NL8901101A

NL8901101A - Vapour sepn. equipment for gas mixts. - has cooler which is opt. connected to cooling or heating section

Info

Publication number: NL8901101A
Application number: NL8901101A
Authority: NL
Original assignee: Protech International B V
Priority date: 1989-05-01
Filing date: 1989-05-01
Publication date: 1990-12-03

Abstract

Material in vapour form is recovered from a mixture of vapour and gas by cooling the mixture. The cooler is connected to an auxiliary circuit cooling the coolant, the condensate being discharged via the cooler outlet. A changeover system allows the cooler to be connected to the cooling or heating section of the auxiliary circuit as desired. The cooler can be formed by a heat-exchanger, whose tubes are non-horzontal.

Description

DAMPAPSCHEIDINGSINRICHTINGVAPOR SEPARATION DEVICE

De uitvinding betreft een stelsel voor het terugwinnen van een stof in dampvorm uit een gas-dampmengsel door het koelen van het mengsel in een koelinrichting, met een inlaat voor het mengsel en een uitlaat, welke koelinrichting voor het koelen aangesloten is op een koelmedium koelend hulpcircuit waarin een koelmedium in een koelend gedeelte gekoeld en in een verwarmend gedeelte verwarmd wordt' en waarbij gecondenseerde damp over de uitlaat uit de koelinrichting wordt afgevoerd. 'The invention relates to a system for recovering a substance in vapor form from a gas-vapor mixture by cooling the mixture in a cooling device, with an inlet for the mixture and an outlet, which cooling device for cooling is connected to a cooling medium cooling auxiliary circuit wherein a cooling medium is cooled in a cooling section and heated in a heating section and condensed vapor is discharged from the cooling device through the outlet. '

Ter verbetering van de kwaliteit van het milieu worden steeds strengere .eisen gesteld. Deze eisen gelden ook voor de toelaatbare uitstoot van verschillende soorten stoffen in dampvorm. Men kan daarbij denken aan bijvoorbeeld de overslag van benzine en andere vloeibare stoffen die ook in dampvorm schadelijk zijn voor het milieu. Voor het terugwinnen van dergelijke dampen worden verschillende technieken toegepast. Een veel toegepaste techniek wordt gevormd door het sterk koelen van het gasmengsel tot onder het condensa-tiepunt van de te verwijderen stoffen. De gecondenseerde stof kan worden opgevangen en worden afgevoerd.Increasingly stringent requirements are being set to improve the quality of the environment. These requirements also apply to the permissible emission of various types of substances in vapor form. Examples include the transshipment of petrol and other liquid substances that are also harmful to the environment in vapor form. Various techniques are used to recover such vapors. A widely used technique is the strong cooling of the gas mixture below the condensation point of the substances to be removed. The condensed material can be collected and disposed of.

Een probleem wordt gevormd door het feit dat wanneer het mengsel verschillende stoffen bevat, sommige van de stoffen bij sterke koeling zullen uitkristalliseren terwijl ze worden gekoeld. Te denken valt bijvoorbeeld aan water dat bij 0° C overgaat in ijs en aan bijvoorbeeld benzeen dat bij ongeveer plus 5° C kristalliseert. Dit heeft tot gevolg dat zich in de koelinstallatie ijsafzetting gaat voordoen, hetgeen de werking ervan nadelig beïnvloedt. Teneinde het ijs te verwijderen moet de gehele installatie enige tijd buiten werking worden gesteld opdat het ijs kan smelten en kan worden afgevoerd. De uitvinding beoogt voor dit probleem een oplossing te bieden.A problem is the fact that when the mixture contains different substances, some of the substances will crystallize under strong cooling while being cooled. Examples include water that changes to ice at 0 ° C and, for example, benzene which crystallizes at approximately plus 5 ° C. As a result, icing occurs in the cooling installation, which has an adverse effect on its operation. In order to remove the ice, the entire installation must be shut down for some time so that the ice can melt and be disposed of. The object of the invention is to provide a solution to this problem.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt door om-schakelmiddelen voor het naar keuze aansluiten van de koelin-richting op het koelende gedeelte of het verwarmende gedeelte van het hulpcircuit.This is achieved according to the invention by switching means for optionally connecting the cooling device to the cooling part or the heating part of the auxiliary circuit.

