Глубокое охлаждение дросселированием газов

В современной холодильной технике различают две области умеренное охлаждение (до температуры 120 К) и глубокое охлаждение (ниже 120 К). В первой области охлаждение веществ достигается путем их теплообмена с испаряющимися посторонними низкокипящими жидкостями (хладоагента м и). Во второй области охлаждения, используемой техникой ожижения и разделения газов, последние сами служат рабочими телами (хладоагентами). Понижение температуры достигается в этом случае либо изоэнтальпическим расширением предварительно сжатых газов (дросселированием), либо их адиабатным (изоэнтропическим) расширением с отдачей внешней работы, либо сочетанием обоих методов. [c.727]

Метод дросселирования газа применяется для получения глубокого охлаждения и известен как метод Линде. [c.475]

Для глубокого охлаждения пирогаза в схемах его разделения методом низкотемпературной ректификации может быть применен разработанный автором и исследованный в лаборатории сжижения и разделения газов ИГ АН УССР однопоточный каскадный цикл [121, 122]. Обладая термодинамическими преимуществами обычного (многопоточного) каскадного цикла, он конструктивно оформляется как простой дроссельный регенеративный цикл. В качестве холодильного агента цикла служит многокомпонентная смесь предельных углеводородов (могут быть применены также и другие холодильные агенты, образующие идеальные растворы, например фреоны). Комбинированием состава углеводородов и давлений можно получить холод на любом температурном уровне в интервале до —160° С, а нри работе под вакуумом и ниже. Состав смеси и ее давление подбирают так, чтобы удовлетворять условиям теплообмена с минимальными разностями температур. Технологическое и конструктивное оформление одноноточного каскадного цикла таковы, что в нем производится дросселирование только жидкой фазы, что предопределяет высокое значение коэффициента термодинамической обратимости процесса. [c.223]

Условно различают умеренное (до температур порядка —100° С) и глубокое (до температур ниже —100° С) охлаждение. Для умеренного охлаждения применяют компрессионные,, абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины. Дл г глубокого охлаждения пользуются холодильными циклами, основанными на дросселировании и расширении газов в детандере- [c.524]

Цикл азота с дросселированием и предварительным аммиачным охлаждением широко применяется в установках для глубокого охлаждения коксового газа. [c.112]

Для процессов ректификации природного газа с выделением этановой и метановой фракций используется более глубокое охлаждение с дросселированием и детандированием технологических потоков. [c.145]

Для осуществления процесса необходимо проведение холодильного цикла, холодопроизводительность которого должна быть равна заданной величине. Для разделения газовых смесей и сжижения газов применяют так называемые циклы глубокого охлаждения, в которых происходит дросселирование газа или расщирение его в детандере. [c.546]

В лабораторной практике для глубокого охлаждения приходится пользоваться жидкими газами, получать которые с заводских установок не всегда возможно. Поэтому часто применяют небольшие аппараты, в которых сжатый до высокого давления газ охлаждается при дросселировании и ожижается. [c.100]

Внутренняя энергия растет пропорционально повышению температуры системы, о чем говорят выражения (И.4), (II.J6) и (11.19). Исходя из этого, согласно (11.21), при адиабатическом расширении температура системы понижается, а при сжатии — повышается. Впервые понижение температуры при дросселировании (понижении давления пропусканием газа через узкое отверстие в широкий резервуар) было обнаружено и изучено в 1852— 1862 гг. английскими физиками Дж. Джоулем и У. Томсоном. Это явление называют эффектом Джоуля — Томсона и широко применяют при сжижении газов глубоким охлаждением. [c.60]

Дросселирование — снижение давления жидкости или газа при прохождении через дроссель (местное сужение трубопровода). При этом происходит значительное снижение температуры. Используют для глубокого охлаждения и сжижения газов, в приборах для измерения расхода жидкостей и газов. [c.16]

