több termékhűtő hőcserélőt mint elpárologtató hőcserélőt tartalmaznak. Ez az intézkedés javítja a cseppfolyósított gáz hidegtartalmának kinyerését. Ennek megfelelően, ha az elpárologtató hőcserélők számát a 4. és 5. ábrán látható kapcsolási elrendezésekben alkalmazotthoz képest tovább növeljük, a termékhűtő hőcserélők számát is ugyanannyival kell növelni. Az igényelt oltalmi kör, miként maga a találmány, nem korlátozott a példaképpeni kiviteli alakok rajzon is bemutatott számú hőcserélő alkalmazására. A hőcserélők száma a mindenkori követelményektől függően és azoknak megfelelően választható meg, és azok minden adott egyedi esetben optimális működést biztosító kiválasztása és egymáshoz csatlakoztatása az adott műszaki területen jártas szakember számára további információ nélkül is megoldható feladatot képez.
A találmány szerinti kapcsolási elrendezés különböző termékek hűtésére használható, és szakképzett tervező rutintevékenység keretén belül ki tudja választani a rendelkezésre álló ipari gázok köréből az adott hűtési feladathoz alkalmas cseppfolyósított gázt, különösen például nitrogént, argont, oxigént, szén-dioxidot vagy földgázt.
Claims (10)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás termék hűtésére cseppfolyós halmazállapotú gáz hidegtartalmának felhasználásával, amelynek során az előnyösen gáz vagy folyadék halmazállapotú terméket legalább egy termékhűtő hőcserélőn vezetjük át, azzal jellemezve, hogy a cseppfolyós gázt legalább egy elpárologtató hőcserélőben elpárologtatjuk, az elpárologtatott gázt a termék hőmérsékletét csökkentő, azt lehűtő termékhűtő hőcserélőbe vezetjük be, majd a tennék által a termékhűtő hőcserélőben felmelegített gázt az elpárologtató hőcserélőbe visszavezetjük, és azzal az abban tartózkodó cseppfolyós gázt elpárologtatjuk.
- 2. Az 1, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a termék hűtését legalább két sorba kapcsolt termékhűtő hőcserélőben végezzük, az elpárologtató hőcserélőben elpárologtatott gázt hűtőközegként a sorba kapcsolt termékhűtő hőcserélők egyikébe vezetjük be, és az elpárologtató hőcserélőben a gáz elpárologtatására felhasznált és ezáltal visszahűtött gázt hűtőközegként a másik termékhűtő hőcserélőbe vezetjük be.
- 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cseppfolyós gáz mennyiségét két elpárologtató hőcserélő között megosztjuk, a hőcserélőkben elpárologtatott gázt egy első termékhűtő hőcserélőbe vezetjük, az ebben felmelegedett gázt visszavezetjük egy első elpárologtató hőcserélőbe, és azzal a benne lévő cseppfolyós gázt elpárologtatjuk, az ennek során lehűlt gázt egy második termékhűtő hőcserélőbe vezetjük be, majd a termékhűtés során felmelegedett gázt visszavezetjük egy második elpárologtató hőcserélőbe, és azzal az abban lévő cseppfolyós gázt párologtatjuk el.HU 220 322 Β
- 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a termék hűtését egymással sorba kapcsolt három termékhűtő hőcserélőben végezzük úgy, hogy a második elpárologtató hőcserélőbe visszavezetett és az ott lévő cseppfolyós gáz elpárologtatása során felmelegedett gázt még egy további vagy harmadik termékhűtő hőcserélőbe is bevezetjük.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy cseppfolyós halmazállapotú gázként cseppfolyós nitrogént, argont, oxigént, széndioxidot vagy földgázt használunk.
- 6. Kapcsolási elrendezés termék hűtésére folyékony halmazállapotú gáz hidegtartalmának felhasználásával, amely az előnyösen gáz vagy folyadék halmazállapotú termékkel átjárt legalább egy termékhűtő hőcserélőt tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a kapcsolási elrendezés a folyékony gáz elpárologtatására alkalmas legalább egy elpárologtató hőcserélőt (30), továbbá az elpárologtatott gázt hűtőközegként a termékhűtő hőcserélőbe (20) eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket (3), továbbá a termékhűtő hőcserélőben (20) a termék által felmelegített gázt fűtőközegként az elpárologtató hőcserélőbe (30) eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket (4) is tartalmaz.
