RU2370300C1

RU2370300C1 - Method of absorption condensation of readily boiling fluid vapors and device to this end

Info

Publication number: RU2370300C1
Application number: RU2008109804/15A
Authority: RU
Inventors: Юрий Григорьевич Белостоцкий (RU); Юрий Григорьевич Белостоцкий
Original assignee: Юрий Григорьевич Белостоцкий
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-10-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to absorption condensation of readily boiling fluid vapors and aims at reducing gasoline losses. It can be used in chemical and petrochemical industries, at oil product storages, etc. In compliance with proposed invention, developed surface of absorber condensation is divided into two or more parts. Note here that uncooled absorbent is fed into upper part, while absorbent cooled to low temperature is fed above the former, on every following lower part for it to be mixed with absorbent coming from higher part. Proposed device comprises absorber with developed condensation surface and absorber coolant. Developed surface of absorber condensation is divided into two or more parts. Note here that the beginning of uncooled absorbent communicates with the uncooled absorber feed unit, while the beginning of cooled absorber communicates with cooled absorber feed unit and has a mixer of absorber coming from higher part of absorber.

EFFECT: simplified absorber, lower costs.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области абсорбционной конденсации паров легкокипящей жидкости, в частности к области технических мер, направленных на сокращение потерь бензинов от испарения.The invention relates to the field of absorption condensation of vapors of a low boiling liquid, in particular to the field of technical measures aimed at reducing the loss of gasoline from evaporation.

Известно, что абсорбция - поглощение жидкостью веществ, состоящих из смеси газов [1, с.10].It is known that absorption is the absorption by a liquid of substances consisting of a mixture of gases [1, p.10].

Известен способ абсорбционной конденсации паров легкокипящей жидкости (бензина), включающий охлаждение абсорбента посторонним охладителем, подачу абсорбента в верхнюю часть абсорбера и поглощение паров поверхностью охлажденного абсорбента [2, с.106].A known method of absorption condensation of vapors of a low boiling liquid (gasoline), including cooling the absorbent with an external cooler, supplying the absorbent to the upper part of the absorber and vapor absorption by the surface of the cooled absorbent [2, p. 106].

В известных абсорбционных системах в качестве абсорбента, поглощающего пары бензина, используются либо тяжелые нефтяные фракции (газойль, керосин, дизтопливо), либо охлажденный бензин.In known absorption systems, either heavy oil fractions (gas oil, kerosene, diesel fuel) or refrigerated gasoline are used as absorbent absorbing gasoline vapors.

В известных абсорберах используются самые разнообразные типы активных (развитых) поверхностей конденсации, на которых происходит сорбция паров легкокипящей жидкости. Поэтому по типу активной поверхности абсорберы подразделяются на поверхностные (в т.ч. и пластинчатые), пленочные, трубчатые, насадочные (в т.ч. насыпные), барботажные (в т.ч. тарелочные), распыливающие и т.п. [3]. По расположению относительно горизонта абсорберы могут быть вертикальными, горизонтальными, наклонными и смешанными.Known absorbers use the most diverse types of active (developed) condensation surfaces on which sorption of low-boiling liquid vapor occurs. Therefore, according to the type of active surface, the absorbers are subdivided into surface (including plate), film, tubular, packed (including bulk), bubbler (including plate), spray, etc. [3]. By position relative to the horizon, the absorbers can be vertical, horizontal, inclined and mixed.

Изобретение может быть применимо ко всем типам абсорберов. Но для простоты изложения сущность изобретения будет рассмотрена применительно только к конструкции вертикального насадочного насыпного абсорбера.The invention may be applicable to all types of absorbers. But for the sake of simplicity, the essence of the invention will be considered with reference only to the design of a vertical packed bulk absorber.

