Способ заполнения резервуаров трехфазной двуокисью углерода

 

f. СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ РЕЗЕРВУ ЮВ ТРЕХФАЗНСЙ ДВУОКИСЬЮ УГЛЕРОДА с поелётпоорм ее хранением о т л и чающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет увеличения длительности хранения при упрощении аппаратурного офр{ ления , предварительно в резервуар подают часть общего количества двуокиси углерода в жидкой фазе под давлетл&л выше давления тройной точки, затем выпускают часть образовавшейся паровой фазы с поиижением давления в резервуаре и получением твердой фазы, после чего резервуар дозаполияют жидкой двуокисью углерода. 2. Способ по П.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что твёрдую фазу двуокиси углерода удерживают в нижней части резервуара путем намораживания &} на придонных элементах. С 4ik л 00 со ю J со

,.ЯД 923

4(зцF 17 С502

ИВЗЩЮ СТВИИНЬЙ КОМИТЕТ ССОР

ОПИСАМИЕ ИЭОБРЕТЕНПЧ

К ASYNCH65@f СВИДЕ ИЛЬСТЗУ (21) 3660754/23-26 (22) 29.07.83 (46). 07.03.85. Вюл. У 9 (72) Д.Е. Резников, В.M. Браун

М Н.В. Рабинович

{71) Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (53) 621.59(088.8) (56) 1. Преображенский Н.И. "Сжижен .ные природные газы". Л., 1975, с. 8О81. .2. Патент Англии Р 1470688, кл. F 4 Р, 1976. (54)(57) 1. СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ РЕЗЕРЬУАРОЬ ТЖХФАЗИОЙ ДВУОКИСЬЮ УГЛЕРОДА с последующим ее хранением, о т л и-чающийся тем, что, сцелью повышения экономичности за счет увеличения длительности хранения при упрощении аппаратурного оформления, предварительно.в резервуар подают часть общего количества двуокиси углерода в жидкой фазе под давлением выше давления тройной точки, затем выпускают часть образовавшейся паровой фазы с понижением давления в резервуаре и получением твердой фазы, после чего резервуар дозаполняют жидкой двуокисью углерода.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что твердую фазу дву- окиси углерода удерживают в нижней части резервуара путем намораживания на придонных элементах.

1 343923

Изобретение относится к технике ииз.-".их температур и может быть использовано в установках для транспортировки и хранения жидкой двуокиси углерода. $

Известен способ заполнения резервуаров жидкой углекислотой, по которому заполняемый и опорожняемый резервуары соединяют, предварительно жидкостнай и паровой линиями, пере- 16 ливают жидкость в заполняемый резервуар самотеком либо при помощи насоса а паровую фазу сбрасывают из него либо в опорожненный резервуар, либо в установку, производящую угле- 1З кислоту. До окончании заполнения большая часть емкости оказывается заполненной жидкой двуокисью углерода, остальной объем, — равновесное паровой, фазой под давлением выше 2О давления тройной точки 1).

При хранении из-за испарения жид" кости от внешних теплопритоков давление в емкости растет. Для того, чтобы ограничить давление в резервуаре 2S (оно не должно превышать допускаемое), часть паров конденснруют вспо1могательной холодильной установкой.

Недостаткаж данного способа являют

:ся необходимость в конденсации обра- >, зующих при последующем хранении паров, а следовательно, и необходи мость в дорогом, массивном и недостаточно надежйом машинном оборудованиие . 35

Наиболее близким к изобретению по технической сущности являетея способ заполнения резервуара трехфазной двуокисью углерода„ заключающийся в изготовлении с помощью специального оборудования углекислотной шуги - смеси жидкой и твердой фаз, и залива ее а занолняемь3й резервуар.

При последующем хранении происхо дит медленный переход твердой фазы в жидкую, при этом в резервуаре поддерживаются нараметры тройной точки (Р 0,618 ИПа, Т 216,6К) 2 .

