При какой температуре охлаждаются газы
У этого термина существуют и другие значения, см. Сжиженный газ.
Сжиже́ние га́зов включает в себя несколько стадий, необходимых для перевода газа в жидкое состояние. Эти процессы используются для научных, промышленных и коммерческих целей.
Все газы могут быть приведены в жидкое состояние путём простого охлаждения при нормальном атмосферном давлении. Однако, для некоторых газов достаточно определённого повышения давления (углекислый газ, бутан, пропан, аммиак, хлор). Другие (кислород, водород, аргон, гелий, азот и т. д.) находятся в баллонах в сжатом состоянии. Дело в том, что газ не может быть сжижен при сколь угодно высоком давлении, если его температура выше так называемой критической температуры. Первыми были сжижены газы с критической температурой значительно выше комнатной (аммиак, сернистый газ, углекислый газ и пр.), при этом было достаточно одного повышения давления.
Уравнение состояния реальных газов Ван-дер-Ваальса показывает, что всякий газ может быть переведен в жидкое состояние, но необходимым условием для этого является предварительное охлаждение газа до температуры ниже критической. (углекислый газ, например, можно сжижить при комнатной температуре, поскольку его критическая температура равна 31,1 °C. То же можно сказать и о таких газах, как аммиак и хлор[1].
Сжижение используется для изучения фундаментальных свойств молекул газа (например, межмолекулярных сил взаимодействия), для хранения газов. Газы сжижаются в специальных конденсаторах, которые выделяют теплоту парообразования, и переводятся в газообразное состояние в испарителях, где теплота парообразования поглощается[2][3]
Физические основы сжижения газов[править | править код]
Все вещества, в том числе и те, которые в «обычных земных условиях» находятся в газообразном состоянии, могут находиться в трёх основных состояниях – жидком, твёрдом и газообразном. Каждое из веществ ведёт себя согласно своей фазовой диаграмме, общий вид которой для всех веществ похож. Согласно этой диаграмме, для сжижения газа необходимо либо понижение температуры, либо увеличение давления, или изменение обоих этих параметров.
Сжижение газов – сложный процесс, который включает в себя множество сжатий и расширений газа для достижения высокого давления и низких температур, используя, например, детандеры.
Применение сжиженных газов[править | править код]
Жидкий кислород применяется в больницах для преобразования в газообразное состояние и последующего использования пациентами, имеющими проблемы с дыханием. Жидкий азот используется в медицине в криохирургии, а также в области экстракорпорального оплодотворения для замораживания спермы.
Хлор транспортируется в жидком состоянии, после чего он используется для обеззараживания воды, санитарной обработки промышленных отходов и нечистот, отбеливания тканей и многих других целей. Хлор был использован в качестве химического оружия во время Первой мировой войны, и это вещество находилось в снарядах в жидком состоянии, и при разрушении защитной оболочки хлор переходил в газообразное состояние.
За сжижение гелия (4He) по циклу Хампсона-Линда (цикл основан на эффекте Джоуля-Томсона) голландский учёный Камерлинг-Оннес Хейке получил Нобелевскую премию в 1913 году. При атмосферном давлении температура кипения жидкого гелия составляет 4,22 K (−268,93 °C). При температуре ниже 2,17 K жидкий 4He приобретает сверхтекучести, за открытие которой советский учёный П. Л. Капица получил Нобелевскую премию в 1978 году. Жидкий гелий в сверхтекучем состоянии приобретает совершенно новые свойства, такие как нулевая вязкость.
Сжижение воздуха используется для получения азота, кислорода и аргона путём разделения компонентов воздуха в процессе дистилляции.
Жидкий водород используется в качестве ракетного топлива.
