RU1780390C

RU1780390C - Device for cooling, drying and cleaning gases

Info

Publication number: RU1780390C
Authority: RU
Inventors: Ю.Д. Чурсин; А.А. Антонов; В.С. Сысоев; А.С. Алимов; Н.Н. Леус
Original assignee: Производственное объединение "Машиностроительный завод"
Priority date: 1989-08-07
Filing date: 1989-08-07
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: device has ejector 1, cleaning housing 6, buffer vessel 2, automated control mechanism, upper level setter 3 and lower level setter 4 mounted in buffer vessel and in gas cleaning and drying housing 6; they are used to control cut-off valves mounted at ejector outlet and in pipe lines feeding the regenerating agent to and from the chamber; device is also provided with moisture meter 24 mounted at outlet where cleaned gas escapes from chamber; moisture meter 24 is interlocked with automated control mechanism; device is provided with cryogenic pump 19 which is connected with temperature sensor through cryogenic agent flow regulator 21. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодной технике, а точнее к аппаратам химической промышленности. The invention relates to cold technology, and more specifically to apparatus of the chemical industry.

Известно устройство для охлаждения, осушки и очистки газов, содержащее эжектор, который подключен через буферную емкость посредством задатчиков верхнего и нижнего уровней, сблокированных с влагомером с камерой охлаждения, осушки и очистки. A device is known for cooling, drying and purifying gases, comprising an ejector that is connected through a buffer tank by means of adjusters of the upper and lower levels interlocked with a moisture meter with a cooling, drying, and cleaning chamber.

Недостатком известного устройства является низкая экономичность. A disadvantage of the known device is its low profitability.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и принятому за прототип является устройство для охлаждения, сушки и очистки газов, содержащее корпус с соосно размещенным внутри стаканом, заполненным насадкой и образующим с корпусом кольцевой зазор, трубчатый змеевик для циркуляции сжатого газа выполнен в виде двухзаходной спирали, навитой на стакан и заключенной в охлаждающую водяную рубашку, при этом выходные концы змеевика размещены в кольцевой полости между корпусом и рубашкой и сплющены, днище стакана выполнено в виде решетки и к нему при помощи стержня прикреплен отбойный корпус, а к рубашке снаружи примыкают трубы с козырьками для отвода из кольцевой полости водомасляной эмульсии. Closest to the claimed technical essence and adopted as a prototype is a device for cooling, drying and purifying gases, comprising a housing with a cup coaxially placed inside the cup, filled with a nozzle and forming an annular gap with the housing, a tubular coil for circulating compressed gas is made in the form of a two-way spiral, wound on a glass and enclosed in a cooling water jacket, while the output ends of the coil are placed in the annular cavity between the body and the jacket and are flattened, the bottom of the glass is made in the form of sieves and and thereto is attached by means of rod baffle housing and adjacent to the jacket outside the tubes with visors for discharging from the annular cavity oil-water emulsion.

Недостатком устройства является низкая производительность и эффективность очистки газа от водомасляной эмульсии вследствие недостаточной интенсификации процесса охлаждения газа, а также вследствие высыхания, накипания и накопления масла на насадке, что приводит к вынужденной остановке устройства, его продувки рабочим потоком газа с целью очистки от воды и масла и проведения промывочных операций. The disadvantage of this device is the low productivity and efficiency of gas purification from oil-water emulsion due to insufficient intensification of the gas cooling process, as well as due to drying, boiling and accumulation of oil on the nozzle, which leads to a forced shutdown of the device, its purge with a working gas stream in order to clean it from water and oil and flushing operations.