- 7. A 6. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az egymással sorba kapcsolt legalább két termékhűtő hőcserélőt (20,21), az elpárologtató hőcserélőben (30) elpárologtatott gázt hűtőközegként az első termékhűtő hőcserélőbe (20) eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket (3), valamint az elpárologtató hőcserélőben (30) a hűtőközeg elpárologtatására felhasznált és ezáltal visszahűtött gázt hűtőközegként a második termékhűtő hőcserélőbe (21) eljuttató további eszközöket, különösen csővezetéket (6) tartalmaz.
- 8. A 7. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy két elpárologtató hőcserélője (30, 31) és a cseppfolyós halmazállapotú gázt ezen elpárologtató hőcserélők (30, 31) között megosztó szerkezeti egysége van, és a kapcsolási elrendezés a két elpárologtató hőcserélőben (30, 31) elpárologtatott teljes gázáramot az első termékhűtő hőcserélőbe (20) bejuttató eszközöket, különösen csővezetéket (3), az első termékhűtő hőcserélőben (20) felmelegedett gázt az első elpárologtató hőcserélőbe (30) elpárologtató fűtőközegként visszajuttató eszközöket, különösen csővezetéket (4), az elpárologtatós során visszahűlt gázt hűtőközegként a második termékhűtő hőcserélőbe (21) eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket (6), valamint az abban folmelegedett gázt a cseppfolyós gázt elpárologtató fűtőközegként a második elpárologtató hőcserélőbe (31) visszajuttató eszközöket, különösen csővezetéket (11) tartalmaz.
- 9. A 8. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy egymással sorba kapcsolt három termékhűtő hőcserélőt (20, 21, 22), továbbá a második hőcserélőbe (31) fűtőközegként visszavezetett és ott a cseppfolyós gáz elpárologtatása közben visszahűlt gázt hűtőközegként a további vagy harmadik termékhűtő hőcserélőbe (22) eljuttató eszközöket, különösen csővezetéket (13) is tartalmaz.
- 10. A 6-9. igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy minden hőcserélője (20, 21, 22, 30, 31) rendre különálló, egyedi egyen-, ellen- vagy keresztáramú hőcserélőként van kialakítva.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9400755A SE502564C2 (sv) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | Sätt och anordning för kylning av en produkt med utnyttjande av kondenserad gas |
PCT/SE1995/000228 WO1995024585A1 (en) | 1994-03-07 | 1995-03-03 | Method and apparatus for cooling a product using a condensed gas |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU9602026D0 HU9602026D0 (en) | 1996-09-30 |
HUT75915A HUT75915A (en) | 1997-05-28 |
HU220322B true HU220322B (hu) | 2001-12-28 |
Family
ID=20393180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU9602026A HU220322B (hu) | 1994-03-07 | 1995-03-03 | Eljárás és berendezés termékek hűtésére cseppfolyósított gáz felhasználásával |
Country Status (22)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5799506A (hu) |
EP (1) | EP0749549B1 (hu) |
JP (1) | JP4280942B2 (hu) |
AT (1) | ATE157758T1 (hu) |
AU (1) | AU1964895A (hu) |
BR (1) | BR9507045A (hu) |
CA (1) | CA2185008C (hu) |
CO (1) | CO4370103A1 (hu) |
CZ (1) | CZ288313B6 (hu) |
DE (1) | DE69500656T2 (hu) |
DK (1) | DK0749549T3 (hu) |
EE (1) | EE03275B1 (hu) |
ES (1) | ES2107309T3 (hu) |
FI (1) | FI108078B (hu) |
HU (1) | HU220322B (hu) |
LV (1) | LV11637B (hu) |
MX (1) | MX9603934A (hu) |
NO (1) | NO302086B1 (hu) |
PL (1) | PL178704B1 (hu) |
SE (1) | SE502564C2 (hu) |
SK (1) | SK283007B6 (hu) |
WO (1) | WO1995024585A1 (hu) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE509081C2 (sv) * | 1997-02-14 | 1998-11-30 | Aga Ab | Sätt och anordning för kylning av en produkt med utnyttjande av kondenserad gas |
GB9807594D0 (en) * | 1998-04-08 | 1998-06-10 | Boc Group Plc | Spirit chiller |
DE102004062776A1 (de) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Messer Group Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Partialkondensation |
US20060242969A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Black & Veatch Corporation | System and method for vaporizing cryogenic liquids using a naturally circulating intermediate refrigerant |
DE102005033252A1 (de) * | 2005-07-15 | 2007-01-18 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Kryokondensation |