Door het in geval van ijsvorming en kristallisatie omschakelen van de koelinrichting op het verwarmende gedeelte van het hulpcircuit, wordt de in de koelinrichting opgenomen warmtewisselaar geforceerd verwarmd, zodat een snelle verwijdering van het ijs en de kristallen gewaarborgd is. Bij voorkeur wordt de koelinrichting gevormd door een pijpen-warmte-wisselaar, waarvan de pijpen in een van de horizontale stand afwijkende stand zijn geplaatst. Door verwarming zullen brokken ijs snel losraken en door de pijpen naar de uitlaat vallen .By switching the cooling device to the heating part of the auxiliary circuit in the case of icing and crystallization, the heat exchanger incorporated in the cooling device is forced to heat, so that rapid removal of the ice and the crystals is ensured. The cooling device is preferably formed by a pipe heat exchanger, the pipes of which are placed in a position deviating from the horizontal position. Heating will cause chunks of ice to loosen quickly and fall through the pipes to the exhaust.

Het stelsel volgens de uitvinding heeft met name grote voordelen wanneer de koelinrichting dubbel is uitgevoerd en telkens één koelinrichting met het koelende gedeelte en één koelinrichting met het verwarmende gedeelte van het hulpcircuit is verbonden.The system according to the invention has particular advantages when the cooling device is double-formed and one cooling device is each connected to the cooling part and one cooling device to the heating part of the auxiliary circuit.

Door deze maatregel zal steeds de installatie in bedrijf kunnen blijven doordat één van de koelinrichtingen de gasafscheidende functie vervult terwijl de andere koelinrichting die verijst is, wordt verwarmd waardoor de in die koelinrichting aanwezige vaste stof snel losraakt en in brokken naar de uitlaat valt.As a result of this measure, the installation will always be able to remain in operation because one of the cooling devices fulfills the gas-separating function while the other cooling device, which is ice-creamed, is heated, so that the solid material present in that cooling device quickly becomes loose and falls to the outlet in chunks.

Met de uitlaat van de koelinrichting kan een maalinrichting voor het in kleine delen verdelen van de losgeraakte vaste stof uit het koelcircuit verbonden zijn. Op deze wijze wordt het ijs snel in kleine delen verdeeld waarna het verder kan worden verwerkt.A grinder for dividing the loosened solid from the cooling circuit can be connected to the outlet of the cooling device. In this way, the ice is quickly divided into small parts, after which it can be further processed.

Verdere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen naar voren treden uit de beschrijving van een schematisch uitvoeringsvoorbeeld volgens de tekening.Further details and advantages of the invention will emerge from the description of a schematic embodiment according to the drawing.

Via de inlaat 1 wordt het gas-dampmengsel de installatie binnengevoerd. De inlaatleiding doorloopt daarbij een voorkoeler 2 in de vorm van een warmtewisselaar, waarin het mengsel wordt gekoeld bij voorkeur tot een temperatuur overeenkomend met het kristallisatiepunt van de damp in het mengsel met het hoogste vriespunt. Hierbij kan de betreffende damp overgaan in de vloeistoffase. Het geheel komt vervolgens in een afscheider 3 waar de gecondenseerde vloeistof gescheiden wordt van het gas-dampmengsel en via de leiding 26 en de : pomp 15 wordt afgevoerd. Het gas-dampmengsel gaat vervolgens via de leiding 27 en de klep 28 verder naar de eerste hoofdkoeler 4. In het getekende schema zijn de gesloten kleppen vol en de open kleppen alleen met omtrekslijnen getekend. Aan de eerste hoofdkoeler 4 staat een tweede identieke hoofdkoeler 6 parallel welke echter, doordat de klep 29 is gesloten, niet gevoed wordt vanuit de leiding 27.The gas-vapor mixture is introduced into the installation via inlet 1. The inlet conduit passes through a pre-cooler 2 in the form of a heat exchanger, in which the mixture is cooled, preferably to a temperature corresponding to the crystallization point of the vapor in the mixture with the highest freezing point. The vapor in question can hereby transition to the liquid phase. The whole then enters a separator 3 where the condensed liquid is separated from the gas-vapor mixture and is discharged via line 26 and pump 15. The gas-vapor mixture then proceeds via line 27 and valve 28 to the first main cooler 4. In the schematic shown, the closed valves are full and the open valves are only drawn with circumferential lines. A second identical main cooler 6 is parallel to the first main cooler 4, however, because the valve 29 is closed, it is not supplied from the line 27.