Согласно известному способу паровоздушная смесь (смесь паров бензина с воздухом - ПВС) поступает в абсорбер с насадкой (например, с насыпкой из керамических колец Рашига и т.п.). В абсорбере в процессе противоточного движения (ПВС↔жидкий бензин) развитая на кольцах Рашига поверхность абсорбента (холодного бензина) непрерывно течет в насадке, где и происходит сорбция бензиновых паров поверхностью предварительно охлажденного абсорбента (бензина) и их частичная конденсация. А несконденсировавшийся холодный газ (воздух) выбрасывается из абсорбера в атмосферу.According to the known method, a steam-air mixture (a mixture of gasoline vapors with air - PVA) enters the absorber with a nozzle (for example, with a mixture of Rashig ceramic rings, etc.). In the absorber during countercurrent movement (PVA ид liquid gasoline), the surface of the absorbent (cold gasoline) developed on the Rashig rings continuously flows in the nozzle, where gasoline vapors are sorbed by the surface of the previously cooled absorbent (gasoline) and their partial condensation occurs. And non-condensing cold gas (air) is emitted from the absorber into the atmosphere.

Такой способ абсорбционной конденсации паров легкокипящей жидкости (бензина) реализуется в устройстве, которое содержит абсорбер, обладающий развитой (активной) поверхностью конденсации (например, насыпка из колец Рашига) и с газовыми и жидкостными входом и выходом, а также охладитель абсорбента [2, с.107, рис.5.14] и [4, с.154, рис.3.60].This method of absorption condensation of vapors of low boiling liquid (gasoline) is implemented in a device that contains an absorber having a developed (active) condensation surface (for example, a filling from Rashig rings) and with gas and liquid inlet and outlet, as well as an absorbent cooler [2, p .107, fig. 5.14] and [4, p. 154, fig. 3.60].

Однако согласно известному способу поток несконденсировавшегося газа (в основном поток воздуха) выбрасывается из известного устройства сильно охлажденным, что приводит к большим потерям холода и снижению эффективности устройства. Это является существенным недостатком.However, according to the known method, the flow of non-condensed gas (mainly the air flow) is ejected from the known device to be very chilled, which leads to large losses of cold and a decrease in the efficiency of the device. This is a significant drawback.

Для уменьшения такого недостатка необходимо извлекать остатки холода из воздуха, выходящего из абсорбера, т.е. произвести рекуперацию (возврат) холода. Для этого в конструкцию абсорбера необходимо ввести рекуператор холода.To reduce this drawback, it is necessary to extract the remaining cold from the air leaving the absorber, i.e. to recover (return) the cold. For this, a cold recuperator must be introduced into the design of the absorber.

В качестве рекуператора обычно используется известный противоточный теплообменник, например трубчато-ребристый с раздельными потоками (один поток внутри трубы, второй снаружи омывает ребра, расположенные на наружной поверхности такой трубы). Но это сложное, дорогое и металлоемкое устройство, что является недостатком.As a recuperator, a well-known countercurrent heat exchanger is usually used, for example, a tubular fin with separate flows (one stream inside the pipe, the second from the outside washing the fins located on the outer surface of such a pipe). But this is a complex, expensive and metal-intensive device, which is a drawback.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является уменьшение указанного недостатка, т.е. упрощение конструкции рекуператора.The technical result of the proposed technical solution is to reduce this drawback, i.e. simplification of the design of the recuperator.

Указанный технический результат в части способа достигается тем, что развитую поверхность конденсации абсорбера разделяют на две или более части, при этом в верхнюю часть сверху подают неохлажденный (или недоохлажденный до рабочей температуры) абсорбент, а сверху на каждую последующую нижерасположенную часть подают абсорбент, охлажденный охладителем до низких температур, с обеспечением его смешивания с абсорбентом, поступающим из вышерасположенной части абсорбера.The specified technical result in part of the method is achieved by the fact that the developed condensation surface of the absorber is divided into two or more parts, while the uncooled (or uncooled to operating temperature) absorbent is supplied to the upper part, and the absorbent cooled by the cooler is fed from above to each subsequent lower part to low temperatures, ensuring its mixing with the absorbent coming from the upstream part of the absorber.

Указанный технический результат в части устройства достигается тем, что развитая поверхность конденсации абсорбера разделена на две или более части, причем начало верхней части связано с узлом подачи неохлажденного (или недоохлажденного до рабочей температуры) абсорбента, а начало каждой последующей нижней части связано с узлом подачи охлажденного до низких температур абсорбента и имеет узел смешения с потоком абсорбента, поступающим из вышерасположенной части абсорбера.The specified technical result in part of the device is achieved by the fact that the developed condensation surface of the absorber is divided into two or more parts, the beginning of the upper part being connected to the supply unit of uncooled (or subcooled to operating temperature) absorbent material, and the beginning of each subsequent lower part being connected to the supply unit of chilled to low temperatures of the absorbent and has a mixing unit with the flow of absorbent coming from the upstream part of the absorber.

Фиг.1 изображает предлагаемое устройство.Figure 1 depicts the proposed device.

Источник ПВС (цистерна) 1 соединен с газовым входом 2 вертикального абсорбера 3, содержащего насадку, например насыпку из керамических или металлических колец Рашига, который кроме газового входа 2 имеет и газовый выход 4, а также жидкостный вход 5 и жидкостный выход 6.The source of the PVA (tank) 1 is connected to the gas inlet 2 of the vertical absorber 3 containing a nozzle, for example, a powder made of ceramic or metal Raschig rings, which in addition to the gas inlet 2 has a gas outlet 4, as well as a liquid inlet 5 and a liquid outlet 6.

Выход 7 газового канала 4 обычно открыт в атмосферу. Но если устройство предназначено для рекуперации не паровоздушной смеси (ПВС), а, например, для рекуперации одного газа из смеси двух углеводородных газов (пропан-бутан, метан-этан и т.п.), то выход 7 обратного газового канала 4 должен быть соединен с входом устройства, забирающего оставшийся несжиженным газ (например, метан).The outlet 7 of the gas channel 4 is usually open to the atmosphere. But if the device is not intended for the recovery of the vapor-air mixture (PVA), but, for example, for the recovery of one gas from a mixture of two hydrocarbon gases (propane-butane, methane-ethane, etc.), then the output 7 of the return gas channel 4 should be connected to the input of a device that draws the remaining un-liquefied gas (e.g. methane).

Жидкостный вход 5 абсорбера через тройник 8 с помощью трубопровода 9 соединен с питающим насосом 10. Элементы 10-9-8 - это узел подачи бензина. Трубопровод 9 через этот же тройник 8 соединен также с входом прямого канала 11 рекуперативного теплообменника 12. Выход прямого канала 11 теплообменника 12 соединен с легко проницаемым для ПВС каплеуловителем-смесителем 13, расположенным между двумя частями насадки (двумя насыпанными слоями колец Рашига) вертикального абсорбера 3. Верхняя насыпка (верхняя часть насадки) 14 имеет меньшую толщину, чем нижняя 15.The liquid inlet 5 of the absorber through a tee 8 by means of a pipe 9 is connected to the feed pump 10. Elements 10-9-8 is a gas supply unit. The pipe 9 through the same tee 8 is also connected to the inlet of the direct channel 11 of the recuperative heat exchanger 12. The output of the direct channel 11 of the heat exchanger 12 is connected to the drip catcher 13, which is easily permeable to PVA, located between two parts of the nozzle (two poured layers of Raschig rings) of the vertical absorber 3 The upper fill (the upper part of the nozzle) 14 has a smaller thickness than the lower 15.

Обратный канал 16 противоточного рекуперативного теплообменника 12 замкнут через источник холода, например через холодильную фреоновую машину, состоящую из компрессора 17, фильтра-охладителя 18 и дросселя 19. Под жидкостным выходом 6 абсорбера 3 расположен приемник-накопитель 20 смеси конденсата (в данном случае бензина) и абсорбента (бензина).The return channel 16 of the countercurrent recuperative heat exchanger 12 is closed through a cold source, for example, through a freon refrigeration machine consisting of a compressor 17, a filter cooler 18 and a throttle 19. Under the liquid outlet 6 of the absorber 3 there is a receiver-accumulator 20 of the condensate mixture (in this case, gasoline) and absorbent (gasoline).

Могут быть применены и другие источники холода, например вихревая труба и т.п.Other sources of cold can be used, such as a vortex tube, etc.

Работает рассмотренное устройство следующим образом.The considered device works as follows.

При заполнении свежим бензином ранее опорожненной емкости 1 из ее свободного пространства вытесняются оставшиеся бензиновые пары. Так, известно, что летом в одном кубическом метре ПВС может содержаться до 2 литров свободно-испарившегося бензина [2, с.85], следовательно, в каждой полностью опорожненной (пустой) железнодорожной цистерне объемом 60 м³ может содержаться до 120 л бензина, которые могут быть сохранены за счет конденсации по рассматриваемому способу.When freshly filled gasoline is filled with a previously empty tank 1, the remaining gasoline vapor is displaced from its free space. Thus, it is known that in summer up to 2 liters of freely-evaporated gasoline can be contained in one cubic meter of PVA [2, p. 85], therefore, each completely emptied (empty) railway tank with a volume of 60 m ³ can contain up to 120 liters of gasoline, which can be stored by condensation in the considered method.

Вытесняемая из цистерны 1 паровоздушная смесь через газовый вход 2 снизу поступает в насыпку 15 и поднимается вверх, проходя последовательно нижнюю насыпку 15, каплеуловитель-смеситель 13, верхнюю насыпку 14, после чего через газовый выход 4 выбрасывается в атмосферу.The vapor-air mixture displaced from the tank 1 through the gas inlet 2 from the bottom enters the filling 15 and rises upward, passing successively the lower filling 15, the droplet eliminator-mixer 13, the upper filling 14, after which it is released into the atmosphere through the gas outlet 4.

Перед началом работы устройства, предназначенного для реализации рассматриваемого способа абсорбционной конденсации паров легкокипящей жидкости, приводится в действие компрессор 17, подающий хладагент под давлением через дроссель 19 в обратный канал 16 теплообменника 12.Before starting the operation of the device designed to implement the considered method of absorption condensation of vapors of low-boiling liquid, a compressor 17 is activated, which supplies refrigerant under pressure through the throttle 19 to the return channel 16 of the heat exchanger 12.

Проходя через дроссель 19 хладагент (фреон, хладон, аммиак, пропан и др.) вскипает и сильно охлаждается. Поэтому, проходя через обратный канал 16 теплообменника 12, он выхолаживает прямой поток бензина 11, поступающий от насоса 10 на каплеуловитель-смеситель 13.Passing through the throttle 19, the refrigerant (freon, freon, ammonia, propane, etc.) boils and cools very much. Therefore, passing through the return channel 16 of the heat exchanger 12, it cools the direct flow of gasoline 11 coming from the pump 10 to the drip eliminator-mixer 13.

Охлажденный (холодный) бензин, поступающий из прямого канала 11 теплообменника 12 через каплеуловитель-смеситель 13 в нижнюю насыпку 15, вступает в поверхностный контакт с движущимся снизу вверх потоком ПВС и выхолаживает его.Cooled (cold) gasoline coming from the direct channel 11 of the heat exchanger 12 through the drip trap-mixer 13 into the lower filling 15 comes into surface contact with the flow of PVA moving from the bottom up and cools it.

Одновременно с этим неохлажденный абсорбент (бензин) с температурой окружающей среды (например, t_OC=25°C=298K) от насоса 10 по трубопроводу 9 через тройник 8 и жидкостный вход 5 поступает на поверхность верхней насыпки 14 и проходит последовательно сквозь верхнюю насыпку 14, каплеуловитель-смеситель 13, сквозь нижнюю насыпку 15, после чего через жидкостный выход 6 сливается в приемник-накопитель конденсата 20, откуда насосом 10 по трубопроводу 9 вновь подается в тройник 8.At the same time, an uncooled absorbent (gasoline) with an ambient temperature (for example, t _OC = 25 ° C = 298K) from the pump 10 through the pipe 9 through the tee 8 and the liquid inlet 5 enters the surface of the upper filling 14 and passes sequentially through the upper filling 14 , a droplet eliminator-mixer 13, through the lower filling 15, after which it is discharged through a liquid outlet 6 into a condensate receiver-accumulator 20, from where it is again fed into a tee 8 via a pipeline 9.

При этом неохлажденный абсорбент (бензин), поступающий в верхнюю часть 14 абсорбера 3 из патрубка 5, проходя сверху вниз по поверхностям колец Рашига, охлаждается, вступая в поверхностный контакт с потоком ПВС, охлажденным в нижней насыпке 15, проходящим снизу вверх (т.е. в противотоке), и подогревает этот ноток. Но при этом пары бензина частично конденсируются на активных поверхностях насадки 14.In this case, the uncooled absorbent (gasoline) entering the upper part 14 of the absorber 3 from the nozzle 5, passing from top to bottom along the surfaces of the Raschig rings, is cooled, coming into surface contact with the PVA stream cooled in the lower bulk 15, passing from the bottom up (i.e. in counterflow), and heats up this note. But at the same time, gasoline vapors partially condense on the active surfaces of the nozzle 14.

