專利名稱：氣體凝結(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從易揮發(fā)的液體如液相的碳?xì)浠衔?，凝結(jié)氣體/蒸汽，例如氣相的碳?xì)浠衔锏难b置，該裝置下面簡(jiǎn)稱為氣體凝結(jié)器。
當(dāng)向例如一儲(chǔ)罐裝載碳?xì)浠衔镆后w時(shí)，該儲(chǔ)罐可能被部分充裝有相同的或者類似的液體，該被充裝的液體將代替儲(chǔ)存罐中的氣體/蒸汽，以及從儲(chǔ)存罐的液體蒸發(fā)的潛在的氣體/或蒸汽，該氣體/或蒸汽通常被釋放到周?chē)拇髿庵小?br>
已有技術(shù)在運(yùn)輸，儲(chǔ)存或者裝載例如原油，可能是原油產(chǎn)品時(shí)，其在常壓或接近常壓的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下以液相存在，通常在給定的最大壓力下將蒸發(fā)的氣體/蒸汽直接釋放進(jìn)入周?chē)拇髿庵?，該液體/氣體的該容器/罐被設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)壓力閥，所謂的排氣閥，其在一給定的最大壓力下打開(kāi)并且釋放該氣體/蒸汽。
另外，并且結(jié)合儲(chǔ)存和運(yùn)輸冷卻的液態(tài)的氣體，有幾種用于凝結(jié)氣體的方法，裝置和/或系統(tǒng)，包括NO305525涉及一種“用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸液化的天然氣的方法和裝置”；US2,784,560涉及一種“用于儲(chǔ)存和處理液化氣的方法和裝置”；而US3,733,838涉及一種“用于重復(fù)地液化一種液化氣的提取物的系統(tǒng)”。
上述的方法，裝置和/或系統(tǒng)包括用于處理從冷藏的液化氣中蒸發(fā)的氣體的負(fù)壓和凝結(jié)裝置和其它一些裝置。
另外，US3,921,412代表的現(xiàn)有技術(shù)涉及一種“采用一種凝結(jié)分配器噴嘴的蒸汽回收裝置”，當(dāng)液體充入一個(gè)容器中時(shí)，該分配噴嘴凝結(jié)蒸汽/氣體被排放，該分配器噴嘴被放置在該容器的填充孔中。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)將一種碳?xì)浠衔锏臍怏w釋放到例如周?chē)拇髿庵械膶?shí)質(zhì)缺點(diǎn)，包括該排放對(duì)于周?chē)h(huán)境是潛在有害的。而且，保留該容器或罐中較佳的是碳?xì)浠衔镆后w中盡可能多的碳?xì)浠衔餁怏w是有經(jīng)濟(jì)利益的，因?yàn)樘細(xì)浠衔餁怏w是有價(jià)值的并且可以用于工業(yè)的目的。
不利的是，根據(jù)NO305525，US2,784,560和US3,733,838的現(xiàn)有技術(shù)涉及用于凝結(jié)氣體/蒸汽以及儲(chǔ)存和運(yùn)輸冷藏的液化氣的方法，裝置和/或系統(tǒng)，并且因此不設(shè)置與儲(chǔ)存，運(yùn)輸，裝載，和卸載例如原油或者原油產(chǎn)品相關(guān)的氣體/蒸汽的凝結(jié)，其中該原油或者原油產(chǎn)品在大氣或者接近大氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下以液相存在。另外，NO305525，US2,784,560和US3,733,838描述的技術(shù)方案很復(fù)雜，并且昂貴。US3,921,412中描述的技術(shù)方案限定在氣體/蒸汽的凝結(jié)在將液體充入容器中時(shí)被替換，并且不是關(guān)于在運(yùn)輸或者儲(chǔ)存期間從液體蒸發(fā)的氣體/蒸汽的凝結(jié)。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中的解決方案沒(méi)有用于使來(lái)自易揮發(fā)的液體例如液相的碳?xì)浠衔锏臍怏w/蒸汽例如氣相的碳?xì)浠衔锬Y(jié)，并且使較大容積的這樣的氣體/蒸汽簡(jiǎn)單而有效地凝結(jié)。
發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是提供一種氣體凝結(jié)器，使來(lái)自易揮發(fā)的液體例如液相的碳?xì)浠衔锏臍怏w/蒸汽例如氣相的碳?xì)浠衔锬Y(jié)，該氣體凝結(jié)器使較大容積的這樣的氣體/蒸汽簡(jiǎn)單而有效地凝結(jié)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種氣體凝結(jié)器，如果需要，該氣體凝結(jié)器可以直接或者間接地適應(yīng)流動(dòng)氣體/蒸汽凝結(jié)的需要，鑒于相對(duì)于這樣的氣體/蒸汽的蒸發(fā)和/或排放的增加/減小，凝結(jié)的需要可以增加/減少，以及該氣體凝結(jié)器可能可以連接到其它必要的設(shè)備，裝置和/或用具，從而在使用氣體凝結(jié)器期間，例如控制/調(diào)整流經(jīng)該氣體凝結(jié)器的流體的流動(dòng)參數(shù)，或是還為了預(yù)處理和/或后處理，例如去除流經(jīng)該氣體凝結(jié)器的流體中的空氣或者空氣組分。
如何實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的根據(jù)本發(fā)明通過(guò)采用一個(gè)或者幾個(gè)氣體凝結(jié)器來(lái)達(dá)到該目的，下面描述一簡(jiǎn)化的方式，只采用一個(gè)氣體凝結(jié)器，采用幾個(gè)氣體凝結(jié)器只是提供較大的氣體/蒸汽凝結(jié)量，與只采用一個(gè)氣體凝結(jié)器相比沒(méi)有操作方式的不同。
一種液體的揮發(fā)性表示一種液體蒸發(fā)的容易程度。一種具有低沸點(diǎn)和高的蒸發(fā)壓力(相對(duì)于環(huán)境條件)的液體表示在一種液體中的揮發(fā)性。就此而論，一種液體例如一種碳?xì)浠衔锟梢园◣追N液體組分，該液體組分相對(duì)于其它組分，并且特別是相對(duì)于在罐/容器內(nèi)的覆蓋在上面的氣體容積，更易揮發(fā)或者更不易揮發(fā)。在某一壓力和溫度條件下，各液體組分具有單獨(dú)的沸點(diǎn)和汽壓，具有最低的沸點(diǎn)和最高汽壓的液體先蒸發(fā)。因此，各種氣體組分的混合物可以在例如儲(chǔ)存罐中逐漸蒸發(fā)出來(lái)。
在儲(chǔ)存在罐中的易揮發(fā)的液體例如一種碳?xì)浠衔镆后w的蒸發(fā)時(shí)，該蒸發(fā)通常但不總是受下面的參數(shù)和以下列方式的影響當(dāng)該液體的氣體暴露表面面積(液體表面面積)增加時(shí)，蒸發(fā)增加；當(dāng)液體容積增加(提供的液體表面面積同時(shí)增加)時(shí)，蒸發(fā)增加；當(dāng)罐內(nèi)的氣體容積/液體容積比增加時(shí)，蒸發(fā)增加；當(dāng)液體外界壓力提高，蒸發(fā)減少；當(dāng)液體環(huán)境溫度增加時(shí)，蒸發(fā)增加；當(dāng)液體在罐中的儲(chǔ)存時(shí)間增加時(shí)，蒸發(fā)增加；該蒸發(fā)依賴于液體組分構(gòu)成而變化，并且以此當(dāng)液體組分的沸點(diǎn)升高時(shí)，蒸發(fā)減少，并且當(dāng)液體組分的汽壓升高時(shí)，蒸發(fā)增加。
在例如在罐中原油運(yùn)輸期間，攪拌裝置，所謂的攪拌器時(shí)常被用于攪拌在罐底層的原油。這是為了防止原油大范圍的分凝，從而防止最重的和粘度最大的原油組分沉到罐的底部，并且通過(guò)這樣的進(jìn)行將妨礙原油后來(lái)的卸載。此原油的攪拌還有利于該原油中最易揮發(fā)的液體組分的蒸發(fā)的增加，并且因此需要將攪拌限定到最小。而且，在這樣的一個(gè)罐中存在所謂的惰性氣體會(huì)導(dǎo)致從原油的蒸發(fā)增加。
在這樣一種易揮發(fā)的液體的運(yùn)輸，儲(chǔ)存，裝載或者卸載時(shí)，然而，一些參數(shù)如液體表面面積，在罐中的液體儲(chǔ)存時(shí)間和液體組分構(gòu)成可以例如在原油在罐內(nèi)的運(yùn)輸期間的一個(gè)時(shí)間段保持不變，或者接近不變。但是其它參數(shù)可以或多或少地改變，例如液體溫度和/或壓力可以依賴于波動(dòng)的氣候條件而變化，在例如原油的油罐的洲際油船裝運(yùn)期間。罐中的氣體容積/液體容積的比值可以改變，例如在岸上的石油儲(chǔ)存罐，易揮發(fā)液體的排泄和充裝頻繁進(jìn)行，造成罐內(nèi)氣體容積/液體容積的比頻繁變化。在其它方面，液體組分構(gòu)成也可以變化，例如原油的油船裝運(yùn)，每次運(yùn)輸?shù)脑皖愋涂赡懿煌?。因此，這樣的易揮發(fā)的液體的蒸發(fā)相對(duì)于上述的參數(shù)變化可能變化很大。
另外，在例如一種碳?xì)浠衔镆后w的充裝/卸載中，隨著增加液體的充裝速度時(shí)，罐中氣體/蒸汽的排放量可能增加，該氣體/蒸汽通常被直接地釋放到周?chē)拇髿庵小?br>
氣體/蒸汽下面用一種氣體表示，從這樣的一種易揮發(fā)的液體中蒸發(fā)的氣體被引導(dǎo)到氣體凝結(jié)器，其中該氣體被引導(dǎo)進(jìn)入液體流，該流動(dòng)的液體優(yōu)選但不是必須包括易揮發(fā)的液體，該氣體從該液體蒸發(fā)，在該液體中，通過(guò)一種所謂的氣泡凝結(jié)過(guò)程，使該氣體凝結(jié)成氣體凝結(jié)物，然后氣體凝結(jié)物返回到液體中，并且優(yōu)選的是到液體的底層，那里的液體的靜壓最大。將凝結(jié)物返回到液體的底層對(duì)于蒸發(fā)的減小是有利的，相關(guān)的靜壓引起凝結(jié)物大都保持溶解在液體中。經(jīng)過(guò)時(shí)間，并且由于例如比原油低的比重，凝結(jié)物將上升到液體的表面，當(dāng)將凝結(jié)物返回到液體的底部時(shí)，造成凝結(jié)物使用更多時(shí)間，并且比返回到液體的淺層的凝結(jié)物遇到更大量的液體。該氣體凝結(jié)器優(yōu)選的是位于液體容器/罐的附近或者在其外側(cè)，這對(duì)于保養(yǎng)或者維修氣體凝結(jié)器是有利的。另外，基于安全和操作的考慮，氣體凝結(jié)器必須在需要的地方設(shè)置有壓力密封連接，使氣體凝結(jié)器的工作令人滿意。
在下面描述氣體凝結(jié)器的操作方式中，給出了主要部件的相互關(guān)系的相關(guān)位置，一個(gè)氣體凝結(jié)器被放置在垂直的操作位置。另外，這樣的一個(gè)氣體凝結(jié)器可以用在非垂直的位置，達(dá)到這樣的程度即考慮重力對(duì)流動(dòng)的流體的影響，并且依據(jù)壓力進(jìn)行校正。原則上，氣體凝結(jié)器包括或者設(shè)置有下列主要部件至少一個(gè)氣體供給管或者至少一個(gè)氣體供給管道，下面稱作氣體供給管；一個(gè)氣體腔被定位在氣體凝結(jié)器內(nèi)的中部，氣體供給管連接到氣體腔，優(yōu)選的是在氣體腔的下部；在氣體腔壁上有適合數(shù)量的開(kāi)口，優(yōu)選的是在氣體腔的上部并且或是在中部；一個(gè)殼體/容器圍繞該氣體腔，下面稱作殼體；至少一個(gè)液體供給管/管道，下面稱作液體供給管，或是液體供給支管連接到殼體上，優(yōu)選的是在殼體的上部；一個(gè)凝結(jié)腔，優(yōu)選的是設(shè)置在殼體的下部；至少一個(gè)噴管部位于液體供給管或是液體供給支管，與凝結(jié)腔之間，該噴管部同時(shí)包括氣體腔壁與殼體壁之間的狹窄的通道或者通道容積，當(dāng)向下游方向看該狹窄通道時(shí)，包括連續(xù)被收縮的流道橫截面積，其匯流地構(gòu)成所述狹窄通道；至少一個(gè)格柵位于該凝結(jié)腔中，優(yōu)選的是其上部并緊接噴管部的下游；和至少一個(gè)出口管，下面稱作液體出口管，用于包括被供給的液體和凝結(jié)的氣體的混合物，該液體出口管優(yōu)選的是連接到凝結(jié)腔的下部。
從易揮發(fā)液體中蒸發(fā)氣體，該氣體將自然地上升并且聚集在罐中液面的上方，由于儲(chǔ)存和運(yùn)輸原油和一些原油產(chǎn)品通常發(fā)生在高于大氣壓力的情況下，此超大氣壓被用于例如將氣體逼到并進(jìn)入氣體凝結(jié)器的氣體供給管。因此，該氣體被優(yōu)選地引導(dǎo)進(jìn)入位于中部的氣體凝結(jié)器的氣體腔的下部，并且通過(guò)該氣體腔壁的開(kāi)口。開(kāi)口優(yōu)選地設(shè)置有適合的噴嘴，通過(guò)噴嘴氣體被引導(dǎo)進(jìn)入氣體凝結(jié)器的噴管部。同時(shí)，并且借助于至少一個(gè)泵裝置，將一種氣體可混溶的液體引導(dǎo)經(jīng)過(guò)液體供給管和或是通過(guò)一個(gè)液體供給支管，這里的液體以大于氣體腔中氣體的靜壓的靜壓流動(dòng)。一個(gè)可能的液體供給支管被優(yōu)選地用于均勻地分配液體流到噴管部的入口開(kāi)口，并且特別是當(dāng)液體流被均勻地分配在縱向延伸的入口開(kāi)口。在所述的靜壓下，液體連續(xù)流動(dòng)，在下游方向進(jìn)入噴管部的入口開(kāi)口。
同時(shí)，該氣體從氣體腔經(jīng)過(guò)氣體腔壁中的所述開(kāi)口，可能是氣體腔壁中的噴嘴，在下游方向被引導(dǎo)，然后與噴管部的流動(dòng)液體混合在一起。此流動(dòng)過(guò)程預(yù)先假定，氣體從較高靜壓流動(dòng)到較低靜壓，因此可以斷定在噴管部的液體必須設(shè)置有一個(gè)相對(duì)于緊接所述開(kāi)口的出口，或是噴嘴的靜壓的靜負(fù)壓。該負(fù)壓通過(guò)采用液體流中的公知的熱力平衡(能量守恒)原理得到，參見(jiàn)伯努利方程，通過(guò)保持流體的靜壓和動(dòng)壓的總和不變，將平衡保持在流路中，除了由于磨擦和紊流引起的靜壓損失。如果流體，在此情況下是液體，在流路中的一個(gè)區(qū)域例如在噴管部招致速度增大，這意味著液體的動(dòng)壓增大，同時(shí)相應(yīng)地液體的靜壓減小。如果液體在流路中的另一個(gè)區(qū)域例如在凝結(jié)腔中招致速度減小，從而液體的動(dòng)壓減小，同時(shí)相應(yīng)地液體的靜壓增大。根據(jù)伯努利方程，液體的動(dòng)壓和靜負(fù)壓的增大或減小，與液體流速的平方成正比(自乘平方)。
在這樣的液體管路中，氣體凝結(jié)物的供給量未考慮在內(nèi)，該液體流率(每單位時(shí)間的液體量)在隨意的位置通過(guò)流道橫截面積是不變的，例如在噴管部的流道橫截面積。在流體通道中兩個(gè)隨意的但是不同的位置，此流體關(guān)系可以由下列方程表示 其中q1＝V1·A1；和q2＝V2·A2；使得V1·A1＝V2·A2；或者 其中q1代表流路中的上游位置1處的液體流率(m3/s)，V1代表流路中的上游位置1處的液體流速(m/s)，和A1代表流路中的上游位置1處的液體流道橫截面積(m2)，q2代表流路中的下游位置2處的液體流率(m3/s)，V2代表流路中的下游位置2處的液體流速(m/s)，和A2代表流路中的下游位置2處的液體流道橫截面積(m2)。
因此，如果A2＜A1，并且因此(A1/A2)＞1，則V2＞V1。而且，根據(jù)上述方程，V2增大與V1成正比。因此，并且假設(shè)(A1/A2)＞1，液體在噴管部?jī)?nèi)的靜壓總是小于在噴管部的上游入口處液體的靜壓。
例如，如果上游位置1是在噴管部入口的位置，并且下游位置2是沿噴管部的下游隨意的位置，則上述方程總可以如下表示 和 其中q入口代表噴管入口處的液體流率(m3/s)，V入口代表噴管入口處的液體流速(m/s)，和A入口代表噴管入口處的液體流道橫截面積(m2)，而q噴管代表沿噴管部的一給定的下游位置處的液體流率(m3/s)，V噴管代表沿噴管部的一給定下游位置處的液體流速(m/s)，和A噴管代表沿噴管部的一給定下游位置處的液體流道橫截面積(m2)。
從方程 和 其中(A入口/A噴管)＞1，很明顯沿噴管部的一給定位置的液流速度和液體的靜負(fù)壓可能受影響，通過(guò)使可變參數(shù)q入口，V入口，A入口和A噴管以適合流動(dòng)氣體凝結(jié)的需要，并且該需要可以隨外部影響因素而改變，例如壓力和溫度，被凝結(jié)的氣體的特性，和所需的氣體凝結(jié)器的凝結(jié)能力。通過(guò)增大液體流率q入口，例如通過(guò)增大一個(gè)可能的上游泵的液體泵率，以增大液體流率q入口，即液體流速V噴管，和液體的靜負(fù)壓在噴管部的一給定位置處增大。通過(guò)這樣做，在此部分液體的氣體吸收能力增加。相反，例如通過(guò)保持不變的液體流率q，通過(guò)減小流道橫截面積A噴管，液體流速V噴管可以達(dá)到同樣的增大。
實(shí)際上，當(dāng)上述參數(shù)可以調(diào)整/控制時(shí)，可以達(dá)到使用者的最高度適應(yīng)性和氣體凝結(jié)器的最高效率。因此，液體和/或氣體的液體管路，氣體凝結(jié)器的上游和/或下游，可以設(shè)置或設(shè)計(jì)有流量控制裝置，例如一個(gè)或幾個(gè)泵，閥和/或收縮/擴(kuò)張部，以便達(dá)到相對(duì)于氣體凝結(jié)需要最佳的流動(dòng)特性。
另外，由于液流的紊流和流動(dòng)的液體與鄰接的氣體腔和殼體的壁之間的磨擦，沿噴管可能發(fā)生液體壓力的損失。例如，由于氣泡形狀的氣體被引導(dǎo)進(jìn)入到液流中，和/或由于流動(dòng)的液體與例如噴管部突出的噴嘴之間的可能的磨擦，這樣的紊流可以發(fā)生在緊接下游附近的開(kāi)口的出口。另外，當(dāng)氣體被引導(dǎo)通過(guò)開(kāi)口，或是噴嘴時(shí)，可能發(fā)生氣體壓力的損失。所有這樣的靜壓損失降低了氣體腔與噴管部之間的壓差，造成氣體凝結(jié)器的凝結(jié)能力降低。
液體壓力的損失可以由幾種方式限制，例如通過(guò)圍繞氣體腔和殼體壁的光滑的形狀，產(chǎn)生很小的液體磨擦力，和/或通過(guò)采用噴嘴，利用其設(shè)計(jì)，產(chǎn)生很小的液體磨擦力，和/或例如通過(guò)將氣體腔壁的噴嘴傾斜地放置在下游方向，和/或通過(guò)放置氣體腔壁各開(kāi)口，可能是噴嘴，使得氣體流經(jīng)的影響最小，在可能的下游開(kāi)口，或是噴嘴，例如由一個(gè)開(kāi)口，或是噴嘴，或一排開(kāi)口，或是一排噴嘴中流動(dòng)的走向相對(duì)于一個(gè)或幾個(gè)下游的開(kāi)口，噴嘴，開(kāi)口排或噴嘴排為平行排放。
考慮氣體凝結(jié)器的形狀，大小，能力和流動(dòng)特征，以及被處理的氣體的量和被凝結(jié)的氣體類型，該氣體壓力損失可以通過(guò)采用例如產(chǎn)生的氣流摩擦最小的噴嘴來(lái)降低。
當(dāng)計(jì)算上面提到的可變參數(shù)的量值和相互的配合時(shí)，這樣的液體和氣體壓力損失必須考慮，主要目的是確保在已經(jīng)考慮所述壓力損失的情況下，沿噴管的負(fù)壓足夠大，以使能夠驅(qū)動(dòng)氣體從氣體腔進(jìn)入流動(dòng)的液體中。
被吸入氣體凝結(jié)器的噴管部的氣體的類型應(yīng)當(dāng)是容易地溶解在流動(dòng)的液體中。一種氣體的例子是一種碳?xì)浠衔餁怏w，從一種放置在岸上的儲(chǔ)存罐或者油罐中的碳?xì)浠衔镆后w蒸發(fā)的，該氣體在適合的溫度和壓力條件下凝結(jié)和儲(chǔ)存，當(dāng)流體已經(jīng)混合以后，其可以成為易于溶解的，并且保持被溶解在相關(guān)的碳?xì)浠衔镆后w中。其中氣體溶解在液體中的能力依賴于當(dāng)該氣體被混合到該液體中時(shí)的包括該氣體的現(xiàn)有氣體組分的液體飽和度。在高的液體飽和度時(shí)，氣體可以基本上不溶解在液體中。這可以由例如氣體暴露在，和溶解在一增大的液體流動(dòng)容積來(lái)補(bǔ)償，預(yù)先假定一較大的液體流率，比具有一較低飽和度的液體所需的液體流率大。另外，流動(dòng)的液體和氣體的混合物，氣體以氣泡形式存在流體中，可以被引導(dǎo)通過(guò)下游，可能是被猛沖到例如一個(gè)有孔的板或者一個(gè)格柵。以此，各氣泡被沖破成幾個(gè)更小的氣泡，總起來(lái)說(shuō)，比原來(lái)的氣泡提供更大的表面積，從而提高氣泡與周?chē)后w的接觸面積。因此，實(shí)現(xiàn)熱力平衡的較快的調(diào)整，從而提高氣體凝結(jié)的速率。而且，借助于現(xiàn)有技術(shù)，該氣體在被引導(dǎo)到液體流之前和/或之后可以被致冷，從而增大氣體凝結(jié)器的凝結(jié)能力。另外，并且借助于現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)提高液體和/或氣體的靜壓可以提高凝結(jié)能力。
但是必須強(qiáng)調(diào)，上述增加溶解性，和因此增加在可共存的液體流中的氣體凝結(jié)率/凝結(jié)能力的方法，也可以用于現(xiàn)有氣體組分的飽和度較小的液體，該方法優(yōu)選地被用于與相對(duì)低的液體流率結(jié)合。在例如原油在油罐中運(yùn)輸?shù)那闆r下，其中例如一種來(lái)自原油表面層的碳?xì)浠衔镆后w被用于在氣體凝結(jié)器中凝結(jié)氣體，以此碳?xì)浠衔镆后w與溶解的氣體凝結(jié)物的混合物被引導(dǎo)到油罐儲(chǔ)存罐的底部，有利的是以低的液體流率將該混合物泵送到原油中，液體流率低造成液體在罐中的攪拌較小，并且因此液體的大多數(shù)易揮發(fā)的液體組分的揮發(fā)較少。如果氣體的有效的凝結(jié)需要在氣體凝結(jié)器中有一較高的液體流率，比在罐中的液體流率高，則流出氣體凝結(jié)器的該液體可以在下游分支并且被引導(dǎo)到罐的不同位置。
當(dāng)液體和氣泡的混合物從噴管部繼續(xù)流到下游，進(jìn)入凝結(jié)腔的上部時(shí)，流道截面積在此部分增大，優(yōu)選的是通過(guò)逐漸增加混合物在下游方向的該截面積，此擴(kuò)大的流道截面下面稱作擴(kuò)張部分。在擴(kuò)張部分的截面積增加，造成混合物流速以及混合物動(dòng)壓降低，從而增加混合物的靜壓，參見(jiàn)熱力平衡的伯努利方程。在擴(kuò)張部分的靜壓增大，混合物的靜壓將逐漸超過(guò)緊接上游的開(kāi)口或是噴嘴的流入氣體的靜壓。擴(kuò)張部分的任何位置與擴(kuò)張部分下游的位置一起招致較高的靜壓，比緊接上游開(kāi)口可能是噴嘴的出口的靜壓高，因此相對(duì)于此氣體壓力是超靜壓。由于超靜壓，開(kāi)口，或是噴嘴，位于沿著受到超靜壓的流動(dòng)部分可以在混合物中引起不希望有的影響，因此可以流過(guò)開(kāi)口，可能是噴嘴，并且進(jìn)入到氣體腔，而不經(jīng)凝結(jié)腔的液體出口管流出。
在所述的超靜壓下，在液流中的氣泡可以開(kāi)始凝結(jié)成氣體凝結(jié)物，所謂的氣泡凝結(jié)，并且然后溶解在液體中。如上所述，此溶解效果被進(jìn)一步加強(qiáng)，通過(guò)例如氣泡和液體的混合物經(jīng)過(guò)可能是被猛沖到例如一個(gè)有孔的板或者一格柵，從而增加流入的氣泡與周?chē)囊后w的接觸面積，以此氣體凝結(jié)率增加。帶孔的板或者該格柵優(yōu)選地被放置在擴(kuò)張部，可能是緊接下游的地方。
氣體凝結(jié)器的一個(gè)適合的結(jié)構(gòu)特征包括開(kāi)口，可能是噴嘴，在氣體腔中被放置在沿噴管部的位置，可能還在沿?cái)U(kuò)張部的位置，并且優(yōu)選的是在其上游部分，那里存在一個(gè)流動(dòng)的混合物的靜負(fù)壓，相對(duì)于緊接上游的開(kāi)口可能是噴嘴的出口的氣體的靜壓有足夠大的負(fù)壓。但是，很明顯，開(kāi)口，可能是噴嘴應(yīng)當(dāng)被放置在適合的，可能是變化的操作條件，并且以此該液體在這些操作條件期間不能流入到氣體腔中。
為了使氣體凝結(jié)器能在不同的操作條件下滿意地工作，該氣體凝結(jié)器可以被設(shè)置成，液體可能是氣體的流動(dòng)參數(shù)是可調(diào)的，并且因此氣體凝結(jié)器的凝結(jié)能力是可調(diào)的。通過(guò)氣體凝結(jié)器的噴管部，還可能是下游擴(kuò)張部被設(shè)置有可調(diào)的流道截面積，這很容易做到。此調(diào)節(jié)的可能性可以結(jié)合外部調(diào)節(jié)裝置或方法，以便調(diào)節(jié)/適應(yīng)操作參數(shù)和氣體凝結(jié)器的流體，例如通過(guò)在液體和/或氣體的流路，氣體凝結(jié)器的上游和/或下游，加入一個(gè)或者幾個(gè)泵裝置，閥，收縮部分/擴(kuò)張部分，和/或其它所需的設(shè)備，例如一個(gè)或幾個(gè)制冷和/或壓縮裝置，為了調(diào)節(jié)/適應(yīng)流動(dòng)的液體和/或氣體的流率，流速，流道截面的面積，溫度和/或靜壓力，可能通過(guò)采用一個(gè)或幾個(gè)凈化器和/或過(guò)濾裝置，用于例如從流動(dòng)的流體中分離不需要的組分例如空氣，空氣組分或者其它氣體。
在混合物流動(dòng)方向上看去，噴管部和可能還有擴(kuò)張部包括連續(xù)的流道截面區(qū)域，其總起來(lái)說(shuō)構(gòu)成狹窄的通道容積，混合物在該容積流過(guò)。任何一個(gè)氣體凝結(jié)器可以形成有一個(gè)永久設(shè)置的狹窄的通道容積，最佳地適合于主要的操作狀態(tài)和操作需要。另一方面，氣體凝結(jié)器可以設(shè)置成適合并且從而改變狹窄的通道容積的形狀，以此狹窄的通道容積在任何時(shí)間可以最佳地適合通用的操作狀態(tài)和需要。例如，這是可以實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)沿著所述部分調(diào)節(jié)/改變/適應(yīng)狹窄的通道容積的形狀，通過(guò)根據(jù)需要調(diào)節(jié)/改變/適應(yīng)狹窄的通道的開(kāi)口的/開(kāi)口外形，保持不變例如垂直于流動(dòng)方向的狹窄通道的容積范圍，和平行于殼體和氣體腔的壁。例如，并且沿著狹窄的通道向下游方向看，狹窄通道的開(kāi)口，并且特別是噴管部的狹窄通道的開(kāi)口可以因此逐漸減小或者逐漸增加，可能是這些的結(jié)合，以此狹窄的通道的容積的形狀，和沿所述部分的流體的流速和靜壓力最好地適合于通用的操作狀態(tài)和需要。另一方面，或者另外，狹窄通道可以增大或者減小垂直于流動(dòng)方向，和平行于殼體和氣體腔的壁的范圍。以此，沿所述部分的狹窄的通道可以被調(diào)節(jié)/改變/適應(yīng)例如一個(gè)特定的開(kāi)口度，和/或一特定的開(kāi)口外形，而狹窄通道的縱向范圍可以依賴于流動(dòng)的氣體凝結(jié)需要而增加或減小。
通過(guò)采用一氣體凝結(jié)器，使之設(shè)置成相對(duì)于通用的操作狀態(tài)的氣體凝結(jié)需要，適應(yīng)和因此改變狹窄通道容積的形狀，該氣體凝結(jié)器可以設(shè)置在不同的方式，包括a)可以設(shè)置氣體凝結(jié)器的圍繞的殼體和/或氣體凝結(jié)器的氣體腔，例如設(shè)置有一個(gè)沿噴管部可能還沿?cái)U(kuò)張部和/或在噴管部入口開(kāi)口的可調(diào)節(jié)的形狀。在這/這些部分，殼體和/或氣體腔的壁可以設(shè)置有板或者壁部，可能有垂懸片，例如借助于一個(gè)或者幾個(gè)鉸接裝置，聯(lián)接件，軌道或者滑動(dòng)裝置，可以轉(zhuǎn)動(dòng)和/或相對(duì)于鄰近的板，壁部和/或垂懸片被推動(dòng)。這些板，壁部和/或垂懸片之間的相對(duì)移動(dòng)增加或減小沿噴管部，擴(kuò)張部和/或在噴管部入口開(kāi)口的狹窄通道的開(kāi)口，以此沿這/這些部分的狹窄通道容積可以在本實(shí)施例規(guī)定的參數(shù)內(nèi)調(diào)節(jié)/改變/適應(yīng)。此實(shí)施例的凝結(jié)器假設(shè)在需要的范圍內(nèi)，可轉(zhuǎn)動(dòng)的和/或可移動(dòng)的面，壁部和/或垂懸片借助于壓力密封連接件連接在一起，從而防止液體和/或氣體的泄漏，和/或防止將不需要的壓力分布引入到氣體凝結(jié)器中。這樣一種氣體凝結(jié)器在下面的實(shí)施例中示出。
b)另一方面，或者在上述實(shí)施例以外，該氣體腔，可能是殼體，可以被設(shè)置成，可以相對(duì)于共同操作和靜止的部件(殼體或者氣體腔)升高和落下，從而增大或者減小沿流動(dòng)截面的狹窄通道的容積。
c)在另一例中，或者另外，氣體腔壁可以設(shè)置有數(shù)個(gè)可調(diào)整的開(kāi)口，可能是噴嘴，根據(jù)需要，其被制造成允許氣體流過(guò)，例如借助于適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器裝置，通過(guò)推動(dòng)該開(kāi)口，可能是噴嘴上方的一個(gè)可移動(dòng)的板或者一個(gè)可移動(dòng)的蓋，從而停止或者限制氣體流過(guò)。沿著和垂直于液體流動(dòng)方向看去，開(kāi)口，可能是噴嘴，還可以沿著氣體腔壁布置成一排或幾排或圖案。
為了相對(duì)于鄰近的板或者壁部轉(zhuǎn)動(dòng)/推動(dòng)該可轉(zhuǎn)動(dòng)/可移動(dòng)的板，壁部和/或垂懸片，或者為了相對(duì)于共同操作和靜止的部件(殼體或者氣體腔)升起或者落下氣體腔，可能是殼體，或者可能為了推動(dòng)開(kāi)口可能是噴嘴上方的一個(gè)板或者蓋，該可移動(dòng)的板，壁部，垂懸片和可移動(dòng)的板或者蓋必須設(shè)置有一適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器裝置，以提供相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣一個(gè)致動(dòng)器裝置可以包括一液壓缸，一個(gè)電機(jī)，和/或一機(jī)械裝置。該致動(dòng)裝置優(yōu)選地設(shè)置成遙控致動(dòng)和控制，并且優(yōu)選地是與裝置例如記錄氣體凝結(jié)器的流動(dòng)參數(shù)，并且監(jiān)測(cè)，控制和運(yùn)轉(zhuǎn)的任何其它的裝置/用具，例如一個(gè)泵裝置，和需要的其它設(shè)備結(jié)合一起。
另外，殼體，氣體腔，和板，垂懸片，蓋和氣體凝結(jié)器裝備的類似的設(shè)備可以具有不同的幾何形狀，該適當(dāng)?shù)男螤罨旧吓c流動(dòng)的氣體量和用戶工作區(qū)的氣體凝結(jié)需要相關(guān)。優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的氣體凝結(jié)器的目的在于提供一種凝結(jié)裝置，將相當(dāng)大量的氣體凝結(jié)，并且優(yōu)選的是，但不是必要的，采用相對(duì)低的液體流率。
例如，并且垂直于氣體凝結(jié)器的縱向看去的垂直剖面，優(yōu)選的是，該殼體可以整體形成或者局部作為容器，在其操作位置，下部或底部是矩形的或者正方形，上部或者頂部可以包括傾斜壁，其向上匯聚在一點(diǎn)/尖端，殼體的底部和頂部可以包括縱向延伸的板，并且優(yōu)選的是在氣體凝結(jié)器的水平方向，參見(jiàn)下面提到的實(shí)施例。由于布置成這樣的形狀，因此殼體必須設(shè)置端壁，底部和頂部的壁與端壁一起形成一個(gè)內(nèi)部開(kāi)放的容積。而且，見(jiàn)相應(yīng)的垂直剖面，相關(guān)的氣體腔包括縱向的傾斜的壁，向上匯聚在一點(diǎn)/尖端，該傾斜的壁傾斜的角度與周?chē)臍んw的傾斜壁或多或少地互補(bǔ)。從氣體凝結(jié)器的縱向看，殼體上部與氣體腔壁之間的開(kāi)口，當(dāng)組裝好的時(shí)候，可以包括兩個(gè)縱向的噴管部，一個(gè)噴管部位于頂部的每一側(cè)。殼體和氣體腔的互補(bǔ)形狀的任何偏差可以構(gòu)成各噴管部的流道截面的所需的改變。在同樣的垂直剖面看，氣體腔的一個(gè)中心部分可以形成垂直側(cè)壁，并且還可能向下傾斜和側(cè)壁在底部匯聚。通過(guò)這樣，殼體側(cè)壁與中心側(cè)壁和氣體腔的底部之間可以構(gòu)成兩個(gè)縱向擴(kuò)張部分，在氣體凝結(jié)器的縱向延伸，其中一個(gè)擴(kuò)張部位于氣體腔的每一側(cè)。為了進(jìn)一步有利于氣體凝結(jié)，還為了在經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)液體出口管引導(dǎo)出氣體凝結(jié)器之前，收集凝結(jié)物/液體的混合物，殼體的底部可以設(shè)置一個(gè)凝結(jié)腔。參見(jiàn)下面的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的氣體凝結(jié)器的此幾何形狀(實(shí)施例)可以是撓性的并且可以容易地被設(shè)置以凝結(jié)相當(dāng)大的可變量的氣體，同時(shí)采用相對(duì)低的液體流率。
在另一實(shí)施例中，殼體和氣體腔的上部都可以給出一個(gè)圓錐形，并且氣體腔的下部可以相反方向的圓錐形，殼體的下部可以是圓柱形。類似于前面的實(shí)施例，殼體和氣體腔的上部可以成形為一個(gè)點(diǎn)/尖端，成一個(gè)角度，相對(duì)于周?chē)臍んw的形狀或多或少地互補(bǔ)。殼體和氣體腔的互補(bǔ)形狀的任何預(yù)定的偏差可以構(gòu)成各噴管部的流道截面的所需的改變。同樣，殼體下部和氣體腔之間的開(kāi)口可以構(gòu)成氣體凝結(jié)器的擴(kuò)張部。在水平剖面看，根據(jù)本發(fā)明的氣體凝結(jié)器幾何形狀是只設(shè)置有一個(gè)環(huán)形噴管部和擴(kuò)張部，并且因此其撓性比前面的實(shí)施例小，此實(shí)施例被設(shè)置成優(yōu)選地凝結(jié)較小量的氣體，并且還被設(shè)置成在氣體的供給量中控制較小偏差。
在又一個(gè)實(shí)施例中，周?chē)鷼んw和氣體腔都包括圓柱形和/或錐形的管，作為內(nèi)管(氣體腔)和/或周?chē)墓?殼體)到一需要的角度，可以設(shè)置有變化的管直徑，從而形成噴管部和一擴(kuò)張部，從而液體和氣體可以以上述的方式流過(guò)。在水平剖面看，并且類似于前面的實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的氣體凝結(jié)器幾何形狀是只設(shè)置有一個(gè)環(huán)形噴管部和一個(gè)擴(kuò)張部，并且因此其撓性比首先提到的實(shí)施例小，此實(shí)施例被設(shè)置成優(yōu)選地凝結(jié)較小量的氣體，并且還被設(shè)置成在氣體的供給量中控制較小偏差。
完成氣體凝結(jié)以后，溶解的氣體(凝結(jié)物)和易揮發(fā)的液體的混合物通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)液體出口管被引導(dǎo)出氣體凝結(jié)器，并且返回例如一個(gè)儲(chǔ)存罐，優(yōu)選的是回到儲(chǔ)存罐中液體的底層，其中造成最大的靜壓，從而氣體凝結(jié)物保持溶解在液體中。另一方面，在氣體凝結(jié)器的流動(dòng)位置的上游和/或下游，混合物，可能是氣體可以進(jìn)行一個(gè)預(yù)處理和/或后處理，其中潛在的其它氣體，在液體中是可不斷溶解的或不可溶解的例如空氣，氮?dú)夂?或CO2，可以借助于現(xiàn)有技術(shù)除去，不包括在本發(fā)明中。另外，氣體凝結(jié)器內(nèi)部可以設(shè)置有肋/凸片，板或垂懸片，其造成在混合物和可能的分支流的流動(dòng)中有利的壓力損失減小，從而被引導(dǎo)到一個(gè)或幾個(gè)流體出口管。另外，液體出口管，和/或可能的流路的其它部分可以設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)裝置，例如閥和/或收縮部，例如在氣體凝結(jié)器和儲(chǔ)存罐之間保持一定的反壓。
本發(fā)明的效果借助于該氣體凝結(jié)器，提供一種用于凝結(jié)氣體/蒸汽，優(yōu)選的是凝結(jié)一種碳?xì)浠衔锏囊后w如原油，柴油和汽油的技術(shù)解決方案，該氣體凝結(jié)器被設(shè)置成使大量的這樣的氣體/蒸汽能夠簡(jiǎn)單和有效的凝結(jié)。
從而，這樣的蒸發(fā)氣體的流出/排出可以被避免，可能是被實(shí)質(zhì)地降低，并且因此避免可能是實(shí)質(zhì)地降低對(duì)周?chē)h(huán)境的潛在的危害。
而且，這樣的氣體時(shí)常易燃和易爆的，并且較少地或者沒(méi)有排放因此顯示了安全的優(yōu)點(diǎn)。
而且，這樣的氣體通常是有經(jīng)濟(jì)和工業(yè)價(jià)值的，并且因此避免這樣的排放是理想的，是氣體凝結(jié)器全部或部分的貢獻(xiàn)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，氣體凝結(jié)器可以借助于一個(gè)或幾個(gè)調(diào)節(jié)裝置來(lái)調(diào)節(jié)/改變/適應(yīng)相對(duì)于當(dāng)前凝結(jié)需要的凝結(jié)能力，該需要相對(duì)于這樣的一種氣體/或蒸汽的蒸發(fā)和/或排放的增加/減少而增加/減小。
另外，根據(jù)其物理設(shè)計(jì)和/或在氣體凝結(jié)器中的位置，負(fù)面影響，如與紊流或流動(dòng)摩擦相關(guān)的壓力損失的形式，在氣體凝結(jié)器的液流上游的行程和通過(guò)氣體凝結(jié)器，該氣體凝結(jié)器設(shè)置成，使得一個(gè)可能的調(diào)節(jié)裝置可以設(shè)置在氣體凝結(jié)器上，或者不設(shè)置調(diào)節(jié)裝置。例如，一個(gè)調(diào)整支撐/桿連接到氣體凝結(jié)器的上部，以使升高和落下該氣體腔可以引起不需要的流體壓力損失，形式是增大的流動(dòng)摩擦和紊流，該支撐/桿被放置在氣體凝結(jié)器的液體供給管/管道。
有利的是，氣體凝結(jié)器可以與儲(chǔ)存，運(yùn)輸，裝載和卸載例如液體狀態(tài)下的原油或原油產(chǎn)品結(jié)合應(yīng)用，但不受此限制，并且這樣的液體可以存在在例如靜止的岸上儲(chǔ)存罐中或者在船上或汽車(chē)上的可移動(dòng)的儲(chǔ)存罐。
但是，所有的圖都是示意的，并且可能有大小和長(zhǎng)度的失真。
氣體4從儲(chǔ)存罐經(jīng)一氣體供給管道8引向氣體凝結(jié)器2，并進(jìn)入其下部。在氣體凝結(jié)器2的內(nèi)部，氣體供給管道8設(shè)置有一個(gè)內(nèi)部可伸縮地移動(dòng)的延伸管10，其借助于適合的壓力密封墊12，可移動(dòng)地連接到氣體供給管道8。延伸管10的上部可連接地設(shè)置到氣體腔16的向下凸的底部14，在平面圖中該氣體腔16是矩形的和縱向延伸的。氣體4經(jīng)延長(zhǎng)的管部10被引導(dǎo)到氣體腔16的開(kāi)口中。在垂直的視圖中，例如圖2和圖3中，氣體腔16的一個(gè)中部18包括垂直的側(cè)壁20和22，和一個(gè)傾斜壁26和28的上部24，其向上匯聚成尖部30，以及兩個(gè)端壁32和34，各位于縱向延伸的氣體腔16的端部。
氣體腔16在圖7的平面圖中由矩形的縱向延伸的殼體36圍繞，其中該腔16設(shè)置在中心。在圖2和圖3的垂直圖中，殼體36包括一個(gè)底板38，和在下部40的垂直側(cè)壁42和44，和在上部46的傾斜壁48和50，其向上匯聚到一液體供給支管52，該殼體還包括兩個(gè)端壁54和56，各位于縱向延伸的殼體36的端部。另外，在兩個(gè)實(shí)施例中，并且在延伸管10的各側(cè)，氣體腔16設(shè)置有兩個(gè)垂直的、合作的液壓缸58和60，各液壓缸58和60的上部被連接到氣體腔16的底部14，各液壓缸的下部被連接到圍繞的殼體36的底板38，參見(jiàn)圖6。借助于合作的液壓缸58和60，氣體腔16可以相對(duì)于圍繞的殼體36被升起(升起位置)或者下落(下落位置)。
在兩個(gè)實(shí)施例中，氣體腔16的傾斜的壁26被放置成平行于并且離開(kāi)殼體36的傾斜壁48一段距離，氣體腔16的傾斜的壁28被放置成平行于并且離開(kāi)殼體36的傾斜壁50一段距離。在氣體腔16的上部24與殼體36的上部46之間有兩個(gè)縱向的槽，其中的一個(gè)槽，位于氣體凝結(jié)器2的縱向中心軸線的任一側(cè)，該槽在下面用噴管部62和噴管部64表示。在上游和上部中，噴管部62和64設(shè)置有其自己的入口開(kāi)口66和68，經(jīng)該開(kāi)口液體6可以流入。
帶有氣體4的共存物被引導(dǎo)到氣體腔16中，其靜壓力高于氣體腔16中的氣體4的壓力，液體6經(jīng)過(guò)一個(gè)液體供給管70被引向，并通過(guò)該液體供給支管52。在這些實(shí)施例中，該液體供給支管52設(shè)置有兩個(gè)支管腔72和74，各支管腔72和74的內(nèi)部分別設(shè)置有幾個(gè)液體分配肋片72′和液體分配肋片74′，它們?cè)跉怏w凝結(jié)器2的縱向均勻地分配液體6，參見(jiàn)圖6。
然后，均勻分布的液體流在下游方向被引導(dǎo)到入口開(kāi)口66和68中，之后向前流經(jīng)噴管部62和64。該噴管部62和64被設(shè)置有較小的流道截面的面積，該面積比例如位于其上游的入口開(kāi)口66和68的流道截面積小，因此該液體6流入噴管部62和64，帶有增加的速度，但是比入口開(kāi)口66和68處的靜壓力低。此靜壓力小于氣體腔16中的氣體4的靜壓力，因此在噴管部62和64提供靜負(fù)壓。在氣體凝結(jié)器2中，此負(fù)壓通過(guò)在氣體腔16的傾斜壁26和28上，還有可能是在氣體腔1 6的上部垂直側(cè)壁20和22上設(shè)置氣體4可以流入的噴嘴76而被利用并且借助于液體6而被引導(dǎo)。在該實(shí)施例中，噴嘴76被設(shè)置成沿氣體腔16的水平排。在第一實(shí)施例中，參見(jiàn)圖2和圖3，沿著傾斜的壁26，三個(gè)水平排噴嘴78，80和82被放置在一起，三個(gè)對(duì)應(yīng)的水平排噴嘴78′，80′和82′被放置在沿著傾斜壁28。但是，在第二優(yōu)選實(shí)施例中，參見(jiàn)
圖1和圖4-7，氣體腔16的垂直側(cè)壁20和22的每一個(gè)的上部設(shè)置有兩個(gè)水平排的噴嘴84和86，和84′和86′。在兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所有的噴嘴76被傾斜地放置，進(jìn)入液體6的下游方向，從而減小液流中的紊流。
另外，在第一實(shí)施例中，參見(jiàn)圖2和圖3，氣體腔16的垂直側(cè)壁20和22被定位在離開(kāi)殼體36的傾斜壁48和50的下部一段距離，并且離開(kāi)殼體36的垂直側(cè)壁42和44的上部一段距離，從而產(chǎn)生兩個(gè)縱向擴(kuò)張部分88和90，其中的一個(gè)擴(kuò)張部分88或90位于氣體凝結(jié)器2的縱向中心軸線的任一側(cè)，并且擴(kuò)張部分88和90的流道截面積在下游方向增加。當(dāng)包括氣泡形式的氣體4，和液體6的混合物92流經(jīng)擴(kuò)張部分88和90時(shí)，混合物92流速逐漸降低，因此靜壓力逐漸增加，從而氣泡逐漸開(kāi)始凝結(jié)，并且溶解在液體6中。為了增加氣泡向圍繞的液體6的接觸表面，并且從而增加氣體凝結(jié)率，混合物92被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)兩個(gè)格柵94和96，格柵94和96被設(shè)置在氣體腔16，并且一個(gè)格柵94或96被放置在各擴(kuò)張部分88或90，該擴(kuò)張部分88和90包括凝結(jié)腔98的上部。繼而，混合物92流到凝結(jié)腔98的下部，此下部包括殼體36的底板38與擴(kuò)張部分88和90之間的容積。在此下部中，混合物92經(jīng)液體出口管100流出，并且回到儲(chǔ)存罐。當(dāng)借助于液壓缸58和60，氣體腔16升起，因此氣體腔16接近圍繞的殼體36時(shí)，沿噴管部62和64的流道截面積減小。通過(guò)這樣做，液體6的流速將增加，并且靜壓力將減小，因此增加氣體4從氣體腔16流出的流率。另一方面，當(dāng)氣體腔16降低時(shí)，在同樣的流率時(shí)，沿噴管部62和64的流道截面積將增加。通過(guò)這樣做，液體6的流速將降低，并且靜壓力將增大，因此降低氣體4從氣體腔16流出的流率。在這些流動(dòng)過(guò)程中，流經(jīng)噴管部分62和64的液體6的流率不變。但是，如果液體6的流率增加，來(lái)自氣體腔16的氣體4的流率也會(huì)增加，以此可以使較大量的氣體在氣體凝結(jié)器2中凝結(jié)。但是，以這個(gè)新的流體流率和采用一種相應(yīng)的方式，仍然可能升高或降低氣體腔16的高度。
另外，在第二實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1和圖4-7，氣體凝結(jié)器2的設(shè)置如在第一實(shí)施例中所描述的。但是，該殼體36的傾斜壁48和50各還設(shè)置有一個(gè)垂懸片102或104，各垂懸片102和104的上部由其各自的鉸接裝置106和108可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置到其各自的傾斜壁48或50。鉸接裝置106和108面對(duì)氣體腔16的傾斜壁26和垂直側(cè)壁20之間的過(guò)渡部分以及面對(duì)氣體腔16的傾斜壁28和垂直側(cè)壁22之間的過(guò)渡部分而連接于殼體36，參見(jiàn)圖4和圖5。同時(shí)，并且借助于壓力密封連接，各垂懸片102和104的上部靠著其自身的傾斜壁48和50，因此只引導(dǎo)氣體腔16和垂懸片102和104之間的混合物92。而且，垂懸片102的下部的各側(cè)設(shè)置有支撐件110和110′，垂懸物104相應(yīng)地設(shè)置有支撐件112和112′，參見(jiàn)圖7。支撐物110和110′在一端部可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置到垂懸片102，并且在另一端部可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置到氣體腔16的垂直側(cè)壁20，支撐件112和112′相應(yīng)地可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置到垂懸片104，和氣體腔16的垂直側(cè)壁22上。與第一實(shí)施例相反，此實(shí)施例的氣體凝結(jié)器設(shè)置有兩個(gè)較小的格柵94′和96′，該格柵94′和96′設(shè)置到氣體腔16的垂懸片102和104的下游側(cè)。
在升起的位置，支撐件110和110′和支撐件112和112′指向下并且從氣體腔16傾斜出，垂懸片102和104被放置在垂直的或者接近垂直的位置。在實(shí)際中，氣體腔16和垂懸片102和104之間的狹窄的通道包括噴管部62和64的下游延長(zhǎng)部，或噴管延長(zhǎng)部114和116，因此保持其不變的流道截面積。為此，兩排水平的噴嘴84和86，和84′和86′已被放置在噴管延長(zhǎng)部114和116的上游段，參見(jiàn)圖4。
在落下的位置，支撐物110和110′和支撐物112和112′指向水平或者接近水平并且從氣體腔16伸出，垂懸片102和104指向下并且相對(duì)于垂直位置傾斜出，因此氣體腔16與垂懸片102和104之間的距離在下游方向增加。在此實(shí)施例中，這使得沿噴管部62和64以及噴管延長(zhǎng)段114和116的流道截面積變化，圖5示出了噴管部62和噴管延長(zhǎng)段114之間的一個(gè)收縮的部分118，和噴管部64和噴管延長(zhǎng)段116之間的一個(gè)收縮的部分120。在一個(gè)未公開(kāi)的實(shí)施例中，當(dāng)氣體腔在落下位置時(shí)，試圖在噴管部62和64保持不變的流道橫截面積，同時(shí)試圖增加沿噴管延長(zhǎng)部114和116的下游方向的流道橫截面積，所述的鉸接裝置106和108借助于軌道或者滑動(dòng)裝置，可以移動(dòng)地設(shè)置到殼體36的傾斜的壁48和50上，從而使得垂懸片102和104除了可以轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可以借助于例如一個(gè)致動(dòng)器，沿著傾斜壁48和50被推動(dòng)。如果需要，可以避免形成收縮部118和120。
通過(guò)調(diào)節(jié)/改變支撐件110和112的長(zhǎng)度，和/或通過(guò)將支撐件110和110’，以及支撐件112和112’沿著氣體腔16的中心部分18放置在不同的垂直位置，很明顯，通過(guò)采用垂懸片102和104，沿著噴管延長(zhǎng)部114和116的流道截面積可以得到進(jìn)一步調(diào)節(jié)，因此更適應(yīng)流經(jīng)氣體凝結(jié)器2的混合物92的流量和壓力的運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.用于凝結(jié)來(lái)自易揮發(fā)液體例如液相的碳?xì)浠衔锏臍怏w/蒸汽(4)，例如氣相的碳?xì)浠衔锏难b置，該裝置下面稱作一氣體凝結(jié)器(2)，該氣體凝結(jié)器(2)被設(shè)置成一流路，例如在氣體凝結(jié)器(2)和一儲(chǔ)存罐之間，其將氣體/蒸汽(4)和一與氣體共存的液體(6)，優(yōu)選的是所述易揮發(fā)液體引導(dǎo)到氣體凝結(jié)器(2)，氣體凝結(jié)器(2)的流路上游和/或下游，可能設(shè)置有設(shè)備，裝置，用具和/或配置，例如一個(gè)泵裝置，和可能是閥和/或收縮/擴(kuò)張部，以調(diào)整/適應(yīng)液體(6)和/或氣體/蒸汽(2)的流經(jīng)氣體凝結(jié)器(2)的流率，流速，流道截面的面積，溫度和/或靜壓力，也可能有其它設(shè)備，用于記錄，監(jiān)測(cè)和/或控制所述設(shè)備，裝置，用具和/或配置，還可能是致冷和壓縮裝置，可能是凈化器和/或過(guò)濾裝置，用于預(yù)處理和/或后處理該流動(dòng)的流體，以便例如從