11. Дать обоснов достои сжиж углев газов (суг) при испол их для газос гор и посел. Естест и искус регазификация сжиж газов.
Под СУГ используемыми для газоснабжения городов и поселков понимают такие углеводороды или их смеси кот. при t окруж. возд. и атм. давл. нах-ся в газообразном состоянии, а при относительно небол. ↑ давл. (без снижения t) переходят в жидк. Состав СУГ зависит от исх-го сырья и способа получения. Источниками получения СУГ явл-ся попутные нефтяные газы и газы газоконденсатных месторождений, кот. на газобензиновых заводах разделяют на этан, пропан, бутан и газовый бензин. Осн. компоненты СУГ (пропан и бутан) относятся к насыщенным углеводородам открытого строения называемые алканные углеводороды СпН2п+2. Алканы представляют собой бесцветные вещ-ва с характерным запахом нефти, малоактивны, практически не растворимы в воде, трудно вступают в соединения с др. веществами. Пропан, бутан и изо-бутан при н.у. находятся в газообразном состоянии, но при незначительном повышении давл. до 0,47МПа- пропан, до 0,115МПа- бутан, до 0,16МПа- изобутан, при t 0 0С они конденсируются в жидкость. Способность к конденсации делает пропаново-бутановые смеси ценными источниками для газоснабжения, т.к. транспортировать и хранить их можно в виде жидкостей, а сжигать в виде газа. Т.о. при транспортировке и хранении используют преимущ. жидк. фаза, а при сжигании-газообр. Сущ-т следующие марки СУГ: СПБТЗ - смесь пропана и бутана технически зимняя, СПБТЛ - -//- летняя. БТ - бутан технический. Деление зимних и летних составов связано с наруж. t, от кот. зависит упругость паров СУГ, находящихся в баллонах на открытом воздухе или в подземных резервуарах. В зимних усл. при низких t для поддержания необходимого давл. система газоснабжения в составе сжиженных газов д.б. больше легкого компонента (пропана). В составе СПБТЗ содержится 75% пропана, в лет. составе кол-во пропана до 34%
Для использования СУГ в качестве топлива их переводят в газообр. состояние, т.е. регазифицируют, при этом затрачивается теплота. Она м.б. естественная и искусственная.
;
r – скрытая теплота парообразования;
qпер - теплота затраченная на перегрев паров.
Кол-во теплоты qрег в основном опред-ся величиной r , кот. зависит от состава газа и t при кот. происходит испарение. С увеличением t r уменьшается.
При естественной регазификации приток тепла к жидкости осуществляется из внешней среды через смоченную поверхность резервуара Fс.
Это количество теплоты расходуется на испарение:
;
;
К - коэф-т теплопередачи;
Перепад тепм. (tн - tж) создаётся лишь при установившемся отборе паровой фазы.С момента отбора паровой фазы давл. пониж, для восст давл. нас паров часть жид испаряется, на это расходуется тепло, кот. берётся в первую очередь из самой жидк. или стенок резервуара, вызванное этим понижение t и создаёт разность темп-р. При циклическом отборе за счёт аккумулирования теплоты самой жидкости можно испарить большее кол-во газа, чем при непрерывном отборе. Естественная регазификация зависит: от изменений смоченной поверх-ти, от состава смеси углеводородов, от скрытой теплоты парообраз-я смеси, от t и влажности окр. среды.Искусственная регазификация происходит за счёт теплоты подводимой от икуственных источников энергии.По принципу регазификации испарители бывают:
-емкостные, когда пары СУГ отбираются из парового пространства
-проточные, когда сжиж газ отбирается из резервуаров в жидкой фазе и испарятся отдельно в выносном теплообменнике(это улучшает работу газогорелочных устройствза счет неизменного состава паровой и жидкой фаз)
-комбинированные, когда часть паров из проточного испарителя поступает к потребителям, а часть возвращается в резервуар для поддерж необходимой упругости паров
Система искусственной регазификации с испарителем производительностью 100кг/ч представлена на рис.
Испаритель 1 представляет собой баллон в него вмонтирован змеевик 2 для гор. воды. Внутри баллона находится поплавок 3 и клапан 4. Когда вентили 7 и 11 закрыты, установка работает в естественном режиме. При закр. вентиле 10 и откр. вентилях 11, 7 и 8 установка раб. ч/з испаритель 1. Жидкая фаза из ёмкости 13 под давл. собственных паров поступает в испаритель, где испаряется от соприкосновения со змеевиком, имеющего t=80 0С. Из испарителя газ поступает по трубопроводу 6 к РД 9 и далее к потребителям. С увелич-м отбора паров от испарителя, давл. в нём уменьшается, и уровень жидкости ↑, смачивая большую поверхность змеевика.
Преимущества установок с искусственным испарителем:
Теплота сгорания паровой фазы остается постоянной
Производительность установок не зависит от количества жидкости в емкости
Сохраняется возможность испарения бутановых фракций
Отпадает необходимость извлечения тяжелых остатков