Устройство для охлаждения и дегазации жидкости

 

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано лри охлаждении и дегазации жидкостей, в том числе при обезвоживании и охлаждении жидких углеводородных топлив в процессе заправки. Цель изобретения - повышение эффективности и снижение затрат при охлаждении и дегазации жидкости. Устройство содержит сепарационную камеру с входным патрубком в виде ускоряющего сопла, патрубками отвода жидкости и газа. На входе в сопло установлен распылитель криогенной жидкости в виде гидродинамического излучателя ультразвука. Сопло выполнено сужающимся. Патрубок отвода жидкости и сопло соединены с сепарационной камерой тангенциально. На входе в сопло установлена кавитирующая труба Вентури. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s B 01 0 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647986/26 (22) 06.02,89 (46) 23.05.91. Бюл, М 19 (75) Н.А. Бахтинов, С.Н. Зенкин, А.А. Шлейфер и О.А. Меркулов (53) 66.069.84(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1530206, кл. В 01 О 19/00, 1988, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И

ДЕ ГАЗАЦИИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано.при охлаждении и дегазации жидкостей, в том числе при обезвоживании и охлаждеИзобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при охлаждении и дегазации жидкостей, в том числе при обезвоживании и охлаждении жидких углеводородов, например, авиационных топлив в процессе заправки.

Целью изобретения является повышение эффективности и снижение затрат при подготовке жидкости.

На чертеже изображено устройство для охлаждения и дегазации жидкости, . Устройство содержит напорный патрубок 1,.трубу Вентури 2, установленную на входе в ускоряющее сопло 3, расположенное под углом 100, сепарационную камеру

4 в виде криволинейной поверхности. Сопло

3 соединено с камерой 4 тангенциально.

Камера 4 соединена патрубком 5 отвода газа с системой вакуумирования, патрубком 6 отвода жидкости — с системой рециркуляции (на чертеже не показана) и трубопроводом 7— с заправляемым баком 8. Патрубок 6 соеди,„,!Ж„„1650188 А1 нии жидких углеводородных топлив в процессе заправки, Цель изобретения — повышение эффективности и снижение затрат при охлаждении и дегазации жидкости. Устройство содержит сепарационную камеру с входным патрубком в виде ускоряющего сопла, патрубками отвода жидкости и газа.

На входе в сопла установлен распылитель криогенной жидкости в виде гидродинамического излучателя ультразвука. Сопло выполнено сужающимся. Патрубок отвода жидкости и сопло соединены с сепарационной камерой тангенциально. На входе в сопло установлена кавитирующая труба

Вентури. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. нен с камерой 5 тангенциально. На входе в сопло 3 установлен струйный гидродинамический пластинчатый излучатель 9 ультразвука (распылитель криогенной жидкости), соединенный трубопроводом 10 с источником 11 жидкого азота. На патрубке 6 установлен датчик 12 измерения температуры.

Полость патрубка 6 соединена с прибором

13 контроля обводненности топлива. В газовом пространстве сепарационной камеры 4 установлен датчик 14 давления. На входе в сопло 3 установлен газоструйный излучатель 15 ультразвука, соединенный трубопроводом 16 с источником газообразного азота.

Устройство работает следующим образом.

Жидкий углеводород при 20 С подают в патрУбок 1 и трубу Вентури 2 под давлением

6х10 Па с расходом 4 кг/с. На входе в сужающееся ускоряющее сопло 3 в потоке углеводорода с помощью излучателя 9

1650188 щение к потребителю. Таким образом, в ус5 тройстве. реализуется последовательное

20 саций газовых капсул интенсификацию тепломассообмена. Кавитационные пульсации

30 давления, возникающие при истечении осультразвука распыляют жидкий азот с расходом 1 кг/с. При движении потока в сужающемся сопле в поле ультразвуковых колебаний происходит интенсивное кипение капель, охлаждение потока и диффузия молекул в испаренный азот. Скорость потока за счет последовательного преобразования тепловой энергии в энергию давления пузырей, а энергии давления — в кинетическую возрастает. На криволинейной повер- 10 хности сепарационной камеры происходит интенсивное отделение газовой фазы при сохранении повышенной скорости потока.

Давление а газовой части камеры поддерживают на уровне, необходимом для дегаза- 15 ции потока по заданию (Р1,45 10 Па). что приводит к дегаэации потока и обезвоживанию.

