Холодильные циклы с расширением газа в детандер

В дроссельных холодильных циклах используется эффект Джоуля - Томсона. Эти циклы достаточно эффективны при больших перепадах давления на дросселе. В условиях небольших перепадов давления более эффективно расширение газа в детандерах. [c.127]

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]

Холодильные циклы с расширением сжатого газа в детандере [c.554]

На рис. 29 представлены некоторые из возможных вариантов холодильных циклов с расширительными машинами (детандерами) применительно к установкам сжижения природного газа цикл с расширением в детандере нри высоких температурах (рис. 29, а), цикл с расширением в детандере при средних температурах (рис. 29, б), цикл с расширением в детандере и с предварительным охлаждением (рис. 29, б). [c.63]

Агрегаты разделения коксового газа номинальной производительностью 32 ООО м ч. Предназначены дпя получения азото-водородной смеси для синтеза аммиака, концентрированной этиленовой фракции, метановой фракции, фракции окиси углерода (для агрегатов I и П производительностью 31 ООО и 31 600 м ч) и богатого газа (смеси фракций метана и окиси углерода — для агрегата III производительностью 30 800 лг /ч). Работают по схеме с предварительным аммиачным охлаждением до минус 40 — минус 45 °С, с холодильным циклом дросселирования азота высокого давления,, с расширением азота высокого давления в поршневом детандере (для агрегата 111) и с расширением фракции СО в турбодетандере (для агрегата II). [c.200]

Не меньший интерес представляют газовые рефрижераторные циклы, в которых ожижения не происходит и, следовательно, можно весь поток расширять в детандере. Схема такого одноступенчатого цикла представлена на рнс. 26, г. Сжатый газ охлаждается в теплообменнике, расширяется в детандере и поступает в холодильную камеру, где, подогреваясь от Та до Тз-, снимает полезную тепловую нагрузку Qa. Пройдя обратным потоком теплообменник, газ возвращается в компрессор. Холодопроизводительность цикла обеспечивается процессом адиабатного расширения в детандере. В идеальном детандере процесс расширения изоэнтропный, в реальном (с учетом к. п. д. 1)0) — это процесс 3—4. [c.68]

При применении газа в качестве рабочего тела цикл состоит из компрессии, охлаждения горячего сжатого газового потока в исчерпывающей секции, расширения его в детандере и нагрева в укрепляющей секции. Несмотря на значительные в последнее время усовершенствования газового холодильного цикла, он продолжает оставаться малоэффективным. Кроме того, при использовании газа как рабочего тела достигаются низкие коэффициенты теплопередачи. Вследствие этого данный вариант схемы не представляет интереса. [c.280]

Схемы агрегатов для получения азото-водородной смеси из коксового газа отличаются методами получения холода, необходимого для разделения газовой смеси. На большинстве установок необходимый холод получается частично за счет аммиачного холодильного цикла, частично за счет дросселирования фракций, образующихся при конденсации компонентов коксового газа, а главным образом за счет дросселирования или расширения в детандере азота высокого давления. [c.100]

Холодильные циклы качественно отличаются друг от друга способом расширения рабочего тела (газа) и устройствами для осуществления этих процессов (дроссельный вентиль, расширительные машины - поршневой детандер или турбодетандер). [c.52]

Таким образом, в цикле среднего давления с расширением газа в детандере, как и в циклах с простым дросселированием и предварительным охлаждением, имеется дополнительное охлаждающее устройство. Различие состоит в том, что охлаждению подвергается лишь часть газа и не используется холодильный цикл с другим рабочим телом. Охлаждение достигается самим сжатым газом. [c.23]

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]

В установках для получения жидкого кислорода используются наиболее эффективные холодильные циклы высокого давления с расширением воздуха в поршневом детандере, низкого давления с расширением воздуха в турбодетандере и комбинированные схемы низкого давления с использованием циркуляционного холодильного цикла среднего давления и расширения газа в турбодетандере. [c.248]

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 расширение его в детандере. [c.546]

Так как в проточной части турбодетандера отсутствуют трущиеся части, турбодетандеры в противоположность поршневым детандерам работоспособны и эффективны при самых низких температурах расширяемого газа вплоть до температуры конденсации. Именно это свойство позволяет при соответствующей мощности строить холодильные циклы с турбодетандерами для самых низких температур в весьма широком диапазоне давлений. В частности, холодильный цикл низкого давления (ро = 6 ат) с наинизшей температурой T a = 85 К с расширением в турбодетандере низкого давления (е = ро/рг 4, Т = 115 °К, Д/х,. S = = 8—10 ккал кГ) применяют почти во всех современных газовых воздухоразделительных установках. [c.369]

Как указывалось уже ранее, при характеристике принципа построения холодильного цикла воздухоразделительной установки, цикл этот является в основном регенеративным. В этом направлении построены рассмотренные выше холодильные циклы. Такое же направление было намечено для понижения температурного уровня получаемого холода и при рассмотрении способа уменьшения энтальпии расширением газа в детандере. [c.54]

Упрощенная схема построения такого цикла, как цикла холодильного или предназначенного для получения жидкого воздуха, представлена на фиг. 34. Схематически протекание цикла в 5—Г-диаграмме иллюстрируется фиг. 35, причем предполагаются теоретические условия — изотермическое сжатие, изоэнтропийное расширение в детандере, полная рекуперация холода отходящего газа и отсутствие потерь в окружающую среду, и для упрощения цикл рассматривается как воздушный холодильный цикл условность изображения связана также с тем, что потоки воздуха, участвующие в отдельных процессах, не соответствуют 1 кГ. [c.67]

Принцип построения холодильного цикла воздухоразделительной установки является в основном регенеративным. В этом направлении построены рассмотренные выше холодильные циклы. Такое же направление было намечено для понижения температурного уровня получаемого холода и при рассмотрении способа уменьшения энтальпии расширением газа в детандере. Развивая теплообмен, можно и в данном случае получить холод на самом низком температурном уровне, соответствующем начальному давлению цикла, переходя все более в область насыщенного пара. Основной задачей при организации теплообмена в схеме воздухоразделительной установки является обеспечение рекуперации холода отходящих газообразных продуктов разделения путем нагрева их в процессе охлаждения перерабатываемого воздуха. [c.51]

Поршневые детандеры, работающие по принципу объемного расширения газа, применяются в воздухоразделительных установках с холодильными циклами среднего и высокого давления и создаются на относительно небольшие расходы газа и сравнительно большие перепады [c.175]

Пример 3. Расчет цикла газовой холодильной машины (ГХМ) с вымораживанием диоксида углерода из дымовых газов в процессе расширения в детандере. [c.36]

Р 1Рл) -1 Газовый холодильный цикл имеет существенный недостаток холодильная мощность (/2 реализуется при переменной температуре (от Тк до Г ). Поскольку для охлаждения газа до точки 3 необходимо иметь хладагент с Гз, а охлаждение требуется вести прн температуре не выше Т1,-соответствующий цикл Карно имел бы холодильный коэффициент 8к = 7 1/(7 з—Г ), т. е. существенно больший. Для уменьшения степени сжатия газа и облегчения условий работы, а также понижения температуры Тк применяют установки с регенераторами (теплообменниками), расположенными перед детандерами. Здесь прямой поток перед поступлением в детандер охлаждается обратным потоко.м, выходящим из камеры охлаждения и направляющимся в компрессор. Потоки в этом так называемом регенеративном цикле показаны на рис. 3.17 штриховыми линиями. Затрата энергии в регенеративном цикле остается той же, что и в обычном. Подробнее о газовых низкотемпературных циклах с расширением в детандерах см, в [212, 213]. [c.63]