DE102010055086A1 (de) | 2010-12-18 | 2012-06-21 | Messer Group Gmbh | Vorrichtung zum Kühlen von Stoffströmen |
JP5938932B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2016-06-22 | セイコーエプソン株式会社 | ハンドラー、及び部品検査装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3712073A (en) * | 1971-02-03 | 1973-01-23 | Black Sivalls & Bryson Inc | Method and apparatus for vaporizing and superheating cryogenic fluid liquids |
DE2250875A1 (de) * | 1972-10-17 | 1974-04-18 | Cornelius Neuentwicklungsabtei | Verfahren und vorrichtung zur kuehlung, insbesondere von getraenken |
JPS535207A (en) * | 1976-07-05 | 1978-01-18 | Osaka Gas Co Ltd | Vaporizer of liquefied natural gas |
GB2018967B (en) * | 1978-03-28 | 1982-08-18 | Osaka Gas Co Ltd | Apparatus and process for vaporizing liquefied natural gas |
-
1994
- 1994-03-07 SE SE9400755A patent/SE502564C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-03-03 CA CA002185008A patent/CA2185008C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-03 US US08/714,040 patent/US5799506A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-03 WO PCT/SE1995/000228 patent/WO1995024585A1/en active IP Right Grant
- 1995-03-03 EP EP95912534A patent/EP0749549B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-03 JP JP52339495A patent/JP4280942B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-03 CZ CZ19962506A patent/CZ288313B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1995-03-03 EE EE9600104A patent/EE03275B1/xx not_active IP Right Cessation
- 1995-03-03 DK DK95912534.5T patent/DK0749549T3/da active
- 1995-03-03 SK SK1135-96A patent/SK283007B6/sk not_active IP Right Cessation
- 1995-03-03 DE DE69500656T patent/DE69500656T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-03 ES ES95912534T patent/ES2107309T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-03 AT AT95912534T patent/ATE157758T1/de active
- 1995-03-03 HU HU9602026A patent/HU220322B/hu not_active IP Right Cessation
- 1995-03-03 AU AU19648/95A patent/AU1964895A/en not_active Abandoned
- 1995-03-03 MX MX9603934A patent/MX9603934A/es unknown
- 1995-03-03 PL PL95316133A patent/PL178704B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1995-03-03 BR BR9507045A patent/BR9507045A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-03-06 CO CO95008715A patent/CO4370103A1/es unknown
-
1996
- 1996-08-07 LV LVP-96-329A patent/LV11637B/en unknown
- 1996-09-05 NO NO963705A patent/NO302086B1/no not_active IP Right Cessation
- 1996-09-06 FI FI963499A patent/FI108078B/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2382963C2 (ru) | Установка для криогенного разделения смеси газов, в частности воздуха | |
US4339253A (en) | Method of and system for liquefying a gas with low boiling temperature | |
US6672082B1 (en) | Heat pump and dehumidifying device | |
US3964891A (en) | Process and arrangement for cooling fluids | |
US4094655A (en) | Arrangement for cooling fluids | |
CN101351680B (zh) | 低温空气分离法 | |
US20080066889A1 (en) | Heat exchanging fluid return manifold for a liquid cooling system | |
HU220322B (hu) | Eljárás és berendezés termékek hűtésére cseppfolyósított gáz felhasználásával | |
TW538225B (en) | Evaporator for refrigerating system and refrigeration apparatus using thereof | |
US3722226A (en) | Process gas forecooling system | |
US6170290B1 (en) | Refrigeration process and plant using a thermal cycle of a fluid having a low boiling point | |
CN211146950U (zh) | 一种多级逆流换热系统 | |
US20220290919A1 (en) | System and method for precooling in hydrogen or helium liquefaction processing | |
CN110822753A (zh) | 一种多级逆流换热系统 | |
EP1000292B1 (en) | Method and apparatus for cooling a product using a condensed gas | |
GB2314149A (en) | Thermosyphon refrigeration apparatus | |
CN119212337A (zh) | 双温冷水系统 | |
JPS59185112A (ja) | 電力ケ−ブルの排熱回収装置 | |
JPH04369356A (ja) | 極低温冷凍装置 | |
MXPA99007496A (en) | Method and apparatus for cooling a product using a condensed gas | |
JPH0391636A (ja) | 冷却装置 | |
TWM270341U (en) | Auxiliary cooling device for iced-water air conditioner and cooling system | |
JPH11173739A (ja) | ショーケース用冷凍装置 | |
JPH0331087B2 (hu) | ||
JPS62194176A (ja) | 窒素液化装置の窒素ガス供給方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees |