RU2167374C1 - Device for gas liquefaction - Google Patents
Device for gas liquefaction Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167374C1 RU2167374C1 RU2000100595/06A RU2000100595A RU2167374C1 RU 2167374 C1 RU2167374 C1 RU 2167374C1 RU 2000100595/06 A RU2000100595/06 A RU 2000100595/06A RU 2000100595 A RU2000100595 A RU 2000100595A RU 2167374 C1 RU2167374 C1 RU 2167374C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- gas
- diffuser
- walls
- subsonic
- Prior art date
Links
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 67
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
- B04C2003/006—Construction of elements by which the vortex flow is generated or degenerated
Landscapes
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для получения сжиженных газов, а также разделения компонентов газовых смесей. The invention relates to cryogenic technology and can be used in various sectors of the economy for the production of liquefied gases, as well as the separation of the components of gas mixtures.
Известно устройство, содержащее компрессор, теплообменник, детандер, дроссельный вентиль и средство для отбора жидкой фазы (см. Политехнический словарь, 1989, М., "СЭ", с. 477 [1]). Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и чувствительность к наличию капель в потоке на входе в устройство. A device is known comprising a compressor, a heat exchanger, an expander, a throttle valve and a means for selecting a liquid phase (see Polytechnical Dictionary, 1989, M., "SE", S. 477 [1]). A disadvantage of the known device is the complexity of its design and sensitivity to the presence of drops in the stream at the inlet of the device.
Известно устройство для сжижения газа, содержащее корпус в виде рупора, в котором последовательно размещены несколько насадок, снабженные дисками с множеством сопел для распыления газа с обеспечением его охлаждения до перехода в жидкое состояние (см. описание к заявке Япония N 07071871, F 25 J 1/00, 1995 [2]). Недостатком известного устройства является его относительно малый КПД. A device for liquefying a gas is known, comprising a body in the form of a horn, in which several nozzles are arranged in series, equipped with disks with a plurality of nozzles for spraying gas to ensure its cooling until it becomes liquid (see the description of Japanese application N 07071871, F 25
Известно устройство для получения сжиженного газа, которое содержит сверхзвуковое сопло, обеспечивающее адиабатическое охлаждение газа и средство для отбора жидкой фазы, выполненное в виде отогнутого к оси участка сопла с перфорированными стенками. Под воздействием возникающих при отклонении газового потока центробежных сил капли сконденсировавшегося газа проходят сквозь перфорацию и поступают в приемник (см. описание к патенту США N 3528217 МКИ В 01 D 51/08, НКИ 55-15, 1970 [3]). A device for producing liquefied gas is known, which contains a supersonic nozzle providing adiabatic cooling of the gas and a means for sampling the liquid phase, made in the form of a nozzle bent to the axis of the section with perforated walls. Under the influence of centrifugal forces arising from the deviation of the gas flow, droplets of condensed gas pass through the perforation and enter the receiver (see description of US patent N 3528217 MKI B 01 D 51/08, NCI 55-15, 1970 [3]).
Недостатком известного устройства является его относительно малый КПД. Это обусловлено тем, что при отклонении сверхзвукового потока, что необходимо в известном устройстве для отбора жидкой фазы, возникают ударные волны, приводящие к повышению температуры газового потока, что приводит, в свою очередь, к испарению части уже сконденсировавшихся капель. A disadvantage of the known device is its relatively low efficiency. This is due to the fact that when a supersonic flow is deflected, which is necessary in a known device for selecting a liquid phase, shock waves arise, leading to an increase in the temperature of the gas flow, which in turn leads to the evaporation of part of the already condensed drops.
Кроме того, имеют место потери полного давления в газе, прошедшем ударную волну. Указанные потери приводят к значительному перепаду давления на входе и выходе устройства. In addition, there is a loss of total pressure in the gas transmitted through the shock wave. These losses lead to a significant pressure drop at the inlet and outlet of the device.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство для сжижения газа, известное из описания к патенту РФ N 2137065 F 25 J 1/00, 1999 [4]. Closest to the claimed in its technical essence and the achieved result is a device for gas liquefaction, known from the description of the patent of the Russian Federation N 2137065 F 25
Известное устройство содержит сопло с форкамерой, в которой размещено средство для закрутки газового потока. Устройство снабжено средством для отбора жидкой фазы, выполненным в виде кольцевой щели, образованной стенками сопла и полого бонуса. The known device comprises a nozzle with a prechamber in which a means for swirling the gas stream is placed. The device is equipped with a means for sampling the liquid phase, made in the form of an annular gap formed by the walls of the nozzle and the hollow bonus.