Целью изобретения является повышение производительности. The aim of the invention is to increase productivity.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для охлаждения, осушки и очистки газов, содержащем линию подачи газа, корпус, в котором размещен стакан с отбойниками и насадками, окруженный охваченным с зазором первой охлаждающей рубашкой двухзаходным змеевиком, выходные части которого размещены в полости между корпусом и первой охлаждающей рубашкой, в корпусе дополнительно размещен второй стакан, подключенный параллельно первому посредством переключающихся вентилей, и вторая кольцевая охлаждающая рубашка, установленная в каждом стакане в зазоре между первой охлаждающей рубашкой и змеевиком, а устройство дополнительно содержит буферную емкость с датчиками уровня, электрически связанными с переключающимися вентилями, эжектор, вход которого подключен к линии подачи газа, выход к входу змеевиков обоих стаканов, а его пассивное сопло к их первым охлаждающим рубашкам и входу буферной емкости, выход которого подключен к полости между корпусом и первой охлаждающей рубашкой, а также насос, подключенный на входе к зазору змеевиком и второй охлаждающей рубашкой, которая подключена посредством регулятора расхода к выходу насоса, датчики температуры, установленные на насадках обоих стаканов и электрически связанные с регулятором расхода, и влагомер, установленный на выходе устройства и электрически связанный с датчиками уровня. This goal is achieved by the fact that in the device for cooling, drying and purifying gases containing a gas supply line, a housing in which a glass with chippers and nozzles is placed, surrounded by a two-way coil covered with a gap of the first cooling jacket, the output parts of which are placed in the cavity between the housing and the first cooling jacket, in the housing there is additionally placed a second glass connected in parallel to the first by means of switching valves, and a second ring cooling jacket installed in each glass in the gap between the first cooling jacket and the coil, and the device further comprises a buffer tank with level sensors electrically connected to the switching valves, an ejector, the input of which is connected to the gas supply line, the output to the input of the coils of both glasses, and its passive nozzle to their first cooling jackets and the entrance of the buffer tank, the output of which is connected to the cavity between the body and the first cooling jacket, as well as a pump connected to the gap inlet to the gap by the coil and the second cooling jacket, which connecting a flow through to the output of the pump regulator, temperature sensors at nozzles of both cup and electrically connected with a flow regulator, and a moisture meter mounted at the device output and are electrically connected with level sensors.

На фиг.1 приведено устройство для охлаждения, осушки и очистки газов; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. Figure 1 shows a device for cooling, drying and purification of gases; figure 2 section aa in figure 1.

Устройство содержит эжектор 1, буферную емкость 2 с задатчиками 3 и 4 верхнего и нижнего уровней, преобразователь 5 сигналов, корпус 6 осушки и очистки с размещенными в нем стаканами 7 и 8 с насадками 9 и 10 и отбойниками 11 и 12. Стаканы 7 и 8 окружены схваченными с зазором охлаждающими рубашками 13 и 14 двухзаходными змеевиками 15 и 16, выходные концы которых размещены между корпусом 6 и двойными полыми стенками 17 и 18 рубашек 13 и 14. The device comprises an ejector 1, a buffer tank 2 with adjusters 3 and 4 of the upper and lower levels, a signal converter 5, a drying and cleaning case 6 with glasses 7 and 8 placed therein with nozzles 9 and 10 and chippers 11 and 12. Glasses 7 and 8 surrounded by a cooling jacket 13 and 14 seized with a gap, two-way coils 15 and 16, the output ends of which are located between the housing 6 and the double hollow walls 17 and 18 of the shirts 13 and 14.