См. также[править | править код]
- Сжиженные углеводородные газы
- Криогеника
- Псевдоожижение
Примечания[править | править код]
Источник
›Ù6IÊå÷µ%j™ãúìüÞëÞÚ6i ¾ôìKSy”Ô~žo¾D™6>Iªžç›O±í»oÓ˜¦ ëûúÛTå4&iÛð%ŠÍëÍ›oÚÏcL±ïSEÓ˜¦`ç÷-ئÙMc’¹’ß[¢®ól gÛð)ÎÉÕ·iL2æ·ï-±Íi1IF_¿eÝ-hkñ›7?¼ÊzoŠR˾McšÂšÓu_âœÛ4¦),»Ÿ*™¢Íßh”ˆ·óg§¨µÎóƦÑÍ÷-8g›Æ4-ã~~o‰6¿Ò4&Qç1¦hçqm -q-8gæ6iŽ¥çq-èm^fÞ¼ïs]Ÿšb=/gShçïQ-8l}Í)H?¿w×O8o~غ-²ÄiÇÛ2&7;_o‰>çå2&÷µnÔ¹ë¾/s-)œ×ˆZÎâ|žLcÒ½ŽóyKleŠ¶”ó “%öõÕ} £œÇX✬Û4¦¹,ìë¼z§^¦1énËN§6§è¥oÓ˜¦p¾Þ’ç¬Ï…iLZJ9Ÿwç²2IçÔZßžÅyûÓ˜t>ê-ê-ÉNcš’ŸÏ[â˜s”Î)½¾[=‹s¸iL:W‡}½·ÄµdNcšÂù÷¨Kôæó98ï¾^~ve=çíO¯QÚYôuæ¼ÿ9躶Ķ{Ó ¦4•ùw·}ûûÿ÷/_Þ¾ýÝO?þõ?ý‡?}ùóöíïæŸÿòÝ÷Û·¿y›ßú¶¿ývÊÿ4×¥‹øŸÞþPÊiûû¿÷ùßÿøåËoøá§ó9c}šŸüîÇ/ߟ½?ð_ÿú翼ýaûÃ÷ýÓŸÞŽÿì|ù·©èó‹^üü²¾ÇåõrR™vxymñz9½Ôx¿Æû•÷Ï×Ùâë¼-gäò×ïñ~ñj-×ïxÄûs9º¼öx÷5Þ×x_/÷»ùü†Åø¶k»¼Æ Ç÷^ÆåµÅ+ï_nxM°Ëëˆ×Ë ,#¾¼^>·-+¼¼’´8¡Å…CµÅñ‡Fjh¤v×ó œÊ»ß¯Å•ÚåJói~i®¼ñ:âUãõòUÚˆóF׸Nèz®þñZã5Δ¸ŽÄuB÷Ó8xªïo1´Þ,>âqIK^´jï>ÙCïÓíˆ×¯#^/”£-8/~‡¿CŸ¡W×8/~ŽévÅ«ÄëåË÷Pâô”ã5Ž‡N÷ùò¥{XjKí¡½-:âx½|Åþþ+j|Â⟰¸b(¯‡Éö‹ò¦’Çýr|”éŽ0ݪa²#T6BU£Æû¡¢ª1WG‹÷c®Ž°ÌéžÄ0¤*¡’éu_^Ãp†Äûa0Cã}÷5Þ·x?¾økÎÀñG¬N«ÓÄ!ñïÇ7-Ë7>w:-˜•Óe‰×øD|çé¢Äëeý’0‰9%¡‰9%aª˜S2âxX¬`¹-ט;ëÖtâõrÓ則n$Ö±é+Äk(t$¡” i¨HCEó™{yù4Ÿñz¹Qù3}£8GCSë-ƔѰ ÍhL ãÐЈ†qhÌù¡a+ùt˜â@¨Dc)×ДÆôИÓBc%×XÉ54`¡ X‰…’XL‹å_ÞXhÀBK†Å’aa#+·…,4`¡éÞÅk¼ÓÃbzLw+î,T`¡‹ùaa”… XhÀB°XÁãYæ¡éƒ]îÀCðxšûe=É»ùã1Ox¬Ë¤Ç3Æc>øåןžY¼ÏgÊ”Úñ× #påøåÖ=Tá¡ é0½ÛËk¨Äñj¾ÃŽS³‡>¦ éq2žÎ^9¹rråä°˜5Îòþ:oBx/{¨o ø[“;’ã탔q’öÁɃ”ñ-öËC|Ž~±¶”ÝP€ò “o |ãë_×8Oj7NvNÆ©Ú/jŸ£;’ãX¦gYb^-+”søew”_¦ðË~™Â/”>h©1zá-)-ÝWAàãh>]ÑôEËàÊè¹.ˆ?šiih¾(÷£Šz‹1¨qeçs?÷³ l!h¬^ÖõTUÓEO=t¶â¦ãNCèÇt Üú©è§d™0€C觢ŸªÜú©è§¢ŸŠ~*VW±ºŠ¢*VW±ºÊd÷÷¶Þv FÖPYÃÈFÖÐ]ÃÈFÖPbcú·p)Jkñ÷=Ìü-ð‡™ß˜ù ý6f~cæ7ݘù™ï^pÞKxïstádIìu>ùTÞcÀÒ˜ú Ý7TÞŒáÑ4n{ ¿} qNßãËwæwÇH;FÚ‡Pt/|ýöʧ˜²=’«>@d¢È37}Nf.’ÄA/xèS`,l³c›ÛìØfPâ¦O!ØíÌ]ôÔ½ƒ¹;XöÆÎ!q”O6…¸ŸÁܘÝ`îô3.úÙ¦‡B?xîÏ} Š~F”mô3ÐÏ@?ýô3ÐϸègŽŽ~úè¾àÐú)€ïÑ>ýúsýú’V’èGÐ~ÁÅ/øøSàÊ=£ ¹se¦œ®ÌÚ/L°pîçè áÞχƒòŒÅ³/xôSàM˜hÂDžŸ>ÝB¬µJlFYȔ茲~i`¾)”( MQ”6FÇ¢…Û?GÇ´Õ ŠbcŠSàd”©¬VŠÕ)ZÕö`~zQïýˆûp2z7L+[¬ƒïc)óÉÌa’†Æ$1…P=˜¢6jüÀ‹)(‘³ØVkü*Ưbó=•÷A•b=žñ Ž)ð1ÌÖxRO Cåàé{pÂ}÷ÁŒ7TnXt ‘9:>¢1щnLtÃÁ&pR@’xRÀ’|R (SàP_ÞQ™£2ÇÇ®c¿À”)0(ªs¬Õ1Rç’ê(ʱM-xÎ8&é A,È2Ý6eEôBf2Ã
庇ÙMa 4_A.Sè-§LC•C-CœÄ8‰EîA‰Bî”!u¿Ìæ9úàÐà0¨0¨0¨2¨2¨2¨2¨1¨qÈ8ä D1…´Äc !%Z]Á•xu%`]A•u˜õ±ÞF°7B¬µtíJœ´PA´P‹0¨0¨0¨0¨2¨2¨òM/ú™£[Ÿ9äêfD;CÚÓÎ vFµ+ú©…C•C¦jF´3¤]c¢MA‰f×Î + ]BóUTTÔ¸²qÈ8är%à_™h‰Ö˜hmÏØ}Ø|c¢5âþ ‘)pˆ‰Ö˜h-cþôg¢áöW¢ôo¿âäO!4Od~¢3e¢”Ÿ¿ ƒ2Ñ ×¾6ãÀ|%2?îÇCó‰†G_ñèkg¢ž¯…¨3шÈOAbÐÎDëL´žY’š’?®ÌDëL´ÎDëL4¢ïµ3Ñ:3Ñ:@|%_#?Gg¢u&Zg¢~¯Äß+ø)BJ,~ b¢Ž¯Ä㧚L4BòSˆû,Dýô3˜hƒ‰6˜hDè+!ú)pýD”~ŽŽ~úèg0Ñm0Ñm0Ñýú’=Å Dîk”î·)Ä ÂD&š0Ñ’é}þ¨ ß~ ŒÊLÃɯ”ïkÄïçð¨L˜{¸ýSàd&¡0 ñÿ+ñý)ðѦ°l ÓRP«æçi¥Þ!&&˜ ë¯ÊTÂþU™ªŠªÉ TàÂ89’jÜPIL”™ÅÊ,@L¡#0(˸a œƒ¹ªâ`(ó”PA Sà6x@¨ä9‡ 8¨€ƒ)p.‡òHU‹I§Ìte¦+ T Á:’ “½ *` œƒzA5r[%é0ÎA½’8•÷i ¨$* *yˆ ¨d”jøýsxáî1`ÀÉJTÒÕxîÏC›ÆºIŽ¢’¤˜ç¤Z/v¼Í‡u 6¨`ƒ 6¨`ƒ 6˜'”pju¬´0½(ñ:·±]”èX«cŽµ*p¡:ú%ÅQÁ ÜPÉvLûÀl#ñ1¿3ÏmRSàV ²Õ1[ò•H%R[œÊû”GSLáboSÞ‰ìÿÏôFZ¤.¦À9•ëTΩœS9’ì¶7¦04F7pG#ÿÑÈ4 H#ÿÑÈ´ÈœÊûäFL1″)_^9G9Ǹi㦛†Ë 8i€”)pÓÎMJi%-ŒFÞ£EÞc›’]îþ}¸ºNZä2- 1’ij”iv¦i`š¦i`š˜fŽŽ¢!è4R!THpsªïãÖÆ®’i€šF.¤UÒN‹¤ÈÖ€9 ˜ÓjxìH#;ÒÀ; ¼Ó€9 ˜Ó€9²©h³F}#;ÒÈŽ4²# ˜Ó€9 ˜Ó€9S`PTFR¤UL2r!Kˆ_.`ÎÖ€9 ˜ÓH…4`N#ÒZ¸ñÄÇ ¡`N;IØ0§Ì™£cvICJRŠ’%õ(¹GÀœÌiÀœÌiÍ”¹©Œ9º3(ú!ƒÑ€9 ˜Ó€9 ˜Ó€9S”´cH0Ô£xgkÀœÌi=9[ÌÏžl-¦eÉçbÐÁ LÂ.™¹ÌisæèÊ Ì½Î܃jÔàMAYÒºC‹‡sæ4`Næ48GSÍ ëŒ‰6ЩŒ60¤ÁB6˜hƒ‰6˜h#élL4RTF‹TÆC”•1mûa¢ &©ŒF*£’Êh¤2©ŒF*£’Êh¤2¦ÏÁÀ; ¼ÓÈi4rM˜q’Eð9Õ@a¦’Ëhà&¬ôà&L9’SŸì?álK’ È$$ÍÑà15xK-°ÌÝAYjp-f q‡ ™)t±HA]jp-š¢2PJ”²5PJ#»Ñ 05ÀIS)rS`P4&i`”©’°h@’yŠ9:‹¤@d B?Š~HJ4’ÍÐÀ£¶e,R7¶F ¢”h ðh¤ ¦pá)Ö[,NdØx£7æRËB7ôB#½Ð€ôB#½Ð€Sàã¨ÌP0£YòKÑ]dæèødÆFæ¡.è¢.è¢. ¢9Ó,ÑÈ-2[ƒÕ€ (1…¸gg’ó01 SàVYàÁSàÆs˜0nÕ¸€ŽmyØVßöz€ƒ%LÐI8t0Aß+‡.-´MAxÇCOµƒ z €)t>Þ9§sNÏs¸ÎàCcâSÄþíw¿XÝ©Þbù%õÐñî;Þ}ßáÛâÔw|ù‡©‡/¿õ’|e4c©CTš‡ ‘ÃOê¥As†-PPéêy(n5÷9:dä28$ܪpHøÊý(÷#ï¼ãwøó}‡Aß#ã°u2ŒC’ãÐqÎ;‡NÆ¡×dpW%w;&XÇŸ‡àk×O¡óNÜ*‡?©?i Â!¬¤ ÷#ÜrH9¤2n5ÅSà~œ[E?¸âS`ôp¥zcÊ54†s>EàdLÂRÂÒÖq×;”¥Nz¢ã·wK
ÆS’-ÒI‹tÒ”¼ÐÁ=6,lüH8t%Ñ!Cu2&(Ñ}äæìv»;=ž4»%™Òeœê{ât,”ìzèdS:Ù”ÌèÀŒ0ãTõ]¸²Ã”ê0¥º `àElxÑx1ÎAÁp§¦Ðb¥‰ §ú>äÖÉ¢tɽ0¹† †è`ˆN†¤³¢”éP¥º°ÌB•ê`ˆ†è`ˆ†è`ˆN¤C•êä>:T©NÊ£C•êP¥zP¥¶®LQRS`P¬‹G’Á1§ƒâµ(¶¤ÌYØO¼F‡ôÔá:MCÌYÅ’bsDgwDg{DgDgƒD’‹Ñ!6u’MSˆEÑ :tÃá#gÑ EŠ2e( ,1®Œ¢HYô€stæXb Êâ”è@ˆn¹Ã*·X¡(C’AѼDÀ°u C0t C0t Cg3E’1…ŽÀ•™`P•:T¥U©Uiëä:¹‡Nîa ÊŒ#åÐÙaÑÙbÑÉ4tSàS臼BªÒ=wŸaHP•:T¥AZa@UdæÓ€CìB#‰0 * ¨Jƒ$ªÒ6ȨJƒ”Á 0 à S0À ƒ SàÊÂ…²;üÀˆ´À j0″Ù€LÀ”LÀ”LÀ”QP0a”Üœ‡Z&l˜05>Õ8f3ôýbÒ ¾?ëÂú˜0€ #`Â]ùT¬Ïƒmƒ½µ£‡,qAçsk©¨t0@#ÐÁ6ˆØzlZäS¹mµ°{a€è`TÔÂî…Áî…Áî…:ì^ð’úLÀ”ĤUqcGàö7ºNõ}ªg²æðPcg’ð`°a»Ÿ.ç0ÓâO”±-¢ùSàdŒ,ÂúÛ`?ÀÆ4ZnÅìfG °ùx°ûx@lì?l@”þ§ÀÉAuä ¦ÀÉüß ±¯”¬Àˆ-ɧö>S4šñyãî±Vv8Œ sxÌ-P0:?;¦0â>HŒØêpjïC¶×àúpý·Á®äÁ^‡A¦`ôÎ¥Q0[” `ÀŒ¤»FP¤Ní}xoÄ®‡9ÀƒllSp¤ÉƒÁ>ˆÁ>ˆd©S{ƒ¶{%i0ðý¹’Ë?Øö0Èü’-qðþ€5-GÒ`à×Os°3ö?ö?Üú’›™s73ÞüÈýÌ$ FnhŽ¤Á6H¼úW?Øÿ0Èœù3?àF |ø?ð᧠q?’*˜£3EaD 2″Ô 10H¶=ØN~àÂøÁn‡?Â…Ÿ££ ø?pá.ü 0HÒ ƒ4À 0 + v1Ò #Ò Û 0HÒ jÒ`3ó`Ã`;ó 0Hi°§y”ç>GG-ŠZà øGþÑ€4ˆþ¢ÿƒèÿ€m4` ‘þ‡}k=ûÀaŸŸb6±½yóÄü£)áPóÄüGP‹æè¨Å²@V`îØð‡ñüa8Î’ìÌgîàžÜóîù6pÏîùÀ=¸çSàãxö~úˆÏ§ö>5ðÏ’ýÜ 9
xìƒXÿ`-Á8™×}àºbýƒXÿ8Ëëbý’Ç.l.bý’Ç.xì’Ç.°}¶°ÛYØä¼ÊX!ô½shp(-! /l.ú®û©Ý(ëÀ¦Áetaw²°-@ØK ì%ö{ “€¾°-@`ë{ ‘ŽÐ-èo7GØy,ìúGèaç±ÐúB@_èåp$ústÔB@_è.»°…@莶@²’Š•°áXØp,l8-z™X›TÊnP GØp,l8(5″FØ0 ltaÀ°a@ßÏ!‡’ 1…PT5nm¾Â÷Sà{¡ ¼qaÃÀ:’ Äèë%¼ñMˆÑyI#â¥e9’¬GÂ,”ì.øÕB´]p§… »àEKÄÖçèÂ!áòu”ûaÁ¤˜4’Ë,ÄÑ… Bøð”…ð¹Dø|[EÞâÔÒ1’åB°Ø0 lö{ÿXØ,ì-ž%Zz,v”ê6” †aÀ4’æÂ^àU‹.ôƒ3,8ÃÒYmØ0 ìBäSèq?”ÈWi;”K^¾½)•{“@¸àKÂ7!.Â…@¸à’~²à’ËȺ6Ì=âß’Ÿ,øÉBü[(ø#á0ÏÑQ”tÁs-Ø^pjïyª2Ðâ`:²@p¾°¿@Ø_ áCo’-DƧÀ9áÎôâ^#2~jïcÜÂÞaf#l+˜Ÿt¬À®â’-j¦À!4″5Ø) YüGX´…E[Ћ8·lj¡°@àÒÌ¡8″”gP Hp¢’ZàÒÌ[æPD-…z@’-8Ñ’-8Ñ’-8Ñ’-š•’²Tja‡¯PH’K3Gg™’K#”¿…ð·þÂßBø[àLþÂßB™ ²/±gw›BãA`P-)cαwW`Ð…ƒ·Z Òþµà_OÛøî8Ú‡_àð’q!2.-u¥0-â’Ç-xÜ’Ç-xÜ’Ç-ß[𸅀¸àq·àq÷BŠ£-ìÝâB@œ‡Ã-Ä?[ˆîµàU{wƽÀ 4’W-xÕ’W-xÕŠWxÕ ƒFaÐ(¬ú)’‡A9¥´Â Q4 ƒFq¯5ÜëM¡Î+Ä…1¯¸×Š{Qè¨!1¨2¨2¨2¨ñM/ö3G§,Õ€7[q³2¼-X©§ 1h ûQ”ã’ñS{*B¥QÈðÊ.^-¨Œ`¹â’k¸à§i˜Ûû;RNGW”Ë•p¹â”+N¸7W6ô*z• ºRHÃ-ß”HºâŸ+!uÔ{«Ã;õ÷’HÅAWbêZ©úù]¡Þ(äw -} F”ýÔߟ]+êƒ{£8ï ^‰®+Ñu%º®D×w^‰®+´Å¯WòŠƒ¯ìV¨òŠ§¯u¢Ž†Ëêþ¦TR¢ë çFñð_ÛQEC˜’Ä¥ 0Wh4Jœƒ=3GG‰DÅÇ^qì§ÀÑTÃÙ ¬8öÚ(§G O!T’ïM¡Ã(t¥¶Â’Qjû(ä…?a¾§ ™Yï9zç:( ®¼âê+oÅÕWø1JýÅçW|þ)pc#ìè0œÿÓ*6þÎ(ˆ|+’oÅëW¶ +ÅýWˆô UFÁ £^¡Ê(Qr¥8B•Q¨2Êb%® !h “SEQ¶ëÈ”ŽGG†GŸ¸ÿŠû¯ì•MÅS}8Wj€*´{%’®DÐbŒÂ¿×¨:GgSWÂ.ä›þ()^¿âõ+^¿âõ+ûŒ•XºRKh 1ç-TW’ê 0PˆøJÍP¥h¨fW ‘ÂÈWâí fPÉ’™á•Ç*Y;”9›Fƒ’êïQ•’&¾RpH ŒPbñª
Источник
ОХЛАЖДЕНИЕ ГАЗА (а. gas соoling; н. Gasabkohlung; Gaskohlung; ф. refroidissement du gaz; и. refrigeracion de gas, enfriamiento de gas) – понижение температуры перекачиваемого газа на газовых сборных пунктах и компрессорных станциях магистральных газопроводов, подземных хранилищ газа, газоперерабатывающих заводах.
Охлаждение газа производят между ступенями сжатия компрессорных агрегатов и на выходе из компрессорной станции. Межступенчатые холодильники для охлаждения газа обеспечивают определённую температуру газа на входе в последующую ступень компримирования, массовая производительность которой будет тем выше, чем ниже температура всасываемого газа.
Энергия, необходимая для охлаждения газа, зависит от количества отводимого от газа тепла и способа охлаждения. Охлаждение газа производят до температуры, превышающей на 10-15 К температуру атмосферного воздуха, с помощью теплообменных агрегатов водяного или воздушного охлаждения газа или до температуры 271 К с целью ограничения теплового воздействия в районах прокладки трубопровода в многолетнемёрзлых грунтах с помощью аппаратов воздушного охлаждения газа (ABO), холодильных установок, рекуперативной системы охлаждения газа, а также системы охлаждения газа с дополнительным сжатием перед ABO и турбодентандером после ABO.
Для охлаждения газа до положительных температур в качестве охлаждающего теплоносителя могут использоваться вода и воздух. Применение воздушного охлаждения резко сокращает потребление воды, исключает обмерзание и разрушение градирен при низкой температуре окружающей среды, уменьшает загрязнение теплообменной аппаратуры (рис. 2).
Схемы внешней трубопроводной обвязки систем охлаждения газа с ABO бывают параллельные, параллельно-последовательные и комбинированные, в которых наряду с ABO используются рекуперативные теплообменники обычного типа. Совместная эксплуатация ABO и холодильных установок экономически целесообразна при разности температур на выходе из ABO и воздуха на входе в ABO более 12-15 К. При охлаждении газа до температур ниже нуля применяются парокомпрессионные и абсорбционные холодильные установки. При рекуперативной системе охлаждения газа из магистрального газопровода очищенный от механических примесей в пылеуловителях транспортируемый газ поступает вначале в рекуперативные теплообменники, где подогревается газом обратного потока, и после этого направляется на сжатие в нагнетателях. После сжатия газ охлаждается в ABO, затем поступает в рекуперативные теплообменники, охлаждается и подаётся в газопровод. Использование рекуперативной системы охлаждения газа ограничено в период пуска или остановки газопровода, т.к. уровень и интенсивность охлаждения газа зависят от пропускной способности газопровода. Целесообразно устанавливать станции охлаждения газа с холодильными машинами через 2-3 станции, на которых предусмотрена рекуперативная система охлаждения газа.
В системах охлаждения газа с дополнительным сжатием газа перед ABO транспортируемый газ после сжатия в основных нагнетателях поступает в 2 ступени дополнительного сжатия и далее через ABO в турбодетандер, после чего охлаждённый до необходимой температуры газ направляется в магистральный газопровод.
Круглогодичное охлаждение газа обеспечивает ограничение теплового воздействия газопроводов на окружающую среду, улучшает условия работы противокоррозионной изоляции, повышает надёжность, эффективность работы магистрального газопровода. Выбор уровня охлаждения газа на компрессорных станциях определяется комплексом гидравлических и тепловых режимов работы газопровода, компрессорных станций и станций охлаждения газа с учётом теплового взаимодействия трубопроводов с грунтом.