Недостатком известного устройства является его относительно малый КПД, что обусловлено потерей давления в газовом потоке, проходящем через устройство. A disadvantage of the known device is its relatively low efficiency, due to the loss of pressure in the gas stream passing through the device.
Например, при М = 3.0 на вход устройства подается газ с давлением 200 атм, а из устройства газ выходит с давлением 50 атм, где М - число Маха сверхзвукового потока. For example, at M = 3.0, a gas with a pressure of 200 atm is supplied to the input of the device, and gas leaves the device with a pressure of 50 atm, where M is the Mach number of the supersonic flow.
Заявляемое в качестве изобретения устройство направлено на повышение КПД при осуществлении процесса сжижения газов, что достигается за счет снижения перепада давления между входом и выходом устройства. The inventive device is aimed at increasing efficiency during the process of liquefying gases, which is achieved by reducing the pressure drop between the input and output of the device.
Указанный результат достигается тем, что устройство для сжижения газа содержит сопло с форкамерой с размещенным в нем средством для закрутки газового потока, при этом сопло снабжено установленным на выходе сверхзвуковым и/или дозвуковым диффузором, и средством для отбора жидкой фазы, выполненным в виде перфорации в стенках сопла и/или кольцевой щели, образованной стенками сопла и входным участком диффузора. This result is achieved by the fact that the device for liquefying gas contains a nozzle with a prechamber with means for swirling the gas flow located in it, while the nozzle is equipped with a supersonic and / or subsonic diffuser installed at the outlet and means for sampling the liquid phase, made in the form of perforation the walls of the nozzle and / or the annular gap formed by the walls of the nozzle and the inlet portion of the diffuser.
Указанный результат достигается также тем, что дозвуковой диффузор снабжен средством для спрямления закрученного газового потока. The specified result is also achieved by the fact that the subsonic diffuser is equipped with a means for straightening the swirling gas stream.
Указанный результат достигается также тем, что средство для спрямления газового потока установлено в дозвуковом диффузоре там, где осевая скорость потока соответствует М = 0,25 - 0,45, где М - число Маха в данной среде. The indicated result is also achieved by the fact that the means for straightening the gas flow are installed in the subsonic diffuser where the axial flow velocity corresponds to M = 0.25 - 0.45, where M is the Mach number in this medium.
Заявляемое устройство характеризуется следующими особенностями:
- на выходе из сопла устанавливается дозвуковой диффузор, или сверхзвуковой диффузор, или комбинация двух диффузоров - дозвукового и сверхзвукового;
- средство для отбора жидкой фазы может быть выполнено в трех различных вариантах:
а) в виде перфорации на стенках сопла на тех участках, где сконденсировавшиеся капли достигают стенок за счет центробежных сил, вызванных закруткой потока;
б) в виде кольцевой щели, образованной стенками сопла и входным участком диффузора, устанавливаемого на выходе сопла;
в) в виде комбинации предыдущих двух - перфораций стенок и кольцевой щели;
- снабжение дозвукового диффузора средством для спрямления закрученного газового потока;
- установка средства для спрямления газового потока в области дозвукового диффузора там, где осевая скорость потока соответствует М = 0,25 - 0,45 в данной среде.The inventive device is characterized by the following features:
- at the exit of the nozzle, a subsonic diffuser, or a supersonic diffuser, or a combination of two diffusers — a subsonic and supersonic;
- a means for selecting a liquid phase can be performed in three different versions:
a) in the form of perforation on the walls of the nozzle in those areas where the condensed droplets reach the walls due to centrifugal forces caused by swirling of the flow;
b) in the form of an annular gap formed by the walls of the nozzle and the inlet section of the diffuser installed at the nozzle exit;
c) in the form of a combination of the previous two - perforations of walls and an annular gap;
- supplying a subsonic diffuser with a means for straightening the swirling gas stream;
- installation of means for straightening the gas flow in the area of the subsonic diffuser where the axial flow rate corresponds to M = 0.25 - 0.45 in a given environment.