De hoofdkoelers 4 en 6 kunnen de vorm hebben van een pijpen-warmtewisselaar, waarbij het gas-dampmengsel door de pijpen stroomt die aan de buitenzijde worden gekoeld met een koelmedium. De gecondenseerde vloeibare fase wordt aan de onderzijde afgevoerd via de leiding 5 respectievelijk 30. Via de kleppen 31 respectievelijk 32 komt de vloeistof in de leiding 26 en wordt door de pomp 15 afgevoerd. Een deel van het gas-dampmengsel zal door de lage temperatuur in de vaste fase overgaan en zich gelijkmatig op de pijpen van de warmtewisselaar afzetten. Via de klep 20 respectievelijk de klep 33 en de leiding 34 zal het resterende mengsel worden afgevoerd met behulp van een door een motor aangedreven ventilator 7. Het afgevoerde mengsel heeft een zeer lage temperatuur. De in dit mengsel opgeslagen koude energie kan worden gebruikt voor het koelen van het koelmiddel door middel van de recuperator 14.The main coolers 4 and 6 can be in the form of a pipe heat exchanger, the gas-vapor mixture flowing through the pipes which are cooled on the outside with a cooling medium. The condensed liquid phase is discharged at the bottom via the pipe 5 and 30, respectively. Via the valves 31 and 32, the liquid enters the pipe 26 and is discharged by the pump 15. Part of the gas-vapor mixture will transition to the solid phase due to the low temperature and will deposit evenly on the pipes of the heat exchanger. The remaining mixture will be discharged via valve 20 and valve 33 and line 34, respectively, using a motor-driven fan 7. The discharged mixture has a very low temperature. The cold energy stored in this mixture can be used to cool the coolant by means of the recuperator 14.

Het hulpcircuit zorgt voor de koeling van het koelmedium, bijvoorbeeld stikstof. Het hulpcircuit is een gesloten stelsel. Zoals is vermeld, wordt het koelmedium in de recuperator 14 voorgekoeld. Vervolgens wordt de stikstof in de turbine-inrichting 8 naar een lage druk geëxpandeerd zodat de temperatuur daalt naar een lage waarde, bijvoorbeeld -80° C. In dit proces levert de turbine arbeid via de as 36 aan de hulpcompressor 9. Vervolgens wordt via de openstaande klep 16 de sterk gekoelde stikstof toegevoerd aan de rompzijde van de koeler 4. Via de klep 24 kan, wanneer deze wordt geopend, het koelmedium op soortgelijke wijze naar de koeler 6 worden getransporteerd. Na het koelen wordt het koelmedium via de klep 17 respectievelijk 23 verder getransporteerd naar een tussen-koeler 10 welke het hulpcircuit koppelt met een aanvullend circuit waarin met behulp van een pomp 11 een vloeistof rondgepompt wordt, bijvoorbeeld water met antivries. Met behulp van het aanvullende circuit wordt de eerdergenoemde voorkoe-ler 2 gekoeld.The auxiliary circuit provides cooling of the cooling medium, for example nitrogen. The auxiliary circuit is a closed system. As mentioned, the cooling medium in the recuperator 14 is pre-cooled. Then, the nitrogen in the turbine device 8 is expanded to a low pressure so that the temperature drops to a low value, for example -80 ° C. In this process, the turbine supplies work via the shaft 36 to the auxiliary compressor 9. Then, via the open valve 16, the highly cooled nitrogen supplied to the hull side of the cooler 4. Via the valve 24, when opened, the cooling medium can be conveyed in a similar manner to the cooler 6. After cooling, the cooling medium is further transported via the valve 17 and 23, respectively, to an intermediate cooler 10, which couples the auxiliary circuit with an additional circuit in which a liquid is pumped around by means of a pump 11, for example water with antifreeze. The aforementioned precooler 2 is cooled by means of the additional circuit.

Het koelmedium wordt vanuit de tussenkoeler 10 geleid naar de hoofdcompressor 12 die door een motor wordt aangedreven. In de hoofdcompressor 12 wordt de druk van het koelmedium sterk verhoogd en loopt de temperatuur sterk op.The cooling medium is led from the intercooler 10 to the main compressor 12, which is driven by a motor. In the main compressor 12, the pressure of the cooling medium is greatly increased and the temperature rises sharply.