В результате такого движения охлажденный абсорбент (бензин) каплями стекает из верхней части 14 на поверхность каплеуловителя-смесителя 13, где смешивается с холодным бензином, поступающим из прямого канала 11 теплообменника 12.As a result of this movement, the cooled absorbent (gasoline) flows down from the upper part 14 onto the surface of the drip trap-mixer 13, where it is mixed with cold gasoline coming from the direct channel 11 of the heat exchanger 12.

Окончательно нары бензина конденсируются в нижней насыпке 15 и поглощаются поверхностью холодного абсорбента (бензина). Часть холода, содержащегося в холодном бензине, поступающем через канал 11, расходуется на процесс конденсации, другая часть охлаждает воздух с остатками бензиновых паров, которые через легко проницаемый для ПВО каплеуловитель-смеситель 13 снизу поступают в верхнюю насыпку 14, где, отдавая остатки холода, предварительно охлаждают теплый поток абсорбента (бензина), поступающего в абсорбер из тройника 8 через жидкостный вход 5.Finally, the bunks of gasoline condense in the lower bulk 15 and are absorbed by the surface of the cold absorbent (gasoline). Part of the cold contained in the cold gasoline flowing through the channel 11 is spent on the condensation process, another part cools the air with the remnants of gasoline vapors, which through the drip-mixer 13, which is easily permeable for air defense, enter the upper filling 14, where, giving up the remaining cold, pre-cool the warm flow of absorbent (gasoline) entering the absorber from the tee 8 through the liquid inlet 5.

При этом, как уже отмечалось, в верхней насыпке 14 конденсируется оставшаяся в ПВС часть паров бензина (после конденсации в нижней части насадки), а чистый воздух через патрубок 4 выбрасывается в атмосферу.At the same time, as already noted, in the upper filling 14 the part of the gasoline vapor remaining in the PVA condenses (after condensation in the lower part of the packing), and clean air is discharged through the pipe 4 into the atmosphere.

Образовавшийся в верхней насыпке конденсат (бензин) и подаваемый абсорбент (бензин) смешиваются и стекают в каплеуловитель-смеситель 13, где еще раз смешиваются уже с холодным бензином, поступающим из прямого канала 11 теплообменника 12.The condensate (gasoline) formed in the upper fill and the absorbent (gasoline) fed are mixed and drained into a drip trap-mixer 13, where they are mixed once again with cold gasoline coming from the direct channel 11 of the heat exchanger 12.

В результате в нижней части насадки (в нижней насыпке 15) происходит полная (окончательная) конденсация бензина из ПВС за счет как холода, поступающего с бензином из прямого канала 11 теплообменника 12, так и возвращаемого холода, поступающего с абсорбентом (бензином) из верхней части насадки (верхней насыпки 14). При этом в верхней части насадки (в верхней насыпке 14) происходит частичная конденсация паров бензина и выхолаживание газового потока, т.е. в этой части происходит рекуперация (возврат) недоиспользованного холода, а согревшаяся ПВС, оставшись без паров бензина (почти чистый воздух), через патрубки 4 и 7 выбрасывается в атмосферу.As a result, in the lower part of the nozzle (in the lower bulk 15), the gasoline from the PVA is completely (finally) condensed due to both the cold coming from the direct channel 11 of the heat exchanger 12 with gasoline and the returning cold coming from the upper part with absorbent (gasoline) nozzles (top fill 14). At the same time, in the upper part of the nozzle (in the upper filling 14), partial condensation of gasoline vapors and cooling of the gas flow occur, i.e. in this part, recovery (return) of the unused cold takes place, and the warmed PVA, left without gasoline vapor (almost clean air), is discharged into the atmosphere through pipes 4 and 7.

Так как в верхней части насадки 14 всегда повышенная температура, то проходящий по развитой поверхности смоченных бензином колец Рашига поток воздуха может приводить к испарению бензина, пары которого через патрубок 7 могут поступать в атмосферу.Since the temperature in the upper part of the nozzle 14 is always elevated, the air flow passing over the developed surface of the Rashig rings moistened with gasoline can lead to the evaporation of gasoline, the vapor of which through the pipe 7 can enter the atmosphere.

