172623. lajstromszámú szabadalom • Eljárás levegőnek és komponenseinek cseppfolyósítására
3 172623 4 Azok az olaj- illetve kenőanyagmennyiségek, amelyek a berendezés meleg részében a leválasztott anyagból kiválnak, és gőznemű aggregátum formájában akár mechanikus, abszorptív, akár adszorptív úton hatékonyan eltávolíthatók, az ellenáramú hőcserélőbe kerülnek, ahol az olaj kondenzáció útján részben fűm formájában a forró felületekre csapódik le. Ez rontja a hőátadás hatékonyságát, és hosszabb üzemelési időszak alatt az áramló, feldolgozandó gáz nyomáscsökkenésének fokozódását eredményezi, amiből következően nagy energiaveszteségek lépnek fel, sőt, esetleg a gázvezetékrendszer teljes eltömődésével kell számolni. Ezen túlmenően a leválasztott olajrészecskék a feldolgozásra kerülő levegőárammal a rektivikáló berendezés kondenzátoráig együtt vannak vezetve, és végül a folyékony termék tárolóeszközében gyűlnek össze. Ez az egész berendezést nagymértékben veszélyezteti. E veszélyeztetettség kiküszöbölésére tetemes ráfordításokat kell vállalni, például alacsony hőmérsékleten dolgozó adszorpciós berendezéseket, szűrőberendezéseket és biztonsági közvezetékeket kell alkalmazni, a veszélyt azonban még ilyen eszközökkel sem lehet tökéletesen kiküszöbölni. Kedvezőtlen az a megoldás is, amikor az expanziós gép, amely rendszerint dugattyús gépként van felépítve, olajkenésű expanziós térrel rendelkezik. A biztonságtechnikai vonatkozásban jelentkező veszélyen túlmenően, amit a túlzottan nagymértékű expanzió, az expanzió során bekövetkezhető esetleges részleges cseppfolyósodás és az abból származó robbanásveszély jelent, az olajleválasztó alkalmazása ellenére is számolni kell a berendezés és a termék kellemetlen olajszennyezettségével. Annak érdekében, hogy maximális tisztítási hatásfokot lehessen biztosítani, és a feldolgozandó gáznak az olajkenés miatt bekövetkezhető újbóli szennyeződését el lehessen kerülni, a szárító- és tisztítóberendezéseket a legnagyobb üzemi nyomású utolsó sűrítési fokozat után helyezik el. Ennek az a következménye, hogy mind a beruházási, mind az üzemeltetési költségek igen nagyok. A nagy üzemi nyomás miatt a szerkezeti, és egyidejűleg a regeneráláshoz szükséges energiaráfordítás ugyancsak nagyon nagy. Ennek oka a feldolgozandó gáz előfordulható legnagyobb nyomás-értékeiben keresendő, ami szilárdsági okokból az elnyelőszerkezet nagy falvastagságokkal történő kialakítását teszi szükségessé. Ez a nagymennyiségű szerkezeti anyag viszont a regenerálás vonatkozásában ballaszt-hőkapacitást jelent, amely az aktivizálási folyamat során energetikailag megjelenik, és a regenerálás után feltöltési hőmérsékletre kell visszahűteni. Ezenkívül jelentős hőmérsékletlépcső jelentkezik kifelé a szilárd ágyazat keresztmetszetében a szigetelés ellenére, úgyhogy a peremzónák aktivizálása nem következik be tökéletesen, amintek következtében fokozott mértékben van szükség adszorpciós szerek használatára, azok felmelegítésére, valamint járulékos energiafelhasználásra. A terhelés alatti adszorpciós szerkezet regenerálása az ismert eljárások esetében valamilyen erre alkalmas gáznak az aktivizáláshoz szükséges hőmérsékletre való felmelegítésével történik, és ehhez lényegében idegen energiát, például elektromos energiát kell bevezetni. Ismeretesek olyan eljárások is, amelyeknél megkísérelték a dugattyús légsűrítőkben a feldolgozandó gáz olajkenéses sűrítésekor szabaddá váló hőt a regeneráló gáz előmelegítéséhez felhasználni. Minden esetben szükség van azonban idegen energia segítségével történő további melegítésre. Ezeknek az eljárásoknak az idegen energia-bevezetés miatti fokozott energiaigényen túlmenőleg az a további hátrányuk, hogy a feldolgozandó gáz sűrítőszerkezetéből származó sűrítési hő kihasználása esetén a hőcserélőnek az olajjal szennyezett gázzal igénybevett oldalán, a + 160 C°-ig terjedhető tartományba eső falhőmérsékletek esetén, az olaj és az olaj bomlástermékei révén a fűtőfelület erőteljes elszennyeződéseivel, ebből következően a hőátadási tényezők erőteljes romlásával kell számolni. A fenti okok miatt gyakran kell kényszerű üzemszüneteket tartani, és költséges tisztítási eljárásokat alkalmazni. Ismeretesek továbbá olyan eljárások is, amelyeknél az adszorpciós szerkezet a légsűrítő egy közbenső fokozatában van elrendezve, és az azt követő sűrítés olajkenéssel történik. Ennél az eljárásnál a szárított és tisztított levegő kenőanyaggal szennyeződik. Itt fokozottan jelentkeznek a fentiekben már részletezett hátrányok és veszélyek. Valamennyi eddig ismertetett.eljárás közös hátránya, hogy az adszorpciós szerkezet aktivizálásához szükséges tisztítógázok szállításához különálló nyomásszolgáltató szerkezetet kell alkalmazni, aminek további járulékos energiaigénye van. Az eddigiekben alkalmazott, 140kp/cm2-es túlnyomásokat meghaladó üzemi nyomások hátránya elsősorban a magas beruházási és üzemeltetési költségekben, a nagyfokú kopásban, elhasználódásban, valamint az egész eljárás veszélyességében jelentkezik. A teljes eljárás hidegháztartásának a fedezésére maximális folyékony közeg-elvonás mellett a rendszerint 200 kp/cm2 értékű és azt meghaladó túlnyomásúra sűrített feldolgozandó gázt az ellenáramú hőcserélőkben a visszavezetett bomlástermékek segítségével lehűtik és részben munkavégző módon expandáltatják és/vagy fojtásos expanziót eszközölnek. A munkavégző expanzió rendszerint egy olajkenésű dugattyús expanziós gépben történik, annak dugattyúlökete határolja le a munkavégző expanziót, miáltal jelentős mértékű fojtási veszteséggel kell számolni. Ennek az eljárásnak is a már leírt, a nagyüzemi nyomásokból következő hátrányai vannak. Ismeretesek olyan eljárások is, amelyeknél az üzemi nyomás csökkentése céljából egy kenés nélküli (szárazonfutó) dugattyús expanziós géppel előállított idegen hideggel közbenső hűtést iktatnak be. Hy módon azonban az üzemi nyomást nem lehet a kielégítő mértékben csökkenteni, mivel az előhűtési hőmérsékletet műszaki-gazdaságossági okok korlátozzák, a dugattyús expanziós gépnél fellépnek továbbá a fentiekben már részletezett 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