Недостатками известного способа являются сложность из-за необходимос- 0 ти в предварительном получении шуги и в соответствующем оборудовании для ее получения, а также невозможность получения температурного расслоения .жидкости в:резервуаре, необходюеио И для получения давления паровой фазы, превышающего давление тройной точки, что уменьшает теплопрнтоки, а следовательно, увеличивает возможную про должительность хранения, а также облегчает перелив жидкости в другую емкость (при необходимости). Кроке того, способ включает расширение жидкой углекислоты в диЛфузоре строго до давления в тройной точке, удаление паров углекислоты из зоны расширения для.контроля фазового состава с целью получения шуги заданной консистенции, подачу готового продукта в резервуар для хранения с помощью насоса. Все это обуславливает его сложность

Целью изобретения является повышение экономичности за счет увеличения длительности хранения при упрощении аппаратурного оформления.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу заполнения резервуаров трехфазной двуокисью углерода с последующим ее хранением, предварительно в резервуар подают часть общего количества двуокиси углерода в жидкой фазе под давлением выше давления тройной точки,- затем выпускают часть образовавшейся паровой фазы с понижением давления в резервуаре и получением твердой фазы, после чего производят дозаполнение резервуара жидкой двуокисью углерода.

При этом твердую фазу двуокиси углерода удерживают в нижней части резервуара путем наморажнвания на придонных элементах.

На фиг. 1 изображена установка .в.процессе заполнения части резервуара жидкостью; на фиг. 2 — то же в процессе сброса паров из резервуа.ра дь образования твердой фазы (cyzoro льда); на фиг. 3 — то же.в .процессе последующего дозаполнения резервуара.

Занравляемый резервуар 1 связан жидкостной 2 и паровой 3 линиями с установкой для производства жидкой углекислоты (не показана). В нижней части 4 резервуара 1 размещена арматурная сетка, выполненная, например, в виде системы горизонтально расположенных прутьев 5.

Способ осуществляется следующим -образом.

Для заполнения резервуара 1 на первом этапе производят частичный залнВ его объема жидкостью на 10607 (фиг. 1) по линии 2, затем по1143923

ЯНИКА,Заказ 882/31 Тираж 465 фр щи

Филиал ШШ Патент. ° r. Ужгород,уп.броектиаа, 4 следнюю перекрывают и производят сброс паров по линии 3 в объеме с давлением ниже давления тройной точки, в установку для производства углекислоты либо в сеть потребителю (фиг. 2). При этом оставшаяся углекислота отвердевает, превращаясь в монолитный блок 6, армированный прутьями 5.

Затем. производят дозаполнение резервуара 1 жидкостью (фиг. 3).

В процессе хранения теплопритоки из окружающей среды компенсируются теплотой плавления твердой углекислоты. При этом масса блока 6 уменьшается„ а общая масса углекислоты сохраняется.

Поскольку твердую Фазу 6 удерживают в нижней части 4 резервуара 1, происходит температурное расслоение жидкой двуокиси углерода по высоте резервуара; При этом верхние слои жидкости преобретают более. высокую температуру, а равновесная с ними паровая фаза имеет давление, превышающее давление тройной точки. По- скольку повышаются давление и температура в паровой части резервуара, уменьшаются внешние теплопритоки.

В результате. увеличивается продолжительность хранения продукта. В. то же время при повышении давления. выше допустимого достаточно перемещать верхние и нижние холодные слои жидкости, в результате температура и давление в резервуаре сразу упадут.

Это обеспечивает воэможность хранения жидкой двуокиси углерода без использования холодильной машины.

10 Поскольку двуокись .углерода получают в трех фазах непосредственно в резервуаре, а не предварительно с последующим переливом, и беэ приме1 нения специального оборудования (только эа счет выпуска паров с помощью клапана), предлагаемые способ и устройство для его реализации значитель-. но упрощаются °

Предлагаемое изобретение предназ2О начено для замены известного способа заполнения резервуаров углекислотой в жидкой фазе, при котором образующиеся пары сбрасывают из резервуара.

При последующем хранении обеспечид вают конденсацию образующихся паров с помощью холодильной машины. Предлагаемый способ обеспечивает возможность длительного хранения двуокиси углерода без исполъзования холодиль30 !