Насос 19 с регулируемой производительностью, установленный на криогенной емкости 20, подключен на входе к зазору между змеевиком и второй охлаждающей рубашкой 14. Регулятор 21 расхода криогенной жидкости связан с термодатчиками регулятора 22 и 23. Влагомер 24 связан с задатчиками 3 и 4 уровней регенератора в буферной емкости 2 и преобразователем 5 сигналов (АСУ), следящий и контролирующий за содержанием влаги в очищенном газе. Отсечной клапан 25 установлен на газопроводе подачи азота в буферную емкость 2. Отсечные клапаны 26 и 27 установлены на выходе очищаемого газа из эжектора 1. A variable-speed pump 19 mounted on a cryogenic tank 20 is connected at the inlet to the gap between the coil and the second cooling jacket 14. The cryogenic liquid flow controller 21 is connected to the temperature sensors of the regulator 22 and 23. The moisture meter 24 is connected to the adjusters 3 and 4 of the regenerator level in the buffer capacity 2 and a signal converter 5 (ACS), which monitors and controls the moisture content in the purified gas. The shut-off valve 25 is installed on the gas pipeline supplying nitrogen to the buffer tank 2. The shut-off valves 26 and 27 are installed at the outlet of the gas to be cleaned from the ejector 1.

Отсечные клапаны 28, 29 и 30 установлены на вакуумной линии, соединяющие вакуумный патрубок эжектора с криогенными охлаждающими рубашками. Отсечные клапаны 31 и 32 установлены на трубопроводе подачи регенератора из буферной емкости в корпус камеры охлаждения, осушки и очистки. Shut-off valves 28, 29 and 30 are mounted on a vacuum line connecting the vacuum nozzle of the ejector with cryogenic cooling jackets. Shut-off valves 31 and 32 are installed on the supply pipe of the regenerator from the buffer tank to the housing of the cooling, drying and cleaning chamber.

Запорные электромагнитные клапаны 33 и 34 установлены на газопроводе ввода криоагента из охлаждающих криогенных рубашек. Shutoff solenoid valves 33 and 34 are installed on the cryogenic agent inlet gas pipeline from cooling cryogenic jackets.

Запорные электромагнитные клапаны 35 и 36 установлены на трубопроводах вывода водомасляной эмульсии из секций камеры охлаждения, осушки и очистки и связаны с преобразователем 5 сигналов. Shutoff solenoid valves 35 and 36 are installed on the pipelines for outputting the oil-water emulsion from the sections of the cooling, drying and cleaning chamber and are connected to the signal converter 5.

Змеевик имеет выходные концы 37 и 38. Устройство содержит также стержни 39 и 40 и электромагнитный клапан 41 вывода отработанного газообразного криоагента в газопроводы пожаротушения из криогенной емкости 20. The coil has output ends 37 and 38. The device also contains rods 39 and 40 and an electromagnetic valve 41 for outputting the spent gaseous cryoagent to the fire extinguishing pipelines from the cryogenic tank 20.

Распределители регенерата 42 и 43 установлены в корпусе и насадках камер. Запорные клапаны 44 и 45 служат для выдачи очищенного газа потребителю; а запорные клапаны 46 и 47 для подачи криогенной жидкости в охлаждающую рубашку. Regenerate distributors 42 and 43 are installed in the housing and the nozzles of the chambers. Shut-off valves 44 and 45 are used to issue purified gas to the consumer; and shutoff valves 46 and 47 for supplying cryogenic fluid to the cooling jacket.

Описываемое устройство работает следующим образом. The described device operates as follows.

В цикле охлаждения, осушки и очистки газа клапаны 25, 26, 31, 32, 35, 36, 43, 45 закрыты. In the cycle of cooling, drying and gas purification, valves 25, 26, 31, 32, 35, 36, 43, 45 are closed.

При отсутствии сигналов на задатчиках 3 и 4 верхнего и нижнего уровней водомаслорастворяющего антифриза-регенерата в буферной емкости 2 со стороны влагомера 24, контролирующего и следящего за влажностью очищенного газа и связанного с задатчиками 3 и 4 уровней, отсечные клапаны 26 и 27 на выходе эжектора и выводе очищенного газа открыты. In the absence of signals on the adjusters 3 and 4 of the upper and lower levels of water-oil-dissolving antifreeze-regenerate in the buffer tank 2 from the side of the moisture meter 24, which controls and monitors the humidity of the purified gas and is connected with the adjusters 3 and 4 of the levels, shut-off valves 26 and 27 at the outlet of the ejector and clean gas outlet open.