Меняя ход поршня насоса 5, можно легко установить определенную скорость отбора жидкосги. Дросселированный газ проходит через холодильник 8 (0°) в холодильник глубокого охлаждения 9 (от —70 до —80 ) и затем через газовые часы 10 обратно к компрессору 11, который вновь нагнетает этилен при давлении 40 ат. Полученный бутилен можно из холодильника 9 спускать в охлаждаемую запасную емкость. Насос регулируют так, чтобы в сосуде 3 имелось постоянно около 50 мл жидкости. Абсолютная скорость удаления жидкости выбрана с таким расчетом, чтобы в автоклаве оставалось вышеуказанное соотношение 1 1,5. Это легко определять, сопоставляя показания газовых часов 10 с образующимся в каждый час количеством жидкого бутилена. [c.236]

Идеальный газ при расширении без совершения внешней работы сохраняет температуру постоянной, однако реальные газы отклоняются от этой закономерности, чем и пользуются для целей глубокого охлаждения. При обычных температурах и не очень высоких давлениях газы, за исключением водорода и гелия, охлаждаются при дросселировании (положительный эффект Джоуля-Томсона). [c.36]

В промышленных установках глубокого охлаждения используют главным образом или эффект дросселирования (эффект Джоуля-Томсона), или адиабатическое расширение газа с отдачей внешней работы. В связи с этим были разработаны различные циклы глубокого охлаждения. [c.34]

Циклы с расширением газа в детандере более экономичны, чем циклы, основанные на эффекте дросселирования. Однако наиболее экономичными являются комбинированные циклы глубокого охлаждения, позволяющие осуществлять сжижение газа с наименьшим расходом энергии. [c.665]

Способы умеренного охлаждения не позволяют получить очень низкие температуры. Это объясняется относительно высокими температурами кипения холодильных агентов, применяемых в процессах умеренного охлаждения. Тем не менее глубокое охлаждение необходимо в химической технологии для сжижения смесей различных газов с целью их последующего разделения. Для получения глубокого холода пользуются следующими методами, или циклами дросселированием газа без совершения внешней работы расширением газа с совершением внешней работы комбинированным дросселированием с расширением газа в детандере. [c.210]

Предварительного сжатия газа до весьма высоких давлений. Применение регенеративного принципа заключается в дополнительном охлаждении сжатого газа (перед его дросселированием) в противоточном теплообменнике за счет теплообмена с охлажденными после дросселирования газами. Последующее дросселирование охлажденного сжатого газа приводит к дальнейшему более глубокому понижению температуры газа. При пуске установки такой непрерывный процесс понижения температуры газа за счет аккумулирования холода охлажденных (после дросселирования) газов каждого предыдущего цикла, так называемых обратных газов, производят в теплообменнике до тех пор, пока не будет достигнута требуемая температура сжижения. После этого установка начинает работать при установившемся режиме. [c.666]

В технике глубокого охлаждения применяются два метода получения низких температур 1) расширение газов без совершения внешней работы — дросселирование, 2) расширение газов с совершением внешней работы. Эффект дросселирования заключается в том, что при расширении сжатого газа до более низкого давления без совершения внешней работы и без обмена теплом с окружаю-ш ей средой температура газа понижается. [c.364]

На рис. 50 изображена схема разделения газов пиролиза методом глубокого охлаждения. В этой схеме, наряду с использованием дросселирования газов, для охлаждения и конденсации углеводородов применяется также дополнительный отвод тепла за счет испарения жидких аммиака и этилена. [c.136]

Принципы получения глубокого холода. Глубокое охлаждение предполагает охлаждение до температур ниже минус 100 °С. Техника глубокого охлаждения применяется для сжижения и разделения газов, например воздуха, коксового газа, природных газов и т. д. Попутно с получением кислорода методами глубокого охлаждения получают редкие газы аргон, гелий, неон, криптон, ксенон. В технике глубокого охлаждения применяют два основных метода получения низких температур I) расширение газов без совершения внешней работы —дросселирование (с использованием эффекта Джоуля — Томсона) 2) расширение газов с совершением внешней работы в детандере. [c.291]

Различают следующие группы циклов глубокого охлаждения с использованием эффекта Джоуля — Томсона, с использованием адиабатического (изоэнтропического) расширения газов, цикл Капицы и др. К циклам первой группы относятся циклы с однократным дросселированием, с однократным дросселированием и аммиачным охлаждением, с двумя давлениями воздуха. [c.102]