Дополнительно ускоренный отсепари= рованный поток жидкости из камеры направляется сначала на закольцовку по патрубку 6. При этом осуществляют регулирование подачи жидкого азота и контролируют температуру и гааонасыщение потоке обрабатываемой жидкости. При получении 25 требуемых параметров закольцовку:отключают и направляют охлажденную дегазируемую жидкость по трубопроводу 7 в бак 8.

Давление подачи жидкости в бак составляет при этом 6; 6,5х10 Па, т.е, потери на сепа5 рацию полностью компенсируются подводом энергии к потоку со стороны испаренного азота. 8 случае отсутствия или ограничения требований охлаждения жидкости для осуществления необходимой ее 35 дегаэации на вход в сужающееся сопло 3 через газоструйный излучатель 15 подают инертный газ. Раздробленный в ультразвуковом поле газ при движении жидкости в сужающемся сопле и последующей сепарации ускоряет поток и обеспечивает унос избытка растворенного газа. Дегаэация при этом требует существенно меньших затрат напора, чем в традиционном циклоне.

Диспергирование криогенной жидко- 4 сти в потоке дегазируемой жидкости на входе в сужающееся сопло приводит к кипению криогенных капель с и нтенсивным охлаждением и обезвоживанием углеводородной жидкости, снижению статического давле-. 5 ния потока в сужающемся канале по закону

Бернулли. При расширении газовых капсул, окружающих кипящие капли, газ совершает работу над окружающей жидкостью и дополнительно ускоряет ее, увеличивая долю 5 скоростного напора при неизменном статическом давлении. Ускоренная дополнительно жидкость после сепарации на криволинейной поверхности, сопровождаемой уносом газа, сохраняет повышенный скоростной напор, что приводит к повышению полного давления потока жидкости и снижению последующих затрат íà перемепреобразование тепловой энергии, отбираемой у охлаждаемой жидкости, в энергию давления газовых капсул, а энергии давления газа в кинетическую энергию потока охлажденной жидкости.

8 процессе сепарирования двухфазного потока на. криволинейной поверхности осуществляется в условиях пониженного статического давления интенсивный отвод газовой фазы и дегазация потока с последующим его отводом тангенциально по направлению движения. Это позволяет без потерь сохранить приобретенный скоростной напор жидкости и дегазировать ее.

Остаточная концентрация газа, растворенного в жидкости, определяется при этом давлением среды над криволинейной поверхностью. Внедрение криогенной жидкости в поток. через гидродинамические излучатели ультразвука позволяет осуществить дробление кипящих капель в процессе движения потока, обеспечить эа счет пульновного потока через хавитирующую трубу

Вентури приводят к пульсациям скорости потока и интенсифицируют дегазацию в процессе сепарации на криволинейной поверхности.

Распыление жидкого азота в потоке обрабатываемой жидкости на входе в сужающийся канал, сепарация полученного ускоренного двухфазного потока на криволинейной поверхности, воздействие на двухфазный поток ультразвука и кавитационных пульсаций позволяют испольэовать новое свойство — преобразование тепловой энергии гютока в его скоростной напор. Другими словами данное изобретение позволяет дегазировать и перекачивать жидкость за счет тепловой энергии, заключенной в ней. Использование изобретения при заправке охлажденных дегаэированных жидкостей позволит упростить оборудование, снизить затраты на технологический процесс.

Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения и дегазации жидкости. включающее сепарационную камеру с входным патрубком, патрубками отвода жидкости и газа, и распылителем криогенной жидкости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности

1650188

Составитель О. Калякина

Техред М.Моргентал Корректор M. Максимишинец

Редактор Т. Куркова

Заказ 1969 Тираж 444 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

"Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и снижения затрат при подготовке жидкости, входной патрубок выполнен в виде ускоряющего сопла, сепарационная камера выполнена в виде криволинейной поверхности, распылитель криогенной жидкости 5 установлен на входе в ускоряющее сопло, а патрубок отвода жидкости и ускоряющее сопло соединены с сепарационной камерой тангенциально.

2. Устройство поп. 1, отл ич à@щееc я тем, что ускорвощее сопло выполнен сужающимся.

3.Устройствопоп.2, отличающеес я тем, что оно снабжено кавитируащей трубой Вентури, установленной на входе в ускоряющее сопло. а распылитель криогенной жидкости выполнен в виде гидрадинамического излучателя ультразвука.