В этом случае работает в рабочем цикле охлаждения, осушки и очистки с выдачей очищенного газа потребителю правая секция устройства. In this case, the right section of the device works in the working cycle of cooling, drying and purification with the release of purified gas to the consumer.

Открыта также запорная арматура на циркуляции криогенной жидкости по замкнутому циклу: криогенная емкость 20, насос 19 с регулирующей производительностью, охлаждающая криогенная рубашка 14 с выводом полученного при теплообменном процессе газообразного азота через электромагнитный клапан 41 в газопровод линии пожаротушения. Shut-off valves for cryogenic liquid circulation in a closed cycle are also open: cryogenic tank 20, pump 19 with regulating capacity, cooling cryogenic jacket 14 with the conclusion of nitrogen gas obtained during the heat exchange process through the electromagnetic valve 41 into the gas line of the fire fighting line.

Очищаемый газ, например водород, поступает от источника получения в эжектор 1 и через электромагнитный запорный клапан 26 вывода из эжектора направляется в трубчатый змеевик 15, где охлаждается криогенной жидкостью, например циркулирующим жидким азотом. При этом происходит частичная конденсация воды и очистка от масла. The gas to be cleaned, for example hydrogen, enters the ejector 1 from the receiving source and is directed through the electromagnetic shut-off valve 26 of the ejector output to a tubular coil 15, where it is cooled by a cryogenic liquid, for example, circulating liquid nitrogen. In this case, partial condensation of water and purification of oil occurs.

Затем газ через сплющенные концы змеевика тангенциально выбрасывается по обе стороны в пространство между рубашкой и корпусом стакана 8. Водомасляная эмульсия осаждается на внутренней поверхности стенки стакана и наружной поверхности охлаждающей криогенной рубашки 14. Then the gas through the tapered ends of the coil is tangentially ejected on both sides into the space between the jacket and the body of the glass 8. Water-oil emulsion is deposited on the inner surface of the wall of the glass and the outer surface of the cooling cryogenic jacket 14.

При своем дальнейшем движении газ проходит стакан 7 с отбойниками 17, а водомасляная эмульсия отводится в нижнюю часть корпуса 6 и выводится через отсечный клапан 36. Газ при своем дальнейшем движении через решетку направляется в насадок 9, где и происходит его окончательная осушка и очистка от капель воды и масла. With its further movement, the gas passes through the glass 7 with chippers 17, and the water-oil emulsion is discharged to the lower part of the housing 6 and is discharged through the shut-off valve 36. Gas during its further movement through the grate is directed to nozzles 9, where it is finally dried and cleaned of drops water and oil.

Благодаря наличию в устройстве регулятора 21 расхода криогенной жидкости, связанного с термодатчиком 22, следящим и контролирующим температуру охлаждаемого насадка 9, исключается влияние замораживания насадка и процесс осушки газа проходит в оптимальном режиме: на 30-50^оС ниже точки росы. Очищенный газ через отсечной клапан, связанный с влагомером 24, направляется к потребителю.Due to the presence in the device of the cryogenic liquid flow regulator 21 associated with temperature sensor 22, and the controlling temperature followed cooled nozzle 9, the influence of freezing of the nozzle and gas dehydration process takes place in optimal conditions: 30-50 ^{° C} below the dew point. The purified gas through the shut-off valve associated with the hygrometer 24, is sent to the consumer.

В процессе работы устройства возможно накопление влаги и масла на насадке и на внутренней поверхности корпуса больше допустимых требований в результате процессов высыхания, налипания и уплотнения водомасляной эмульсии. Это фиксируется влагомером 24, сблокированным с запорным клапаном 45, вывода очищенного газа потребителю и автоматизированной системой преобразователя сигналов 5 с задатчиками 3 и 4 верхнего и нижнего уровней. During the operation of the device, moisture and oil may accumulate on the nozzle and on the inner surface of the housing more than the permissible requirements as a result of drying, sticking and compaction of a water-oil emulsion. This is fixed by a moisture meter 24, interlocked with a shut-off valve 45, the outlet of the purified gas to the consumer and the automated system of the signal converter 5 with switches 3 and 4 of the upper and lower levels.