In de koelinrichting 25 wordt het koelmedium op de juiste gewenste temperatuur van bijvoorbeeld 80° C gebracht. Vervolgens wordt het warme koelmedium via de klep 18 respectievelijk 22 geleid naar de koeler 6 respectievelijk 4 voor het verwarmen van de warmtewisselaar. De brokken vaste stof, bijvoorbeeld ijs, zullen onthecht worden van de pijp en door de verticale of schuine stand in brokken naar de uitlaat vallen. De brokken gekristalliseerde stof, bijvoorbeeld ijs, kunnen met behulp van een niet-getekende maalinrichting fijn worden verdeeld teneinde snel afgevoerd te kunnen worden. Vanuit de koeler 4 respectievelijk 6 beweegt het koelmedium weer naar de hulpcompressor 9 waardoor de kringloop is gesloten. Aan de koelers 4, 6 kan nog het gereinigde gas worden toegevoerd teneinde deze na het verwijderen van de gekristalliseerde stof te drogen.In the cooling device 25, the cooling medium is brought to the correct desired temperature of, for example, 80 ° C. Then, the warm cooling medium is led via the valve 18 and 22 respectively to the cooler 6 and 4, respectively, to heat the heat exchanger. The solid chunks, such as ice, will detach from the pipe and fall into chunks to the outlet through the vertical or tilt. The chunks of crystallized substance, for example ice, can be finely divided with the aid of a mill (not shown) for rapid removal. From the cooler 4 and 6, respectively, the cooling medium moves back to the auxiliary compressor 9, so that the cycle is closed. The purified gas can still be fed to the coolers 4, 6 in order to dry them after the crystallized substance has been removed.

Zoals uit de beschrijving zal blijken, is steeds één van de koelinrichtingen 4 respectievelijk 6 in bedrijf terwijl de andere koelinrichting ontdaan wordt van afgezette gekristalliseerde stof. De werking van de installatie wordt derhalve geoptimaliseerd. Door het afwisselend verbinden van de hoofdkoeler met het koelende respectievelijk het verwarmende gedeelte van het hulpcircuit zijn de hoofdkoelers snel gereed voor bedrijf, zodat tevens snel kan worden omgeschakeld naar bedrijf voor het scheiden van mengsels met andere componenten. Door toevoeging van een bij de in de warmtewisselaar heersende temperatuur niet stollende vloeistof aan het gas-dampmengsel kan damp bij de lage temperatuur ook in de vloeistof worden geabsorbeerd.As will be apparent from the description, one of the cooling devices 4 and 6 is always in operation, while the other cooling device is cleaned of deposited crystallized material. The operation of the installation is therefore optimized. By alternately connecting the main cooler with the cooling or heating part of the auxiliary circuit, the main coolers are quickly ready for operation, so that it is also possible to quickly switch to operation for separating mixtures with other components. By adding a non-solidifying liquid at the temperature in the heat exchanger to the gas-vapor mixture, vapor can also be absorbed in the liquid at the low temperature.

Claims

1. System for recovering vaporous dust from a gas-vapor mixture by cooling the mixture in a cooling device, with an inlet for the mixture and an outlet, the cooling device for cooling being connected to a cooling medium cooling auxiliary circuit in which a cooling medium cooled in a cooling section and heated in a heating section and condensed vapor being discharged from the cooling device over the outlet, characterized by switching means for optionally connecting the cooling device to the cooling section or the heating section of the auxiliary circuit.

System according to claim 1, characterized in that the cooling device is formed by a pipe heat exchanger, the pipes of which are placed in a position deviating from the horizontal position.

System according to claim 1, characterized in that the cooling device has a double design and in each case one cooling device is connected to the cooling part and one cooling device to the heating part of the auxiliary circuit.

System according to claims 1-3, characterized in that a grinding device for dividing solids from the cooling device into small parts is connected to the outlet of the cooling device.

System according to claim 4, characterized by means for supplying dry air to the cooling device.

System according to claims 1-5, characterized in that a fan is connected to the outlet of the cooling device.

System according to claims 1-6, characterized in that the outlet comprises a part of the auxiliary circuit for cooling it.

System according to claims 1-7, characterized in that the outlet is connected to an adsorber.

System according to claim 1, characterized in that the inlet is connected to an additional circuit for cooling the inlet air.

System according to claim 1, 9, characterized in that the additional circuit is coupled to the auxiliary circuit.

System according to claim 1, characterized in that a low-temperature vapor-absorbing liquid is added to the gas-vapor mixture in the cooling device and in that the temperature in the cooling device becomes higher than the temperature at which the liquid goes into the solid phase. chosen .