Для предотвращения этого нежелательного явления необходимо разделить теплопроводной стенкой оба потока, т.е. самую верхнюю часть рекуператора выполнить, например, в виде трубчато-ребристого теплообменника и окончание процесса рекуперации (повышения температуры ПВС вплоть до t_OC) проводить с разделенными потоками. Это позволит предотвратить нежелательное испарение бензина. Для этого патрубок 5 абсорбера необходимо подключить к тройнику 8 через прямой канал 21 противоточного рекуперативного теплообменника 22 (фиг.2), а патрубок 4 абсорбера подключить к выходу газового канала 7 через обратный канал 23 того же теплообменника. При этом возможно немного уменьшить площадь теплообмена для верхней части насадки 14. Так, например, при потребной общей площади 10 м² теплообмена у рекуператора 14 площадь трубчато-ребристого рекуператора-теплообменника 22 должна составлять 3,2 м², а площадь насыпного рекуператора-абсорбера 14 должна составлять 7 м², т.е. они находятся в соотношении 1:2. А это значит, что все равно потребная площадь более дорогого и более сложного трубчато-ребристого рекуператора-теплообменника 22 будет в три раза меньше (не 10 м², а всего лишь 3,2 м²) при наличии простого и дешевого насыпного рекуператора-абсорбера 14.To prevent this undesirable phenomenon, it is necessary to separate both streams with a heat-conducting wall, i.e. to carry out the upper part of the recuperator, for example, in the form of a tubular-fin heat exchanger and carry out the end of the recovery process (increasing the PVA temperature up to t _OC ) with separated flows. This will prevent the unwanted evaporation of gasoline. For this, the absorber pipe 5 must be connected to the tee 8 through the direct channel 21 of the countercurrent regenerative heat exchanger 22 (Fig. 2), and the absorber pipe 4 must be connected to the outlet of the gas channel 7 through the return channel 23 of the same heat exchanger. In this case, it is possible to slightly reduce the heat transfer area for the upper part of the nozzle 14. So, for example, with the required total area of 10 m ^{2 of} heat transfer at the recuperator 14, the area of the tubular-fin heat exchanger-heat exchanger 22 should be 3.2 m ² , and the area of the bulk recuperator-absorber 14 should be 7 m ² , i.e. they are in a ratio of 1: 2. And this means that anyway, the required area of the more expensive and more complex tubular-fin heat exchanger-heat exchanger 22 will be three times smaller (not 10 m ² , but only 3.2 m ² ) in the presence of a simple and cheap bulk absorber-heat exchanger fourteen.

Так как в верхней насыпке 14 (фиг.2) происходит только частичная рекуперация холода, а некоторая часть холода с ПВС уходит в прямой канал 23 трубчато-ребристого рекуператора-теплообменника 22, то получается, что обратно в насыпку 14 поступает недоохлажденный до рабочей температуры абсорбент (бензин).Since in the upper embankment 14 (Fig. 2) only partial recovery of the cold takes place, and some of the cold from the PVA goes into the direct channel 23 of the tubular-fin heat exchanger-heat exchanger 22, it turns out that the absorbent undercooled to the operating temperature enters the embankment 14 (petrol).

Абсорбент (бензин) полностью охлажден до рабочей температуры только в области каплеуловителя-смесителя 13.The absorbent (gasoline) is completely cooled to operating temperature only in the area of the drip eliminator-mixer 13.

Согласно фиг.2 перепад ΔT между температурой бензина, подаваемого на вход 8 абсорбера (t_OC=25°C=298K), и требуемой рабочей температурой абсорбента (Т₂=-40°С=233К) составит ΔТ=t_OC-T₂=298K-233K=65 градусов, т.е. на такую температурную нагрузку должна быть рассчитана холодильная машина (17-18-19). Это тяжелый режим работы низкотемпературного холодильника, непосредственно влияющий на его долговечность, что является недостатком.According to figure 2, the difference ΔT between the temperature of gasoline supplied to the input 8 of the absorber (t _OC = 25 ° C = 298K) and the required operating temperature of the absorbent (T ₂ = -40 ° C = 233K) will be ΔT = t _OC -T ₂ = 298K-233K = 65 degrees, i.e. a chiller (17-18-19) should be designed for such a temperature load. This is a difficult mode of operation of a low-temperature refrigerator, directly affecting its durability, which is a disadvantage.