При превышении регламентированных норм по влажности очищенного газа автоматически наступает процесс регенерации правой секции устройства от водомасляной эмульсии. По команде влагомера 24 происходит закрытие клапана 45 и очищенный газ подается на осушку и очистку от масла в левую секцию устройства через открытый по команде клапан 44. If the regulated norms for humidity of the purified gas are exceeded, the process of regeneration of the right section of the device from the oil-water emulsion automatically begins. At the command of the hygrometer 24, the valve 45 is closed and the purified gas is supplied for drying and cleaning the oil to the left section of the device through the valve 44, which was opened upon command.

Режим регенерации правой секции устройства происходит одновременно с охлаждением, осушкой и очисткой газа в левой секции устройства и осуществляется следующим образом. Regeneration mode of the right section of the device occurs simultaneously with cooling, drying and purification of gas in the left section of the device and is carried out as follows.

Открывается клапан 25 подачи газообразного азота в буферную емкость 2 и газообразный азот вытесняет водомаслорастворяющий антифриз из буферной емкости, который через отсечной клапан 32 поступает в распределитель 43 и через него равномерно орошает насадок и внутренние стенки корпуса устройства. Как только уровень водомаслорастворяющего антифриза доходит до задатчика 4 нижнего уровня в буферной емкости 2, клапан 36 вывода водомаслорастворяющего антифриза закрывается и включается влагомер 24, который переводит на рабочий режим правую секцию устройства. Это дает возможность непрерывно отбирать газ от источника получения и направлять после очистки потребителю, не создавая ненужные и опасные перепады давления в газовых потребляющих линиях. The valve 25 for supplying nitrogen gas to the buffer tank 2 opens and nitrogen gas displaces the water-oil-dissolving antifreeze from the buffer tank, which enters the distributor 43 through the shut-off valve 32 and irrigates nozzles and the inner walls of the device body evenly through it. As soon as the level of water-oil-dissolving antifreeze reaches the lower level switch 4 in the buffer tank 2, the valve 36 for output of the water-oil-dissolving antifreeze is closed and the moisture meter 24 is turned on, which switches the right section of the device to operating mode. This makes it possible to continuously take gas from the source of receipt and direct it after cleaning to the consumer, without creating unnecessary and dangerous pressure drops in the gas consumption lines.

Claims

1. DEVICE FOR COOLING, DRYING AND CLEANING GASES, containing a gas supply line, a housing in which a glass with chippers and a nozzle is placed, surrounded by a two-way coil covered by the gap of the first cooling jacket, the output ends of which are located in the cavity between the housing and the first cooling jacket, characterized the fact that, in order to increase productivity, the second glass is additionally placed in the case, connected in parallel with the first one by means of switching valves, and the second ring cooling jacket, mouth replaced in each glass in the gap between the first cooling jacket and the coil, and the device further comprises a buffer tank with level sensors electrically connected to the switching valves, an ejector whose input is connected to the gas supply line, an output to the coil input of both glasses, and its passive nozzle to their first cooling jackets and the entrance of the buffer tank, the output of which is connected to the cavity between the housing and the first cooling jacket, as well as a pump connected at the entrance to the gap between the coil and the second cooling guide jacket, which is connected through a flow regulator to the outlet of the pump, the temperature sensors mounted inside the nozzles of both cup and electrically connected with a flow regulator, and a moisture meter, mounted on the output device and electrically connected to the level sensor.

2. The device according to claim 1, characterized in that the second cooling shirt of each glass is made in the form of double hollow walls.