В технике глубокого охлаждения широко применяют процесс дросселирования и процесс расширения газа в расширительной машине с совершением внешней работы. [c.10]

Для расширения газов используют и детандеры — машины, подобные по конструкции поршневому или центробежному компрессору, в которых адиабатическое расширение сочетается с совершением внешней работы. Внутренняя энергия газа при адиабатическом расширении частично преобразуется в механическую работу поршня или рабочего колеса детандера. В результате происходит более глубокое охлаждение газа, чем при простом дросселировании. Глубокое охлаждение (до температуры ниже —100 °С) получают дросселированием предварительно охлажденного сжатого газа или комбинируют дросселирование газа с его последующим расширением в детандере. [c.55]

Дросселированием называется снижение давления жидкости или газа при прохождении их через суженное отверстие (вентиль, кран). В этом процессе не совершается внешней работы, и энтальпия остается постоянной. Внутренняя энергия газа расходуется на преодоление внутреннего трения при прохождении газа через суженное отверстие. Изменение температуры реального газа при дросселировании называется эффектом Джоуля—Томсона. Он применяется в технике глубокого охлаждения. Температура при дросселировании понижается во много раз меньше, чем при адиабатическом расширении. [c.12]

При разделении газов охлаждением применяют дросселирование, т. е. расширение сжатой и охлажденной газовой смеси, сопровождающееся поглощением тепла и вследствие этого глубоким охлаждением, иногда с одновременной частичной конденсацией газа. Явление охлаждения сжатого газа при его расширении называется эффектом Джоуля—Томсона. [c.34]

Разработан процесс с использованием очищенного водорода в качестве хладагента главного цикла (процесс фирмы Эр Ликид ). Схема этого процесса изображена па рис. 14. 8. Постуиающий газ сначала сжимают до 12,2— 15,4 ати, после чего он проходит через один из двух попеременно включаемых теплообменников (так называемые горячие регенераторы), где охлаждается обратными потоками до —65°. Обычно устанавливают два теплообменника, что позволяет проводить периодическую очистку от накапливающихся твердых веществ без прекращения работы установки в целом. Затем газ поступает во второй теплообменник, где охлаждается приблизительно до —101° здесь конденсируется этиленовая фракция. После прохождения через дополнительный теплообменник газ движется по трубам конденсатора метановой фракции. Жидкий продукт с низа конденсатора дросселируют и подают в кожух теплообменника для достижения необходимого глубокого охлаждения. Отходящий газ, все еще содержащий большую часть окиси углерода и некоторое количество метана, поступает в концевой конденсатор, в котором конденсируется большая часть указанных примесей. Охлаждение осуществляется частично испарением конденсированного жидкого потока, а частично (в верхней секции) продуктовым газом, который охлаждают дросселированием до 1 ат в детандере. Вследствие отрицательного коэффициента адиабатического охлаждения водорода для требуемого снижения [c.373]

Циклы с дросселироваием газа. Дросселирование газа не позволяет понизить температуру до уровня, необходимого для сжижения газа даже в случае предварительного сжатия газа до очень высокого давления. Поэтому применяется регенеративный принцип, заключающийся в дополнительном охлаждении сжатого газа перед дросселированием. Последующее дросселирование охлажденного сжатого газа приводит к более глубокому понижению температуры газа. Газ после дросселирования подается в противоточ-ный теплообменник для предварительного охлаждения. [c.219]

Для более четкого разделения газовых смесей применяют метод глубокого охлаждения. Газовую смесь сжимают и охлаждают до очень низкой температуры (порядка минус 100°). При этом более тяжелые углеводороды (Сз—С5) сжижаются, а метан и водород остаются в газовой фазе. Жидкую смесь углеводородов С —С5 далее подвергают ректификации также под давлением и при низких температурах. Для достижения низких температур использ)гют главным образом способ дросселирования, основанный на свойстве сжатых газов сильно охлаждаться при быстром понижении давления. [c.136]