Для уменьшения такого недостатка насадку (насыпку) абсорбера 3 необходимо разделить на 3 (а для тропического исполнения - и более) секций (14, 15, 27), между которыми расположить каплеуловители-смесители 13, каждый из которых функционально связан со своей холодильной машиной (17-18-19) и (17'-18'-19') через прямые каналы 11 и 24 индивидуальных теплообменников-охладителей 12 и 25 (фиг.3).To reduce this drawback, the nozzle (fill) of the absorber 3 must be divided into 3 (and for tropical execution - and more) sections (14, 15, 27), between which there are drip eliminators-mixers 13, each of which is functionally connected with its own refrigeration machine ( 17-18-19) and (17'-18'-19 ') through the direct channels 11 and 24 of the individual heat exchangers, coolers 12 and 25 (figure 3).

Согласно фиг.3 перепад ΔT₁ между температурой бензина, подаваемого на вход абсорбера (t_OC=25°C=298K), и требуемой рабочей температурой абсорбента на входе во вторую ступень 27 насыпного рекуператора-абсорбера (T₁=-15°C=258K) составит ΔT₁=t_OC-T₁=298K-258K=40 градусов, т.е. на такую незначительную температурную нагрузку должна быть рассчитана среднетемпературная холодильная машина (17-18-19).According to figure 3, the difference ΔT ₁ between the temperature of gasoline supplied to the inlet of the absorber (t _OC = 25 ° C = 298K) and the required operating temperature of the absorbent at the inlet to the second stage 27 of the bulk recuperator-absorber (T ₁ = -15 ° C = 258K) will be ΔT ₁ = t _OC -T ₁ = 298K-258K = 40 degrees, i.e. for such an insignificant temperature load, a medium-temperature refrigeration machine should be designed (17-18-19).

При этом перепад ΔТ₂ между температурой бензина, подаваемого на вход второй ступени 27 насыпного рекуператора-абсорбера (T₁=-15°С=258К), и требуемой рабочей температурой абсорбента (Т₂=-40°С=233К) на входе в каплеуловитель-смеситель 13 составит ΔТ₂=Т₁-Т₂=258К-233К=25 градусов. Это щадящий режим работы низкотемпературного холодильника, который позволяет еще более понизить рабочую температуру, например, до Т₂=-50°С=223К, что значительно повысит эффективность улавливания паров бензина при сохранении щадящего режима работы низкотемпературного холодильника (ΔТ₂=35 градусов).In this case, the difference ΔТ ₂ between the temperature of gasoline supplied to the input of the second stage 27 of the bulk recuperator-absorber (T ₁ = -15 ° С = 258К) and the required operating temperature of the absorbent (Т ₂ = -40 ° С = 233К) at the inlet drip catcher-mixer 13 will be ΔT ₂ = T ₁ -T ₂ = 258K-233K = 25 degrees. This is a gentle mode of operation of a low-temperature refrigerator, which allows you to further lower the operating temperature, for example, to T ₂ = -50 ° C = 223K, which will significantly increase the efficiency of trapping gasoline while maintaining the gentle mode of operation of a low-temperature refrigerator (ΔТ ₂ = 35 degrees).

Таким образом, сущностью изобретения является то, что активную (развитую) поверхность конденсации абсорбера, например вертикального, разделяют на две, три или более части, при этом в начало верхней части (14) подают неохлажденный (или недоохлажденный до рабочей температуры) абсорбент, а в начало (сверху) каждой последующей (нижней) части (15, 27) подают абсорбент, охлажденный охладителем, например холодильной машиной, при этом такой абсорбент смешивают с абсорбентом, поступающим из верхней части.Thus, the essence of the invention is that the active (developed) surface of the condensation of the absorber, for example, vertical, is divided into two, three or more parts, while at the beginning of the upper part (14) an uncooled (or undercooled to operating temperature) absorbent is supplied, and at the beginning (top) of each subsequent (lower) part (15, 27) an absorbent is fed cooled by a cooler, for example, a refrigerating machine, and such absorbent is mixed with the absorbent coming from the upper part.