Использование дозвукового диффузора или комбинации сверхзвукового и дозвукового диффузоров позволяет повысить КПД устройства, т.к. обеспечивает уменьшение необходимого перепада давления газового потока между его входом в устройство и на выходе из него. При этом в зависимости от числа М используемого сопла средство для восстановления давления выполняется в виде дозвукового диффузора или комбинации сверхзвукового и дозвукового диффузоров. Так, если используется дозвуковое сопло, начальный участок полого конуса выполняется в виде дозвукового диффузора с углом полураспада 3 - 6o. Если же используется сверхзвуковое сопло, то используется комбинация диффузоров - сверхзвукового и дозвукового, устанавливаемых последовательно по ходу потока.The use of a subsonic diffuser or a combination of supersonic and subsonic diffusers allows to increase the efficiency of the device, as provides a reduction in the required pressure drop of the gas stream between its inlet and outlet. Moreover, depending on the number M of the nozzle used, the means for restoring pressure is performed in the form of a subsonic diffuser or a combination of supersonic and subsonic diffusers. So, if you use a subsonic nozzle, the initial section of the hollow cone is made in the form of a subsonic diffuser with an angle of half-life of 3 - 6 o . If a supersonic nozzle is used, then a combination of diffusers is used - supersonic and subsonic, installed sequentially along the flow.
Вид же сопла - дозвуковое или сверхзвуковое - выбирается в зависимости от ряда параметров сжижаемого газа/газовой смеси (давления на входе в устройство, расхода, температуры точки росы и т.п.). Но во всех случаях сопло должно обеспечивать адиабатическое охлаждение газа/газовой смеси до такой степени, чтобы обеспечить переход его или его части в жидкую фазу. The type of nozzle - subsonic or supersonic - is selected depending on a number of parameters of the liquefied gas / gas mixture (pressure at the inlet of the device, flow rate, dew point temperature, etc.). But in all cases, the nozzle must provide adiabatic cooling of the gas / gas mixture to such an extent as to ensure the transition of its or its part to the liquid phase.
Средство для отбора жидкой фазы может быть использовано в любом из трех указанных выше вариантов - а) или б) или в) в зависимости от природы газа или состава газовой смеси и скорости перемещения газового потока в сопле. В некоторых случаях может являться предпочтительным выполнение средства для отбора жидкой фазы в виде перфорации в стенках сопла. The means for selecting the liquid phase can be used in any of the three above options - a) or b) or c) depending on the nature of the gas or the composition of the gas mixture and the speed of movement of the gas stream in the nozzle. In some cases, it may be preferable to implement means for sampling the liquid phase in the form of perforations in the walls of the nozzle.
Если же использовать и перфорацию, и кольцевую щель, то, например, можно использовать предлагаемое устройство для сжижения многокомпонентных газов. Сначала через перфорацию в стенках сопла будет удаляться газовая компонента, конденсирующаяся при более высокой температуре, а затем через кольцевую щель - компонента с более низкой температурой конденсации. If you use both perforation and the annular gap, then, for example, you can use the proposed device for the liquefaction of multicomponent gases. First, the gas component condensing at a higher temperature will be removed through perforation in the walls of the nozzle, and then through the annular gap, the component with a lower condensation temperature.
Диффузор или комбинация диффузоров, устанавливаемые с образованием кольцевой щели со стенками сопла, обеспечивают совмещение функций средства отбора жидкой фазы и средства снижения необходимого перепада давлений. Благодаря такому расположению, сжиженный газ, перемещающийся по стенкам, удаляется, а поскольку входная (передняя) кромка диффузора разделяет жидкую и газовую фазу, то это практически исключает наличие пограничного слоя на входе в диффузор и повышает эффективность использования диффузора в 1,2 - 1,3 раза, что соответственно, в конечном итоге, увеличивает полное давление на выходе устройства, т. е. снижает необходимый перепад давления между входом и выходом устройства, т.е. повышает КПД устройства в целом. A diffuser or a combination of diffusers, installed with the formation of an annular gap with the walls of the nozzle, ensures the combination of the functions of the liquid phase selection means and the means of reducing the necessary pressure drop. Due to this arrangement, liquefied gas moving along the walls is removed, and since the inlet (front) edge of the diffuser separates the liquid and gas phases, this virtually eliminates the presence of a boundary layer at the inlet of the diffuser and increases the efficiency of using the diffuser by 1.2 - 1, 3 times, which, accordingly, ultimately increases the total pressure at the output of the device, i.e., reduces the necessary pressure difference between the input and output of the device, i.e. increases the efficiency of the device as a whole.
Снабжение диффузора средством для спрямления закрученного газового потока позволяет преобразовать кинетическую энергию его вращательного движения в энергию поступательного, что в конечном итоге повышает давление газа на выходе устройства, а следовательно. сокращает перепад давлений между входом и выходом, что также повышает КПД устройства. The supply of the diffuser with a means for straightening the swirling gas flow allows you to convert the kinetic energy of its rotational motion into translational energy, which ultimately increases the gas pressure at the output of the device, and therefore. reduces the pressure drop between the input and output, which also increases the efficiency of the device.
Наиболее оптимальным является установка спрямляющего устройства в области диффузора там, где осевая скорость потока соответствует М = 0,25 - 0,45. В этом случае перепад давлений между входом и выходом устройства минимален. Область, где скорость газового потока будет соответствовать М = 0,25 - 0,45. определяется расчетным путем, исходя из геометрии сопла, в котором осуществляется сжижение газа, давления газа на входе устройства, его расхода через сопло и т. п. Соответственно, при изменении каких-либо параметров, место расположения спрямляющего устройства для обеспечения оптимального КПД будет изменено. The most optimal is the installation of a straightening device in the area of the diffuser where the axial flow rate corresponds to M = 0.25 - 0.45. In this case, the pressure differential between the input and output of the device is minimal. The area where the gas flow rate will correspond to M = 0.25 - 0.45. is determined by calculation, based on the geometry of the nozzle in which the gas is liquefied, the gas pressure at the inlet of the device, its flow rate through the nozzle, etc. Accordingly, if any parameters change, the location of the rectifier device will be changed to ensure optimal efficiency.
Сущность заявляемого устройства для сжижения газа поясняется примерами его реализации и графическими материалами. The essence of the claimed device for liquefying gas is illustrated by examples of its implementation and graphic materials.
На фиг. 1 схематически представлен продольный разрез одного из вариантов реализации устройства с использованием сверхзвукового сопла; на фиг. 2 представлен вариант устройства с использованием дозвукового сопла; на фиг. 3 изображено устройство с использованием только перфорации в качестве средства для отбора жидкой фазы. In FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of one embodiment of a device using a supersonic nozzle; in FIG. 2 shows an embodiment of a device using a subsonic nozzle; in FIG. 3 shows a device using only perforation as a means for taking a liquid phase.
Первый вариант устройства содержит форкамеру 1, в которой размещено средство 2 для закрутки газового потока, в качестве которого могут быть использованы закручивающие лопатки, тангенциальный подвод газа, шнековый механизм и т. п. Форкамера соединена со сверхзвуковым соплом 3, внутри которого на определенном расстоянии от выходного сечения сопла установлена комбинация диффузоров - сверхзвукового 4 и дозвукового 5. Указанная комбинация диффузоров соединена со стенками сопла известным образом (например, с помощью пилонов), так что между стенками сопла и сверхзвукового диффузора образуется кольцевая щель 6 для отбора сжиженного газа. The first variant of the device comprises a pre-chamber 1, in which a
Внутри дозвукового диффузора установлено средство 7 для спрямления закрученного газового потока, которое может быть выбрано из числа известных (например, спрямляющие лопатки). Inside the subsonic diffuser there is installed a
Второй вариант устройства содержит форкамеру 1, средство для закрутки газового потока 2, дозвуковое сопло 3, дозвуковой диффузор 5, средство для отбора жидкой фазы 6 в виде кольцевой щели между стенками сопла и диффузора и средство для спрямления газового потока 7. The second variant of the device contains a pre-chamber 1, means for swirling the
В первых двух вариантах реализации (фиг. 1 и 2) в стенках сопла может быть выполнена перфорация 8. Число и размер отверстий, плотность перфорации определяются расчетным или экспериментальным путем. In the first two embodiments (Figs. 1 and 2),
В частных случаях (см. фиг. 3) в качестве средства для отбора жидкой фазы может быть использована только перфорация стенок сопла. In special cases (see Fig. 3), only perforation of the nozzle walls can be used as a means for selecting the liquid phase.
Геометрические размеры устройства в зависимости от условий работы будут различными. В частности, на газопромысловых скважинах газ выходит из пласта на поверхность с различным давлением и расходом и поэтому, чтобы обеспечить сжижение добываемого газа, устройство следует приспосабливать под конкретные условия. The geometric dimensions of the device depending on the operating conditions will be different. In particular, in gas production wells, gas escapes from the formation to the surface with different pressures and flows, and therefore, in order to provide liquefaction of the produced gas, the device should be adapted to specific conditions.
Устройство изготавливают следующим образом. The device is made as follows.
Задавшись давлением, температурой, химическим составом газа и его расходом, подаваемым на вход сопла, исходя из законов термогазодинамики, определяют тип и геометрические размеры сопла, обеспечивающего адиабатическое охлаждение газа/газовой смеси до такой степени, чтобы обеспечить переход его или части его компонент в жидкую фазу. Затем вычисляют место расположения в сопле области, где будет начинаться процесс конденсации капель. Вычислив скорость газа в этой области и величину центробежного ускорения, определяют место установки кольцевой щели или перфорации в стенках по соотношению
L = V •t,
где L - расстояние от точки росы (начало конденсации) до места установки щели или перфорации;
V - скорость газа;
t - время перемещения капель жидкости от оси потока до стенок сопла под действием центробежных сил.Given the pressure, temperature, chemical composition of the gas and its flow rate supplied to the nozzle inlet, based on the laws of thermogasdynamics, determine the type and geometrical dimensions of the nozzle, which provides adiabatic cooling of the gas / gas mixture to such an extent as to ensure the transition of its or part of its components to liquid phase. Then calculate the location in the nozzle of the area where the process of condensation of the drops will begin. After calculating the gas velocity in this region and the value of centrifugal acceleration, the installation location of the annular gap or perforation in the walls is determined by the ratio
L = V • t,
where L is the distance from the dew point (the beginning of condensation) to the location of the slit or perforation;
V is the gas velocity;
t is the time the liquid droplets move from the axis of the flow to the walls of the nozzle under the action of centrifugal forces.
При этом возможно рассчитать и выполнить ширину этой щели таким образом, чтобы она соответствовала толщине пленки жидкости в месте ее нахождения. Для расчета необходимо учесть целый ряд факторов - давление и температуру газа на входе в сопло, геометрию сопла, величину центробежного ускорения в потоке. In this case, it is possible to calculate and execute the width of this gap in such a way that it corresponds to the thickness of the liquid film at its location. For the calculation, it is necessary to take into account a number of factors - the pressure and temperature of the gas at the entrance to the nozzle, the geometry of the nozzle, the magnitude of the centrifugal acceleration in the stream.
Также расчетным путем определяется и место установки в диффузоре средства для спрямления закрученного газового потока, чтобы обеспечить максимальный КПД. Also, by calculation, the location of the means for straightening the swirling gas flow in the diffuser is determined to ensure maximum efficiency.
Таким образом, предложенное устройство в таком виде, как оно представлено на чертежах и охарактеризовано в формуле изобретения, пригодно для сжижения любых газов, а также отдельных компонент природного газа, но учитывая, что температуры фазового перехода "газ - жидкость" различны для разных газов, то геометрические размеры аппарата и расположение отдельных узлов будет определяться расчетным путем на основе известных знаний. Thus, the proposed device in the form as shown in the drawings and described in the claims is suitable for liquefying any gases, as well as individual components of natural gas, but given that the gas-liquid phase transition temperatures are different for different gases, then the geometric dimensions of the apparatus and the location of individual nodes will be determined by calculation based on known knowledge.