Источник
3. Сжижение газовПервые успешные опыты превращения газов в жидкое состояние провел английский физик Майкл Фарадей (1791 – 1867). Условия для сжижения газов определили (независимо друг от друга) Д. И. Менделеев и Т. Эндрюс. Воздух был впервые превращен в жидкое состояние Карлом Линде (1842 – 1934). При помощи жидкого воздуха Дж. Дьюару удалось в 1898 году обратить в жидкое состояние водород, а в 1908 г. Г. Камерлинг-Оннес с помощью водорода сжижил гелий. Газы отличаются от жидких тел расстоянием между молекулами. Казалось бы поэтому, что для сжижения газа достаточно сблизить его молекулы, т. е. сильно сдавить газ. Однако оказалось, что это не так и что для превращения газа в жидкое состояние должна быть путем охлаждения газа снижена движущая (кинетическая) энергия молекул. Опыт показал, что для каждого газа существует своя определенная максимальная температура, при которой можно превратить газ в жидкость при помощи давления. При температуре более высокой, чем эта температура, газ остается веществом газообразным и ни при каком давлении не превращается в жидкость. Эта температура называется критической температурой газа, а давление, которым при критической температуре можно газ превратить в жидкость, критическим давлением. Оба значения очень важны для любого газа. Так напр., у углекислого газа (СО2) критическая температура 31,1°С, а критическое давление его – 73 ат. Это значит, что при 31,1°С углекислый газ можно превратить в жидкое тело давлением в 73 ат, тогда как при температуре выше 31,1°С простым сжатием углекислый газ нельзя превратить в жидкость. Таблица 6 Физические константы газов
Углекислый газ довольно легко превращается в жидкость, потому что его критическая температура сравнительно высока. Еще легче можно превратить в жидкость аммиак (NH3) -132,4°С, 112 ат), сернистый ангидрид (SO2) -157,7°С, 77,7 ат) или хлор (146°С, 94 ат). Большие затруднения обнаружились у азота (-147,1°С, 33,5 ат), кислорода (-119°С, 50 ат) и водорода (-239°С, 12,8 ат). При помощи жидкого водорода удалось превратить в жидкое состояние и гелий (-267,9°С, 2,26 ат), критическая температура которого приближается к абсолютной нулевой точке 0°К. Абсолютный нуль (точно – 273,16°С = 0°К) – это нижний предел температуры. При этой температуре, согласно кинетической теории, все молекулы находятся в покое. Аналогичный верхний предел температуры по-видимому не существует. На звездах были спектроскопически обнаружены температуры во много миллионов градусов. Однако пока нам удалось достигнуть максимальной температуры около 5000°С. Сжижение газов является в настоящее время важной отраслью химической промышленности. Так напр., сжижается воздух, и из него при помощи фракционированной дистилляции получается кислород, азот и редкие газы. Сжижается хлор и в жидком виде транспортируется в стальных баллонах на отбельные заводы. Жидкие сернистый ангидрит, аммиак и другие жидкие газы применяются в холодильных установках. Их действие заключается в том, что сильно сжатому компрессором и охлажденному газу представляется возможность сразу расшириться (в пространстве, из которого компрессором отсасывается воздух через так наз. редукционный клапан); в результате этого газ так сильно охлаждается, что превращается в жидкость (явление Джоуля-Томсона). Испарением жидкого газа охлаждается рассол (крепкий солевой раствор), который затем распределяется по помещениям, предназначенным для охлаждения. Технически важные газы транспортируются в стальных баллонах, которые согласно нормам должны быть сделаны из хорошей стали методом Маннесмана (как бесшовные трубы). В них можно транспортировать: сжатые газы (до 150 ат), а именно кислород, водород, азот, окись углерода, метан, водяной газ, светильный газ и воздух, а также жидкие газы (их критическая температура так высока, что и при относительно высоком давлении они остаются жидкими), а именно сернистый ангидрид, закись азота, углекислый газ, хлор, фосген, аммиак, масляный газ, и газы растворенные, как ацетилен. Новые стальные баллоны нельзя наполнять, пока они тщательно не проверены, особенно на давление. Проверка на давление производится периодически (ацетиленовые баллоны проверяются сжатым азотом, прочие – гидравлическим давлением) и на каждом баллоне отмечается меткой. Все баллоны необходимо отметить цветной полосой (кислород – синей, водород – цвета красной киновари, азот – зеленой, аммиак – фиолетовой, углекислый газ – красной, ацетилен – белой, хлор – желтой, воздух – серебряно-алюминиевым покрытием и т. д.). Цветные полосы должны быть шириной в 10 см и находиться под верхней закругленной кромкой баллона. Баллоны закрыты затворными клапанами, которые предохраняются металлическими колпачками. Нарезки затворных клапанов для горючих газов нарезаются левой резьбой, для газов негорючих – правой. К главному клапану присоединяется устройство с редуктором, на котором находятся два манометра. Один показывает давление в баллоне, другой – давление выпускаемого газа. Стальные баллоны необходимо оберегать от ударов (при транспортировке) и нельзя подвергать действию высокой температуры (оставлять на солнце или вблизи от отопительной установки или печи). У кислородных баллонов нарезки нужно смазывать не смазочным маслом, а глицерином. |
Источник