Устройство для создания взрывобезопасной газовой среды в грузовых емкостях

Устройство для создания взрывобезопасной газовой среды в грузовых емкостях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ В ГРУЗОВЫХ ЕМКОСТЯХ, содержащее нагнетатель воздуха, генератор продуктов сгорания углеводородного топлива со скруббером, блок каплеводоотделения, блоки осушки, анализатор с датчиками, подключенными к клапанам аварийного сброса и подачи инертной среды, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, оно снабжено водоструйным насосом, камера смещения которого сообпдается с трубопроводом подачи воды и грузовой емкостью через емкость-накопитель, а нагнетательная линия - со скруббером для подачи в него образующегося раствора, причем трубопровод подачи воды сообщается с линией подачи образующегося раствора перепускным трубопроводом с отсечным кла (Л паном. Наита праЗуХная ZJ V г s rj (,

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3250145/28-13 (22) 29.12.80 (46) 07.05.84. Бюл. № 17 (72) Э. П. Мицевич, Б. В. Комарницкий, Е. А. Головский и В. А. Цымарный (71) Одесский институт инженеров морского флота (53) 614.838 (088.8) (56) 1. Чиняев И. А. Судовые системы М., «Транспорт», 1971, с. 122-123, 128-129.

2. Сыромятников В. Ф., Петров В. П.

Автоматизация грузовых операций на танкерах. М., «Транспорт», 1979, с. 130-139.

3. Авторское свидетельство СССР № 765108, кл. В 63 В 57/04, 1978 (прото- тип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ

ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕ„„SU„„1090629 А з() В 65 D 90/22 В 63 В 57/04

ДЫ В ГРУЗОВЫХ ЕМКОСТЯХ, содержащее нагнетатель воздуха, генератор продуктов сгорания углеводородного топлива со скруббером, блок каплеводоотделения, блоки осушки, анализатор с датчиками, подключенными к клапанам аварийного сброса и подачи инертной среды, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, оно снабжено водоструйным насосом, камера смещения которого сообщается с трубопроводом подачи воды и грузовой емкостью через емкость-накопитель, а нагнетательная линия — со скруббером для подачи в него образующегося раствора, причем трубопровод подачи воды сообщается с линией подачи образующегося раствора nepet пускным трубопроводом с отсечным клапаном.

1090629

Изобретение относится к очистке грузовых емкостей от газов, образующих с воздухом взрывоопасные смеси, и может быть использовано, в частности, на судах, перевозящих сжиженные газы, углеводородные топлива, химические грузы, а также в химической технологии и технике очистки смесей от примеси нежелательного компонента.

Известен способ очистки грузовых емкостей от взрывоопасных газов путем вентиляции универсальной инертной средой, например азотом, не поддерживающей toрения и не взаимодействующей с этими газами (1) .

В связи с,особен ность1о очи стки грузовых емкостей судов, заключающейся в необходимости выработки инертной среды на борту судна и в осуществлении процесса инертизации в условиях рейса, а также изза дороговизны и сложности низкотемпературного разделения воздуха для получения азота и малой производительности судовых воздухоразделительных установок, предпочтение отдают инертной среде — продуктам сгорания углеводородных топлив (2), представляющей собой после охлаждения, частичной очистки и осушки смесь газов: азот — около 86%, двуокись углерода— около 14%, кислорода — не более 0,1%, окиси углерода — не более 0,1%.

Наличие примеси двуокиси углерода лишает эту смесь универсальности. Так. например, с аммиаком она образует твердые соединения (карбоматы и карбонаты), за соряющие запорную арматуру, коммуникации и приборы автоматики.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для создания взрывобезопасной газовой среды в грузовых емкостях, содержащее нагнетатель воздуха, генератор продуктов сгорания углеводородного топлива со скруббером, блок каплеотделения, блоки осушки, анализатор с датчиками, подключенными к клапанам аварийного сброса и подачи инертной среды (3).

При получении конечного продукта азота — с помощью этого устройства система получения инертного газа сложна из-за наличия аппаратов (второй блок осушки, реактор) и машин (насосы подачи воды в реактор, автономный нагнетатель взрывоопасной среды и нагнетатель влажной инертной среды), потребности в площади для установки дополнительного оборудования, необходимости повышения давления влажЬ ного инертного газа для преодоления сопротивления дополнительных аппаратов, сложности обслуживания, требующей определенной подготовки персонала (эксплуатация связана с трудностями поддержания постоянства режима работы реактора), до.полнительного расхода энергии и воды.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства, а также улучшение его эксплуатационных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для создания взрывобезопасной газовой среды в грузовых емкостях, содержащее нагнетатель воздуха, генератор продуктов сгорания углеводородного топлива со скруббером, блок каплеводоотдел ения, блоки осушки, анализатор с датчиками, подключенными к клапанам аварийного сброса и подачи инертной среды, снабжено водоструйным насосом, камера смешения которого сообщается с трубопроводом подачи воды и грузовой емкостью через емкость-накопитель, а нагнетательная линия— со скруббером для подачи в него образующегося раствора, причем трубопровод подачи воды сообщается с линией подачи образующегося раствора перепускным трубопроводом с отсечным клапаном.

На чертеже схематично изображено устройство для создания взрывобезопасной газовой среды в грузовых емкостях.

Устройство содержит нагнетатель 1 воздуха, блок-генератор 2 продуктов сгорания, камеру 3 сгорания, датчик 4 чистоты вырабатываемого азота, скруббер 5, блок 6 отделения капельной влаги (т. е. предвари-. тельной осушки), блок 7 окончательной осуш30 ки, анализатор 8 с датчиком 9 на линии водоаммиачного раствора после водоструйного насоса, клапаны 10, 11 и 12 байпасной линии обвода водоструйного насоса 13, клапан 14 на линии подачи аммиака к водоструйному насосу, емкость-накопитель

15, клапан 16 на линии подачи жидкого аммиака в емкость-накопитель, датчик 17 чистоты аммиака на,примесь азота, установку

18 реконденсации, погружной насос 19 жидкого аммиака и клапан 20 на линии подачи

40 жидкого аммиака из инертизируемой емкости в емкость-накопитель, датчик 21 уровня жидкого аммиака в инертизируемой емкости 22, клапан 23 на линии подачи азота в инертизируемую емкость, клапан 24 на линии стравливания азота через продувоч45 ную мачту

При работе устройства воздух нагнетателем 1 подается в камеру 3 сгорания генератора 2, где осуществляется горение топлива. Образующиеся продукты сгорания направляются на охлаждение в скруббер

5, где за счет подачи водоаммиачного раствора одновременно с охлаждением продуктов сгорания происходит очистка их от двуокиси углерода, окиси углерода, двуокиси и трехокиси серы. Продукты очистки удаляются в сливную магистраль скруббера.

Полученный азот проходит водокаплеотбойники, блок 6 предварительной осушки и направляется в очищаемую емкость 22.

1090629

ВНИИПИ Заказ 2800/18

Филиал ППП «Патент», г.

Тираж 694 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4

Водоаммиачный раствор приготовляется в процессе подачи аммиака в камеру смещения водоструйного насоса 13, в котором за счет истечения охлаждающей воды из сопла создается разрежение, достаточное для транспортировки аммиака из емкости-накопителя 15. При этом засасываемый аммиак быстро смешивается с охлаждающей водой, Подача чистого аммиака в емкость-накопитель 15 может осуществляться в зависимости от типа судна либо с помощью установки 18 (существующая на судне установка реконденсации), либо с помощью погружного насоса 19 (системы выгрузки продукта из грузового объема). Для судов, не допускающих снижения давления в танках ниже атмосферного, используют погружной насос 19 для откачки жидкого аммиака в емкость-накопитель 15 (суда типа «Моссовет», «Смольный»). Если возможно понижение давления в танках (суда типа «Юрмала»), то для заполнения емкости-нако- 20 .пителя 15 кроме погружного насоса можно использовать установку реконденсации.

Для указанных судов можно сконденсировать до 20т аммиака с понижением давления в грузовых танках по существующей 25 норме до 0,3 ата.

Анализатор 8 выполняет функции преобразования сигналов от датчиков для контроля и регулировки проведения процесса производства продуктов сгорания и их последующей очистки. Датчик 4 контролирует 30 чистоту азота на примесь двуокиси углерода после скруббера, и если она имеется, то азот направляется на продувочную мачту. При этом клапан 23 закрывается, отсекая инертизируемый объем, а клапан 24 открывается. При отсутствии примесей в З5 азоте происходит автоматическое переключение клапанов 23 и 24 на обычное положение. Датчик 9 контролирует содержание аммиака в воде и управляет подачей аммиака к камере смешения водоструйного насоса 40

13 с помощью вентиля 14, датчик 17 контролирует аммиак, подаваемый в емкостьнакопитель 15, на примесь азота из инертизируемой емкости 22 и управляет вентилем 16. При проскоках азота вентиль 16 закрывается и процесс поступления аммиа- 4> ка из инертизируемой грузовой емкости 22 в промежуточную емкость-накопитель 15 прекращается.

Массовые расходы аммиака, воды и продуктов сгорания должны находиться в соотношении, определяемом материальным

50 балансом химических реакций, что обеспечивает полное реагирование аммиака с водой и водоаммиачного раствора с двуокисью углерода из продуктов сгорания. Для полного связывания двуокиси углерода необходим 25о/о-ный раствор аммиака в воде.

Количество раствора, подаваемого на насадку скруббера, определяется производительностью генератора продуктов сгорания углеводородных топлив. Количество аммиака определяется производительностью водоструйного насоса.

Устройство для создания взрывобезопасной газовой среды в грузовых емкостях позволяет использовать для инертизации после перевозки аммиака инертную среду, вырабатываемую на судне генератором продуктов сгорания углеводородных топлив, что, с одной стороны, исключает расходы на заход в порты (т. е. повышается автономность плавания) для инертизации грузовых танков азотом береговых, хранилищ или станций разделения воздуха и, с другой стороны, обеспечивает безопасность в отличие от иногда применяемой после перевозки аммиака дегазации продувки грузовых емкостей воздухом. Значительная часть аммиака идет на реакцию с двуокисью углерода. Это существенно упрощает организацию процесса реакции, позволяет получать азот непосредственно после генератора продуктов сгорания, а установка становится компактнее. Для осуществления смешения воды с аммиаком не требуется специального реактора. Введение в установку дополнительной емкости является расширением возможностей ее за счет использования аммиака, который обычна выбрасывается в атмосферу и постоянно может в этой емкости возобновляться и использоваться также при подготовке грузовых танков после транспортировки углеводородов под погрузку аммиака. Эксплуатация водоструйного насоса значительно проще и надежнее эксплуатации реактора прототипа из-за постоянства состава поступающей из дополнительной емкости-накопителя среды, удаляемой из инертизируемого объема.

По сравнению с базовой конструкцией реально существующей и действующей установки инертного газа для судов серии «Юрмала» фирмы «Бабкок» изобретение позволяет при незначительных капиталозатратах на установку дополнительного водоструйного насоса, емкости-накопителя, соответствующих трубопроводов, . запорной арматуры и анализатора (на основе изучения реальной эксплуатации одного нз судов серии «Юрмала») сэкономить расходы на инертизацию грузовых танков при смене грузов.