В устройстве для реализации рассмотренного способа развитая (активная) поверхность конденсации вертикального абсорбера разделена на две, три или более части (14, 15, 27), причем начало верхней части (14) функционально связано с узлом подачи (10-9-8) неохлажденного (или недоохлажденного до рабочей температуры) абсорбента, а начало (верх) каждой последующей (нижней) части (15 и 27) связано с узлом подачи (10-9-8-11; 10-9-8-24) охлажденного абсорбента и имеет узел смешения (14-13 и 27-13') двух потоков абсорбента.In the device for implementing the considered method, the developed (active) condensation surface of the vertical absorber is divided into two, three or more parts (14, 15, 27), and the beginning of the upper part (14) is functionally connected to the supply unit (10-9-8) of uncooled (or undercooled to operating temperature) absorbent, and the beginning (top) of each subsequent (lower) part (15 and 27) is connected to the feed unit (10-9-8-11; 10-9-8-24) of the cooled absorbent and has mixing unit (14-13 and 27-13 ') of two absorbent streams.

Кроме того, в рассматриваемом устройстве газовый выход (4) из абсорбера может быть подключен к входу обратного канала (23) противоточного теплообменника (22), на входе прямого потока (21) которого расположен узел подачи (10-9-8) неохлажденного (или недоохлажденного до рабочей температуры) абсорбента, а выход этого (прямого) потока (21) соединен с жидкостным входом (5) абсорбера (3).In addition, in the device under consideration, the gas outlet (4) from the absorber can be connected to the inlet of the return channel (23) of the counterflow heat exchanger (22), at the inlet of the direct flow (21) of which there is a supply unit (10-9-8) of uncooled (or absorbent undercooled to operating temperature), and the output of this (direct) stream (21) is connected to the liquid inlet (5) of the absorber (3).

Изобретение может быть использовано не только для конденсации паров нефтепродуктов, но и в других отраслях, например в химической промышленности для конденсации летучих веществ и т.п.The invention can be used not only for condensation of oil vapor, but also in other industries, for example, in the chemical industry for condensation of volatile substances, etc.

ЛитератураLiterature

1. Политехнический словарь. Советская энциклопедия. М., 1976.1. Polytechnical dictionary. Soviet encyclopedia. M., 1976.

2. Коршак А.А. Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения. Уфа, 2001.2. Korshak A.A. Modern means of reducing the loss of gasoline from evaporation. Ufa, 2001.

3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971.3. Kasatkin A.G. Basic processes and apparatuses of chemical technology. - M.: Chemistry, 1971.

4. Коршак А.А. Ресурсосберегающие методы и технологии при транспортировке и хранении нефти и нефтепродуктов. - Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006.4. Korshak A.A. Resource-saving methods and technologies for transportation and storage of oil and oil products. - Ufa: DesignPolygraphService, 2006.

Claims

1. A method of absorption condensation of vapors of a low boiling liquid, comprising cooling the absorbent with an external cooler to low temperatures, feeding the absorbent to the absorber with a developed condensation surface and absorbing the vapor with the cooled absorbent, characterized in that the developed condensation surface of the absorber is divided into two or more parts, wherein the upper part is supplied with an uncooled absorbent, and on top of each subsequent lower part, an absorbent is supplied, cooled by a cooler to low temperatures to ensure Niemi its mixing with the absorbent coming from the upstream portion of the absorbent.

2. A device for absorption condensation of vapors of a low boiling liquid containing an absorber having a developed condensation surface, for example, in the form of a nozzle from Raschig rings, with channels for the input and output of the steam stream and the absorbent stream, and also an absorbent cooler, characterized in that the developed condensation surface the absorber is divided into two or more parts, and the beginning of the upper part is connected with the supply unit uncooled or undercooled to the operating temperature of the absorbent, and the beginning of each subsequent lower part of the associated with a supply unit cooled to low temperatures, and the absorbent has a mixing unit with the absorbent flow coming from the upstream of the absorber.

3. The device according to claim 2, characterized in that it is equipped with a countercurrent heat exchanger, while the output of the steam flow channel from the upper part of the absorber is connected to the input of the return channel of the counterflow heat exchanger, the input of the direct flow channel of the heat exchanger is connected to the supply unit of the absorbent which is not cooled or under-cooled to the operating temperature and the output of the direct flow channel is connected to the input of the channel of the uncooled absorbent in the upper part of the absorber.