В классе машин, комплектующих воздухоразделительные установки холодильные газовые машины (ХГМ) занимают особое положение. До их появления кислородное машиностроение ограничивалось применением ма шин, выполняющих три основные функции — получение давления, необ ходимого для работы блока разделения и холодильного цикла (компрессоры) расширение газа (детандеры) и, наконец, сжатие продуктов разделения (на сосы, а также газовые компрессоры — кислородные, аргонные и т. п.) По конструкции ХГМ близки к компрессорным и расширительным маши нам, а по назначению должны быть отнесены к холодильным установкам Установки с замкнутым холодильным циклом применялись и раньше для предварительного охлаждения (аммиачного или фреонового). С помощью ХГМ можно получать холод на рабочем температурном уровне (около 75— 80 °К), обеспечивая как флегмовое питание воздухоразделительной установки и ожижение продуктов разделения, так и компенсацию холодопотерь установки. Вопросы, связанные с включением ХГМ в технологические схемы воздухоразделительных аппаратов, рассмотрены в гл. IV 1-го тома. [c.160]

В дроссельных холодильных циклах используется эффект Джоуля — Томсона. Эти циклы достаточно эффективны при больших перепадах на дросселе. Со снижением перепада их эффективность резко падает. В условиях небольших перепадов шачительно более эффективно расширение газа в детандерах. Однако для получения очень низких температур, приближающихся к началу сжижения газа, эффективность детандеров тювь снижается. Это объясняется резким отклонением свойств реальных газов от идеальных при температурах, близких к температуре сжижения. В этих условиях резко падает способность газа к расширению, растут потери холода и возникает опасность гидравлических ударов. Современш ш конструкции детандеров допускают конденсацию жидкости в детандере до 20 мае. 7о- [c.134]

В холодильном цикле, основанном на изоэнтропическом расширении газа, последний также изотермически (рис. 9-17, б) сжимается компрессором от давления р, до ра (1—2). Далее оп расширяется в расширительной машине (детандере) до давлеиия pi теоретически при S — onst по линии 2—5 до Гд, а практически по политроне 2—3 до темнературы Т . Охлажденный газ нагревается до первоначальной температуры Т, (3 —1), отнимая от охлаждающей среды тепло, равное его холодопропзводительпости [c.221]

В холодильном цикле, основанном на изоэнтропическом расширении газа, последний также изотермически (рис. 9.17,6) сжимается компрессором от давления р до рз 1—2). Далее он расширяется в расширительной машине (детандере) до давления Pi теоретически при 5 = onst по линии 2—3 до Тз, а практически по политропе 2—3 до температуры Т з. Охлажденный газ нагревается до первоначальной температуры Г] (3 —I), отнимая от охлаждающей среды количество тепла, равное его холодопроизводительности [c.203]

Сжижение водорода достигается обычно многоступенчатым охлаждение.м в каскадных установках, для которых расход энергии меньше, чем в других. По для ожижения водорода могут использоваться различные холодильные циклы, основанные как на эффекте дроссе.лирования (эффект Джоуля — Томпсона), так и на расширении водорода с производством внеииюй работы в расширительной машине-детандере. При этом должны учитываться некоторые специфические свойства водорода, а именно 1, В отличие от др.угнх газов водород при обычной температуре имеет отрицательный дроссе.,1ь-эффект, т. е. при расширении нагревается. Для получения положительного дроссель-эффекта сжатый водород должен быть предварительно охлажден до температуры ниже температуры инверсии (около 200 К). Это обычно достигается охлаждением до температуры ниже 80 К испаряющимся жидким азотом (в специальных теплообменниках) [c.95]

По модифицированному. методу Клода в установке, работающей под давлением 10—15 ати, для окончательной очистки предусмотрено также про.мыва-пие газа жидки.м азотом (99,9%-ный N2). При это.м полностью удаляется метан, а содержание окиси углерода понижается до 10 мл1м К Расход электроэнергии составляет 350 квт-ч на 1000 ялг смеси (N2 -ЗH2). сжатой до 10 ати. Такого типа установки, в отличие от аппаратов Линде—Бронна, имеют-не ам.миачный. а азотный холодильный цикл, работающий три зысС К0 - 1 давленпя (200 ат) с дета Ндером для расширения азота. Детандер не ири.меняется для расширения очищенного газа, так как его затем надо было бы снова сжимать. [c.274]