Охлажденный до —45° С коксовый газ далее поступает в блок глубокого охлаждения (см. рис. IV-8), служащий также и для охлаждения азота высокого давления (220 ат), направляемого в блок глубокого охлаждения. Азот высокого давления из компрессора направляется в предохладитель 18, состоящий из трех спиральных теплообменников, заключенных в общий кожух. По трубкам верхней спирали проходит азот высокого давления, в меж-грубное пространство поступает при —50° С дросселированный азот, выходящий из блока глубокого охлаждения. В этой спирали азот высокого давления-охлаждается до +5° С и далее поступает в маслоотделитель, а затем в одну из двух переключаемых нижних спиралей. Дросселированный азот, нагретый в верхней спирали, направляется затем во всасывающую линию азотных компрессоров. В трубках двух нижних переключаемых спиралей проходит азот высокого давления, в межтрубное пространство из холодильного [c.105]

В расчетах в качество дифференциального дроссель-эффекта принимают изменение темн-ры нри ионижении давления на 1 ат. Для воздуха в области нормальных темп-р a = U град ат. Интегральное значение дроссель-эффекта удобно находить по диаграммам состояния. Изотермич. эффект дросселирования определяется разностью энтальпий сжатого U расширенного газа, взятой нри постоянной темп-ре начала процесса дросселирования Д/7-=Сра/Др. Дрос-сель-эффект используется в установках разделения газов методом глубокого охлаждения н в ожижителях (гелия, водорода и др.). На использовании процесса дросселпрования основаны дроссельные измерительные устройства расхода жидкостей и газов (см. Дозаторы, рис. 6). [c.264]

Значительная величина изотермического эффекта дросселирования позволяет получить значительное количество жидкого метана даже при самом неэкономичном цикле глубокого охлаждения с однократным дросселированием. Циклы среднего и высокого давления с адиабатическим расширением газа не смогут дать такого большого эффекта, как в случае применения воздуха в качестве рабочего тела, вследствие того, что при высокнх давлениях изэнтальпия СН4 имеет большой наклон и приближается к адиабате. [c.181]

По способу дросселирования достигается незначи-ельное понижение температуры газа при его расшире-1ии. Уменьшение давления на 1 атм приводит к пови- ению температуры азота примерно на 0,319 . Для вдстижения низ ких температур, необходимых при разделении коксового газа методом глубокого охлаждения, триходится азот, сжатый до давления 200 ат, дроссе-чировать до атмосферного давления. [c.27]

Ход дросселированного азота. Из азотного испарителя 5 дросселированный азот под избыточным давлением 0,5—1,5 ат проходит межтрубное пространство якорного теплообменника 3 противотоко.м азоту высокого давления, общую азотную спираль Зв и азотную спираль За. Из блока глубокого охлаждения дроссели-роваиный азот поступает в блок предварительного охлаждения азота высокого давления, где проходит азотную спираль 1а предохладителя противотоком азоту высокого давления. Затем дросселированный азот поступает в коллектор, по которому газ передается во всасывающую линию азотного компрессора. [c.33]

Температура коксового газа в агрегате измеряется после теплообменника окиси углерода, фракционных и аммиачных теплообменников, на выходе из блока глубокого охлаждения. Измеряются также температуры азотоводородной смеси, смешанной и этиленовой фракций, дросселированного азота, азота высо1Кого давления (после азотной спирали и на входе и выходе нз аммиачных спиралей предохладителя). [c.81]

Температурный режим блока глубокого охлаждения регулируется путем соответствующего распределения количества азота высокого давления, подаваемого про.-тивотоком ходу фракний коксового газа и дросселированного азота. [c.81]

Текущий ремонт блока глубокого охлаждения. Блок глубокого охлаждения, как и блок предварительного охлаждения, при текущем ремонте испытывают на отсутствие пропусков газов между потоками коксового газа и азотоводородной омеси, коксового газа и фракций, азотоводородной смеси и фракций, азота высокого давления и дросселированного азота, а также между фракциями, проходящими через якорный теплообменник. Обнаруженные пропуски ликвидируют и весь блок испытывают на герметичность. При этом из кожуха выгружается часть теплоизоляции, находящейся вокруг нижних частей теплообменников и их сальниковых уплотнений [c.96]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология