Простой регенеративный цикл с изоэнтальпийным расширением и предварительным охлаждением газа



Исходный газ изотермически сжимается (линия 1 – 2) при темпера-

туре Т компрессором А, изобарически охлаждается (линия 2 – 3) обратным

газом в предварительном теплообменнике С до температуры Т1, после это-

го он охлаждается (линия 3 – 4) в холодильнике D парокомпрессионной

холодильной машины (обычно аммиачном) до температуры Т2 и, наконец,

охлаждается (линия 4 – 5) обратным газом в основном теплообменнике E;

обратный газ нагревается (линия 7 – 1), охлаждая газ высокого давления.

Цикл Клода

Эффективным является цикл, основанный на изоэнтропическом

расширении предварительно сжатого газа.

Исходный газ сжимается (линия 1 – 2) компрессором А, охлаждается

(линия 2 – 3) в предварительном теплообменнике С и делится на части m и

(1− m). Часть m охлаждается в теплообменнике D обратным воздухом из

детандера F по изобаре 3 – 5, затем охлаждается в теплообменнике E по

изобаре 5 – 6, дросселируется (линия 6- – ), в результате чего образуются

жидкость и пар. Пар направляется в теплообменник E и отдает холод ис-

ходному газу (линия 8 – 4).

 

Часть газа (1− m) расширяется в детандере F по политропе 3 – 4 с от-

дачей работы. В результате расширения температура газа снижается, ох-

лажденный газ присоединяется к обратному газу. Общий поток газа на-

правляется в теплообменники D и C, где и отдает свой холод исходному

газу (изобара 4 – 1).

Холодопроизводительность в циклах с изоэнтропическим

расширением больше, чем в циклах с изоэнтальпическим расширением,

на величину, эквивалентную работе, воспроизводимой детандером, т.е.

на ( )( ) 1− m i3 − i4 .

Рассмотренный холодильный цикл Клода наиболее экономичен в

том случае разделения смесей, когда разделенные компоненты должны

быть получены в виде жидкостей.

Если же в результате разделения газовых смесей необходимо полу-

чить газообразные компоненты, то применяют другие холодильные циклы,

основанные также на изоэнтальпическом расширении газа, например, цикл

Капицы.

Цикл Капицы

Регенеративный цикл Капицы (рис. 4.11) с изоэнтропическим рас-

ширением газа особенно эффективен в том случае, когда в результате раз-

деления газовой смеси должны быть получены газообразные компоненты,

а установка имеет большую производительность. Отличительной аппара-

турно-технологической особенностью установки Капицы является низкое

избыточное давление (для воздуха 0,5 – 0,6 МПа) и применение турбинных

машин (компрессора и детандера).

Исходная газовая смесь сжимается (линия 1 – 2) турбокомпрессором

А и охлаждается (линия 2 – 3) в теплообменнике С. После охлаждений газ

делится на два потока, один из них направляется в ожижитель D, где охла-

ждается и конденсируется (линия 3 – 5 – 6). Далее следует дросселирова-

ние (линия 6 – 7). Конечная жидкость 0 собирается в сборнике сжиженного

газа F. Другая часть потока (большая) охлажденного в теплообменнике га-

за направляется на расширение (линия 3 – 4) в турбодетандер Е. Охлаж-

денный после турбодетандера газ направляется в качестве холодильного

агента в ожижитель D и далее в теплообменник C для охлаждения сжатого

газа (линия 4 – 1).

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 128;