Кроме рассмотренной установки сзпщертвует также агрегат разделения коксового газа с номинальной производительностью 32000 м /ч, который работает по схеме холодильного цикла дросселирования азота высокого давления с предварительным аммиачным охлаждением и расширением азота высокого давления в поршневом детандере. [c.176]

Для получения жидкого водорода используют следующие холодильные циклы I) с однократнш дросселированием 2)с двойным дросселированием и циркуладией части газа с промежуточным давлением 3) с расширением всего количества газа до промежуточного в детандере и циркуляцией части газа после детандера 4) с расширением части газа в детандере до низкого давления (цикл Клода) 5) гелиево-водородный конденсационный цикл. [c.52]

Такой цикл с детандером на отходящих газах повышенного давления был предложен Ле-Ружем. При надлежащем построении процесса теплообмена и выборе промежуточного давления цикл этот характеризуется относительно высокой эффективностью [30]. Необходимым условием возможности применения этого цикла как холодильного является использование холода на повышенном температурном уровне, а применительно к воздухоразделительной установке — осуществление процесса разделения при более высоких, чем обычно, давлениях, т. е. при менее выгодных параметрах. Цикл этот в чистом виде практически не применяется. Аналогичным по принципу можно считать встречающееся, например, в комбинированных циклах использование для расширения в детандере азота, отбираемого из-под крышки конденсатора ректификационной колонны. [c.67]

Принцип построения холодильного цикла с расширительной машиной (детандером) показан на рис. 11 и 12. Сжатый газ, охлажденный водой, поступает в детандер и после расширения в нем направляется в холодоприемник, где используется в качестве хладоагента в замкнутом цикле газ после холодоприемника вновь поступает в компрессор. В теоретическом случае [c.29]

Поршневые детандеры, работающие по принципу объемного расширения Газа, применяются обычно в воздухоразделительных установках с холодильными циклами среднего и высокого давления при относительно небольших расходах газа и сравнительно больших перепадах энтальпий. При начальном давлении порядка 15—20 Мн1м , характерном для воздушных поршневых детандеров высокого давления, и конечном давлении 0,6—0,7 Мн1м массовый расход газа находится в пределах от 0,01 до 2 кг1с к. Степень расширения, или относительное противодавление Р = при этом не превышает [c.199]

Все описанные выше газовые циклы как холодильные и криогенные, так и теплонасосные имеют тот общий недостаток, что нагревание и охлаждение газа во всем интервале рабочих температур осуществляется в машинах — компрессоре и детандере. Это исключает возможность использовать такие циклы для работы в значительных интервалах температур, так как необходимая степень повышения давления рт1р,1 (или соответственно расширения) получается слишком большой. Кроме того, при большом интервале рабочих температур компрессор должен работать либо при очень низких начальных температурах (в холодильных и криогенных циклах), либо при очень высоких конечных (в тепловых насосах). Все это в практических условиях привело бы к большим потерям. [c.254]

Цикл газовой регенеративной холодильной машины с двумя изотермами и двумя изохорами (машина фирмы Филипс) [А-84, А-85 и А-8] (рис. 3-18). Между поршнями В (компрессор, так называемая теплая сторона машины) и А (детандер, так называемая холодная сторона) расположен регенератор R (теплоаккумулирующая масса). Газ, идущий из компрессооа в детандер, охлаждается в регенераторе при обратном ходе газ, идущий из детандера в компрессор, нагревается в регенераторе. В цикле осуществляются следующие процессы / — изотермическое сжатие 1-2 (тепло Q, отводится охлаждающей водой) //— изохооное охлаждение 2-3 (при прохождении через регенератор) II — изотермическое расширение 3-4 (тепло подводится за счет [c.59]