Устройство работает следующим образом. Газовый поток под давлением подается на вход форкамеры 1, подвергается закрутке с помощью средства 2 и подается в сопло 3 (сверхзвуковое или дозвуковое). В результате адиабатического расширения газ охлаждается, и на некотором расстоянии от критического сечения сопла начнется процесс конденсации жидкой фазы. Под воздействием центробежных сил в закрученном потоке сконденсировавшиеся капли будут отбрасываться к стенкам сопла 3 с образованием на них слоя жидкой фазы, которая будет поступать в кольцевую щель 6, образованную стенками сопла и диффузора, или удаляться через перфорацию 8 и далее транспортироваться в приемник сжиженного газа. Несконденсировавшийся газ поступает в диффузор 5 (или комбинацию диффузоров 4 и 5), где происходит преобразование кинетической энергии потока в потенциальную, что приводит к повышению давления в газовом потоке. The device operates as follows. A gas stream under pressure is supplied to the inlet of the
В дозвуковом диффузоре газовый поток взаимодействует со средством его спрямления 7, которое преобразует кинетическую энергию его вращательного движения в энергию поступательного движения, которая в свою очередь на последующем участке диффузора преобразуется в потенциальную, что влечет за собой дополнительное повышение давления на выходе устройства. In the subsonic diffuser, the gas stream interacts with its straightening means 7, which converts the kinetic energy of its rotational motion into translational energy, which, in turn, in the subsequent section of the diffuser is converted to potential, which entails an additional increase in pressure at the output of the device.
Пример 1. Устройство для сжижения метана. Задавшись температурой фазового перехода для метана при атмосферном давлении - 161, 56oC и давлением газа на входе 200 атм, были определены геометрические размеры устройства: диаметр форкамеры 120 мм, диаметр критического сечения сопла 10 мм, длина сопла 1100 мм; стенки сопла спрофилированы в соответствии с уравнением
где F* - площадь критического сечения сопла;
F - площадь сечения сопла в произвольной точке;
М - число Маха;
where F * is the critical sectional area of the nozzle;
F is the nozzle cross-sectional area at an arbitrary point;
M is the Mach number;
На основании расчетов было определено, что конденсация жидкой фазы начнется на расстоянии 60 мм от критического сечения сопла (точка росы), а сконденсировавшиеся капли достигнут стенок сопла на расстоянии 600 мм от точки росы. Соответственно, комбинация диффузоров была установлена так, что кольцевая щель, образованная стенками сопла и комбинации диффузоров, находилась в расчетном месте. Также путем расчета было установлено, что скорость газового потока будет соответствовать числу Маха М = 0,3 на расстоянии 140 мм от места соединения сверхзвукового и дозвукового диффузоров, где и были установлены лопатки для спрямления газового потока. Based on the calculations, it was determined that the condensation of the liquid phase will begin at a distance of 60 mm from the critical section of the nozzle (dew point), and the condensed droplets will reach the nozzle walls at a distance of 600 mm from the dew point. Accordingly, the combination of diffusers was installed so that the annular gap formed by the walls of the nozzle and the combination of diffusers was in the calculated location. Also, by calculation, it was found that the gas flow rate will correspond to the Mach number M = 0.3 at a distance of 140 mm from the junction of the supersonic and subsonic diffusers, where the blades for straightening the gas flow were installed.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000100595/06A RU2167374C1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Device for gas liquefaction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000100595/06A RU2167374C1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Device for gas liquefaction |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2167374C1 true RU2167374C1 (en) | 2001-05-20 |
Family
ID=20229213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000100595/06A RU2167374C1 (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Device for gas liquefaction |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167374C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009028987A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Vadim Ivanovich Alferov | Gas liquefaction and separation device |
| CN102167988A (en) * | 2011-02-27 | 2011-08-31 | 文闯 | Device for supersonic expanding refrigeration and cyclone separation of natural gas |
| ITMI20102239A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-04 | Eni Spa | DYNAMIC, CYCLONIC, AXIAL AND VARIABLE FLOW SEPARATOR |
| WO2016056946A1 (en) | 2014-10-10 | 2016-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭНГО Инжиниринг" | Method for separating a hydrocarbon-containing gaseous mixture |
| CN113701446A (en) * | 2021-04-07 | 2021-11-26 | 中国科学院理化技术研究所 | Natural gas liquefaction system with supersonic two-phase expansion refrigeration cycle |
| RU2812652C1 (en) * | 2022-12-30 | 2024-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" | Method for separating multicomponent mixture |
-
2000
- 2000-01-13 RU RU2000100595/06A patent/RU2167374C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009028987A1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Vadim Ivanovich Alferov | Gas liquefaction and separation device |
| GB2465521A (en) * | 2007-08-22 | 2010-05-26 | Vadim Ivanovich Alferov | Gas liquefaction and separation device |
| CN101828088A (en) * | 2007-08-22 | 2010-09-08 | 特兰斯朗科技有限公司 | Gas liquefaction and separation device |
| AU2008293070B2 (en) * | 2007-08-22 | 2010-10-07 | 3S Gas Technologies Limited | Gas liquefaction and separation device |
| US8696793B2 (en) | 2007-08-22 | 2014-04-15 | 3S Gas Technologies Limited | Gas liquefaction and separation device utilizing subsonic and supersonic nozzles |
| GB2465521B (en) * | 2007-08-22 | 2011-11-16 | Vadim Ivanovich Alferov | Gas liquefaction and separation device |
| EA016459B1 (en) * | 2007-08-22 | 2012-05-30 | Трансланг Текнолоджиес Лтд. | Gas liquefaction and separation device |
| CN101828088B (en) * | 2007-08-22 | 2014-03-26 | 3S气体技术有限公司 | Gas liquefaction and separation device |
| WO2012073213A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Eni S.P.A. | Dynamic cyclone separator, with an axial flow and having a variable configuration |
| CN103338869A (en) * | 2010-12-03 | 2013-10-02 | 艾尼股份公司 | Dynamic cyclone separator, with an axial flow and having a variable configuration |
| ITMI20102239A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-04 | Eni Spa | DYNAMIC, CYCLONIC, AXIAL AND VARIABLE FLOW SEPARATOR |
| WO2012113347A1 (en) * | 2011-02-27 | 2012-08-30 | Wen Chuang | Supersonic expansion refrigeration and cyclone separation device for natural gas |
| CN102167988B (en) * | 2011-02-27 | 2013-03-20 | 文闯 | Device for supersonic expanding refrigeration and cyclone separation of natural gas |
| CN102167988A (en) * | 2011-02-27 | 2011-08-31 | 文闯 | Device for supersonic expanding refrigeration and cyclone separation of natural gas |
| WO2016056946A1 (en) | 2014-10-10 | 2016-04-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭНГО Инжиниринг" | Method for separating a hydrocarbon-containing gaseous mixture |
| CN107003066A (en) * | 2014-10-10 | 2017-08-01 | 安革工程有限公司 | The method for separating hydrocarbonaceous gaseous mixture |
| CN107003066B (en) * | 2014-10-10 | 2019-07-19 | 安革工程有限公司 | The method for separating hydrocarbonaceous gaseous mixture |
| CN113701446A (en) * | 2021-04-07 | 2021-11-26 | 中国科学院理化技术研究所 | Natural gas liquefaction system with supersonic two-phase expansion refrigeration cycle |
| RU2812652C1 (en) * | 2022-12-30 | 2024-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" | Method for separating multicomponent mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1131588B1 (en) | Method and Apparatus for liquefying a gas | |
| EP1438540B1 (en) | Cyclonic fluid separator with vortex generator in inlet section | |
| JP4611532B2 (en) | Supersonic gas flow nozzle and inertia separator | |
| RU2348871C1 (en) | Plant for gas liquation and separation | |
| Gas | Supersonic nozzle efficiently separates natural gas components | |
| EA014604B1 (en) | Cyclonic separator for degassing liquid and a method for degassing a fluid mixture | |
| US9283502B2 (en) | Inertial extraction system | |
| RU2167374C1 (en) | Device for gas liquefaction | |
| EP1835995B1 (en) | Cyclonic separation method for degassing a fluid mixture | |
| RU2538992C1 (en) | Device for separation of multicomponent medium and nozzle channel for it | |
| RU2137065C1 (en) | Device for liquefaction of gas | |
| US3528216A (en) | Jet pump and supersonic flow separator | |
| RU2139479C1 (en) | Method of liquefaction of gas | |
| RU2133137C1 (en) | Device for separation of gas mixture components | |
| RU2139480C1 (en) | Method of separation of gas mixture components | |
| RU2143654C1 (en) | Method for separation of gaseous mixture components | |
| RU2773182C1 (en) | Method for separation of a flow of a multi-component medium (options) | |
| WO2011005077A1 (en) | Flareless condensate stabilization in combination with gas conditioning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050114 |
|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110922 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20121001 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160114 |