流動(dòng)的流體中分離出空氣，空氣組分或者其它氣體，其特征在于該氣體凝結(jié)器(2)包括a)至少一個(gè)氣體供給管/管道，下面稱作氣體供給管(8)；b)一個(gè)氣體腔(16)被定位在氣體凝結(jié)器(2)內(nèi)的中央，氣體供給管(8)連接到氣體腔(16)；c)在氣體腔(16)的壁部(20，22，26，28)有適合數(shù)量的開(kāi)口，該開(kāi)口優(yōu)選的是設(shè)置有噴嘴(76)；d)一個(gè)殼體/容器圍繞該氣體腔(16)，該殼體/容器在下面稱作一個(gè)殼體(36)；e)至少一個(gè)液體供給管/管道，下面稱作液體供給管(70)，而且或是液體供給支管(52)，該液體供給管(70)，或是該液體供給支管(52)連接到殼體(36)上；f)一個(gè)凝結(jié)腔(98)，其上部可能包括一個(gè)或幾個(gè)擴(kuò)張部(88，90)；g)至少一個(gè)噴管部(62，64)位于液體供給管(70)，可能是液體供給支管(52)，與凝結(jié)腔(98)之間，一噴管部(62，64)包括一個(gè)氣體腔(16)的壁部(20，22，26，28)與殼體(36)的壁(42，44，48，50)之間的狹窄的通道，也稱作狹窄通道容積，噴管(62，64)的上部設(shè)置有一個(gè)入口開(kāi)口(66，68)；和h)至少一個(gè)液體出口管(100)連接到凝結(jié)腔(98)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，開(kāi)口，或是噴嘴(76)，或者一個(gè)或幾個(gè)排的開(kāi)口，或是噴嘴排(78，80，82，84，86)定位成相對(duì)于一個(gè)或幾個(gè)下游開(kāi)口，或是噴嘴(76)，或者開(kāi)口排，或者是噴嘴排(78，80，82，84，86)相互平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，噴嘴(76)在沿噴管部(62，64)的下游方向傾斜地設(shè)置，或是還沿所有的或部分的一個(gè)或幾個(gè)擴(kuò)張部分(88，90)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，氣體凝結(jié)器(2)設(shè)置有一個(gè)或幾個(gè)可調(diào)節(jié)的噴管部(62，64)，或是一個(gè)或幾個(gè)可調(diào)節(jié)的擴(kuò)張部分(88，90)，氣體凝結(jié)器(2)被設(shè)置有一個(gè)或幾個(gè)調(diào)節(jié)裝置，以便調(diào)節(jié)/改變/適應(yīng)噴管部(62，64)的狹窄通道容積，或是擴(kuò)張部(88，90)，和因此相關(guān)的流道截面面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4的裝置，其特征在于，殼體(36)的壁(42，44，48，50)和/或氣體腔(16)的壁部(20，22，26，28)沿著噴管(62，64)或還沿著該擴(kuò)張部(88，90)和/或入口開(kāi)口(66，68)設(shè)置有可調(diào)整的板，壁部和/或垂懸片(102，104)，設(shè)置有一個(gè)或幾個(gè)適合的致動(dòng)器裝置，例如一個(gè)液壓缸，一個(gè)電機(jī)，和/或一機(jī)械裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，垂懸片(102，104)的上部借助于一個(gè)或幾個(gè)鉸接裝置(106，108)，連接件，導(dǎo)軌和/或滑動(dòng)裝置可轉(zhuǎn)動(dòng)地和/或可移動(dòng)地連接到殼體(36)的壁部(42，44，48，50)，而垂懸片的下部借助于一個(gè)或幾個(gè)支撐件(110，110′，112，112′)可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到氣體腔(16)的壁部(20，22，26，28)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，4，5和6中的一個(gè)或幾個(gè)的裝置，其特征在于，氣體腔(16)借助于一個(gè)或幾個(gè)適合的致動(dòng)裝置，如一個(gè)電機(jī)，一個(gè)機(jī)械裝置和/或一個(gè)或幾個(gè)液壓缸(58，60)被設(shè)置成可升高或可落下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，用于升高或落下氣體腔(16)的致動(dòng)裝置包括一個(gè)或幾個(gè)液壓缸(58，60)，其一端連接到殼體(36)以及另一端連接到氣體腔(16)，氣體供給管(8)一端設(shè)置有一可伸縮的可移動(dòng)的延伸管(10)，其連接到并且被導(dǎo)入到氣體腔(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的一個(gè)或幾個(gè)的裝置，其特征在于，凝結(jié)腔(98)的一個(gè)或幾個(gè)上游流道截面積，優(yōu)選的是在擴(kuò)張部(88，90)，設(shè)置有至少一個(gè)帶孔的板，或是至少一個(gè)格柵(94，94′，96，96′)，多個(gè)帶孔的板，或是多個(gè)格柵(94，94′，96，96′)，放置在合適的垂懸片(102，104)的下游位置。
全文摘要
用于凝結(jié)從易揮發(fā)液體(6)蒸發(fā)出來(lái)的氣體/蒸汽(4)的氣體凝結(jié)器(2)。該易揮發(fā)的流液體被儲(chǔ)存在例如一儲(chǔ)存罐中。該氣體/蒸汽(4)被引導(dǎo)到氣體腔(16)中，該氣體腔(16)設(shè)置有開(kāi)口，可能是噴嘴(76)，該氣體腔(16)被放置在周?chē)鷼んw(36)中。然后，氣體/蒸汽(4)被吸入到至少一個(gè)噴管(62，64)，其中液體(6)的流動(dòng)相對(duì)于流動(dòng)的氣體/蒸汽是例如帶有一個(gè)靜負(fù)壓。經(jīng)過(guò)至少一個(gè)擴(kuò)張部(88，90)，氣體/蒸汽(氣泡)(4)和液體(6)的混合物流到一個(gè)凝結(jié)腔(98)，通過(guò)凝結(jié)腔，液體(6)的靜負(fù)壓增大，并且氣體/蒸汽(4)被凝結(jié)。然后，混合物(92)被引導(dǎo)返回例如儲(chǔ)存罐。借助于安裝到該氣體凝結(jié)器(2)的一個(gè)或幾個(gè)調(diào)整裝置，噴管部(62，64)的狹窄通道容積的形狀，可能還有擴(kuò)張部(80，90)的狹窄通道的容積的形狀和因此通過(guò)它/它們的壓力可以最佳地調(diào)節(jié)/改變/適合于當(dāng)時(shí)的操作條件和流動(dòng)的氣體凝結(jié)需要。
文檔編號(hào)B01D5/00GK1443291SQ01813117
公開(kāi)日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2001年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者黑爾格·魯賓·哈爾瑟 申請(qǐng)人:文圖里亞聯(lián)合股份有限公司