生產近無油壓縮氨的方法及用于實施該方法的系統技術方案

本發明專利技術提供了利用具有從分離槽注入液體的回轉式壓縮機生產近無油氨的方法及系統，其中分離槽中的液體包括油和液態氨。因為溫度較低且在油氣態中存在較少的油偏差，所以在離開分離槽的壓縮氨中油的水平面遠低于在具有聚結組成部分的常規分離器中油的水平面。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
眾所周知，如何通過利用通過油注入進行冷卻及密封的回轉式壓縮機壓縮氨氣，以及如何將油從槽排出的氣體中進行分離，其中將壓縮氣體從槽中輸送至其終點，同時從氣體中將油進行分離，將其注入壓縮機中用于進一步密封及冷卻。在下文中，將氨氣稱為“氨”，同時將冷凝氣體稱為“液態氨”。這種可捕獲大部分壓縮熱的油，通常通過將液態氨注入壓縮機進行冷卻。通常液態氨注入量通過氣體的排出溫度來控制，以確保氣體保持過熱并且沒有液態氨到達油槽。實際上，在該油槽內部，通常具有由細塑料纖維制成的聚結組成部分(coalescing elements)，其作用在于在排出氣體中捕獲最大量的小油滴；并且那些纖維不易于與液態氨進行接觸，液態氨易于化學浸蝕并破壞纖維。由金屬纖維或金屬帶狀物制成的聚結組成部分太粗糙并且不能提供足夠的接觸表面以致不能完全地捕獲小油滴。該方法及相應系統的一個重要的不利方面在于，壓縮氨含有大量氣態油。實際上，為了保持氣體過熱意味著油一般必須處于高達10-20℃的氨冷凝溫度且這樣會導致油蒸汽壓實際的增加，能夠引起氣體中的油蒸汽重量的百萬分之幾的增加，可與作為小液滴的被帶走的油的重量相比。對于大量的聚結組成部分而言，通常達到油含量在5-10ppm(與壓縮氨的重量相比的油重量的每百萬分之幾)的范圍，并且甚至對于更大量的聚結纖維而言，由于油溫和氣態油的相應偏差，油含量降低到2-5ppm幾乎變成不可能的。本專利技術涉及一種生產近無油壓縮氨的方法，包括以下步驟利用回轉式壓縮機用于壓縮氨，將液體注入壓縮機中，排出在分離槽中與液體混合的壓縮氨，從液體中分離壓縮氨并將液體再注入壓縮機中，冷卻壓縮氨以便至少部分地吸收壓縮熱，并且其特征在于，至少以小液滴形式，在分離槽的至少一部分中，通過冷卻量來保留液態氨。本專利技術還涉及一種系統為實際實施上述方法提供了可能性，即一種生產近無油壓縮氨的系統，該系統包括回轉式壓縮機，具有至少一個與分離槽相連的排出管、將該分離槽連接到所述壓縮機的至少一個注入口上的至少一個管道、用于冷卻從壓縮機中排出的壓縮氨的裝置，并且其特征在于，具有在壓縮氨流中產生液態氨小液滴的裝置、用于收集至少部分小液滴并將它們返回到壓縮機中的裝置。在特定的實施例中，本專利技術涉及一種生產近無油壓縮氨的系統，包括回轉式壓縮機，具有至少一個與分離槽相連的排出管，將該分離槽連接到該壓縮機的至少一個注入口上的至少一個管道、用于冷卻從壓縮機中排出的壓縮氨的裝置、用于控制冷卻量的裝置、用于測量在分離器中的液體水平面的裝置，并且其特征在于，用于控制冷卻量的裝置通過用于測量液態氨水平面的裝置驅動。本專利技術的方法及其相應系統的優點是，由于至少在分離槽的一部分中存在液態氨，壓縮氨處于氨冷凝溫度下，即，比常規系統低10-20℃；并且其對于作為蒸汽被帶走的油量產生實際的降低。但是意料不到地，聚結組成部分的全部除去或聚結組成部分被粗糙的金屬組成部分替代并沒有導致更多以小液滴形式存在的油的帶出。相反，以大約等比例注入液態氨和油，并在45℃的冷凝溫度相應的壓力下壓縮氨，已經發現油量與壓縮氣體相偏離，低于0.5ppm并且幾乎能有資格作為無油壓縮氨(oil free compressed ammonia)。該結果未被證明，并且只是對于該值得注意的結果提供一種可能的解釋方法，可能是液態氨的小液滴，與排出的氣體一起飛散或產生于分離槽中，提供大的接觸表面，相當于在聚結組成部分中纖維的表面，它能夠易于捕獲飛散的小油滴，并且由于油的表面張力較低因而氨的小液滴的體積比小油滴大，它們下落更快，因此，有比假如小油滴單獨留下來更多的小油滴可以在離開分離槽之前進行收集。在上述專利技術中，回轉式壓縮機可以是任意回轉式壓縮機，例如，葉輪式壓縮機、旋轉活塞式壓縮機、渦桿壓縮機、或螺桿壓縮機。分離槽可以是任意通用的形狀例如垂直的或水平的，盡管水平的形狀對于當給更多時間收集小油滴時更適用。油可以是任意礦物油或具有潤滑性能的化合物并且與氨不相混溶。從分離槽注入到壓縮機中的液體可以指油或油與液態氨的混合物。在本專利技術的第一實施例中，由壓縮機產生的壓縮氨的冷卻是通過輸送氣體與液體的混合物通過換熱器實現的，例如，水冷換熱器。由于壓力及冷凝溫度的增高，某些壓縮熱還保留在壓縮氣體中，但是其余的壓縮熱通過冷卻水除去。在該方法及系統的第二實施例中，從壓縮機排出的壓縮氨的冷卻是通過將來自于輔助源的液態氨注入壓縮機中進行的，例如冷凝器，其中，在制冷系統中，將壓縮氨進行冷凝。將液體與氨氣一起進行壓縮并且在排出管中閃蒸，吸收至少部分的壓縮熱。但是本專利技術沒有通過將第一實施例與第二實施例結合并且通過輔助的液態氨注入及換熱器的結合來進行改進。在本專利技術的第三實施例中，油及液態氨流入分離槽中，從分離槽中分別抽提，并且在再注入壓縮機之前以基本上受控的百分比進行混合。由于油與液態氨相比是更好的密封材料，但是產生更高的粘性阻力，因此本專利技術對于改變作為壓縮機速度函數的油濃度并選擇能給出最佳效率的百分比提供了可能性，即，最佳效率是指在通過增加油的百分比來增加容積效率與通過增加液體的百分比來降低摩擦能量損失之間的最佳折衷。參照附圖將更容易理解本專利技術，給定附圖并不只限于實施例，并且其中附圖說明圖1及圖2示出系統的兩種可能的示意圖，而圖3及圖4示出了分離槽的截面，雖然與在圖1及圖2中示出的分離槽不同但是仍然是依據本專利技術的。在圖1中，回轉式壓縮機1，通過未示出的電源進行驅動，通過吸入管2抽吸氨氣。將壓縮氨經過管道3排出至分離槽4中，其中壓縮氨通過管道5離開去向其最后的用途。在排出管道3上，有換熱器6以便至少部分冷卻從壓縮機排出的壓縮氨。冷卻通過任意適合的冷卻介質例如水被提供。輸送入換熱器6的冷卻介質的量，通過任意適合的方法例如閥7進行控制。在分離槽4內部，當系統在運行時，有一定量的油8，并且在上面，有一定量的液態氨量9。將管道10連接到分離槽大約在液態氨與油之間的水平面上并且帶有漏斗11。將管道10連接到壓縮機中的注入口12上。當壓縮機運轉時，在分離槽4中產生的壓力推動液體9和油8進入漏斗11中，并且將液體通過管道10及注入口12一起注入壓縮機中。通過管道2抽吸的氨氣與來自于管道10的油及液態氨一起再注入管道3中；到達分離槽4中，液態氨和油落下同時壓縮氨通過管道5離開去往其目的地例如冷凝器，如果將這種氨用于制冷系統。由于在壓縮過程中產生熱量，因此當氨氣被壓縮時液態氨被蒸發，油和液態氨從壓縮機中排出，并且如果沒有換熱器6冷卻混合物，允許某些壓縮氨氣進行冷凝，則在分離槽4中液態氨水平面將下降。但是為了避免液態氨的過冷，將水平面傳感器13安裝在分離槽4上，其中將傳感器13的信號用于控制通過閥7輸送的冷卻介質的流量。例如，傳感器13可以由伸入分離槽中的測溫元件15組成，用液態氨部分填充，并在其中浸入未示出的電熱器。當液體水平面下降至低于測溫元件15時，測溫元件的外表面不再被分離槽中的液態氨冷卻并且電熱器使測溫元件內部的壓力增高，通過毛細管16，打開閥7，增加冷卻，依次導致更多的氨冷凝直至水平面14達到并且開始冷卻測溫元件，使測溫元件的內部壓力下降并且開始關閉閥7。應該注意到，當將壓縮氨的混合物、液態氨、和油從管道3排出到分離槽中時，油及液態氨下落同時壓縮氨氣通過管道5離開本文檔來自技高網...

【技術保護點】
生產近無油壓縮氨的方法，包括以下步驟：利用回轉式壓縮機以壓縮氨，將液體注入所述壓縮機中，將混有所述液體的所述壓縮氨排放到分離槽中，從所述液體中分離所述壓縮氨并將所述液體再注入所述壓縮機中，冷卻所述壓縮氨以便至少部分地吸收所述壓縮熱并且，其特征在于，至少以小液滴形式，在所述分離槽中的至少一部分中，通過所述冷卻量來保留液態氨。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：伯納德齊默恩，瓊路易斯皮庫埃特，
申請(專利權)人：伯納德齊默恩，
類型：發明
國別省市：US[美國]