Спосіб змінення густини кріогенних газів

Реферат: Винахід належить до газової промисловості, кріогенної техніки і може використовуватися при роботі газорозподільних систем, терміналів зріджених газів, установок регазифікації-зрідження кріогенних газів. Спосіб змінення густини кріогенних газів проводять у парних циклах регазифікації-зрідження на сталих режимах проведення процесів одночасно для двох кріоагентів, різниця критичних температур яких не перевищує 60 К. Причому цільовий зріджений кріоагент регазифікують у пункті доставки зі зниженням густини та видачею споживачеві при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, газоподібним буферним кріоагентом з підвищенням густини до рідкого стану в одному із процесів парного циклу проведення, переміщують зріджений буферний кріоагент у пункт відправки цільового кріоагенту, регазифікують буферний кріоагент зі зниженням густини та видачею споживачеві або скиданням в атмосферу при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, новою порцією цільового кріоагенту з підвищенням густини до зрідження в другому процесі парного циклу проведення, переміщують цільовий кріоагент у пункт доставки. Відновлення об'ємів виведених газів проводять поповненням ззовні, а процеси регазифікації-зрідження проводять періодично повторюваними циклами. Винахід дозволяє підвищити енергоефективність при UA 101784 C2 (12) UA 101784 C2 використанні скидного утилізовного низькотемпературного холоду та сприяє спрощенню процесів змінення густини кріогенних газів. UA 101784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до газової промисловості, кріогенної техніки і може використовуватися при роботі газорозподільних систем, терміналів зріджених газів, установок регазифікаціїзрідження кріогенних газів. На цей час транспортований у пункт кінцевої доставки зріджений природний газ регазифікується у газопроводи подачі споживачеві без використання в процесі отеплення скидної низькотемпературної ексергії, втрати якої призводять до нераціонального використання первинних паливно-енергетичних ресурсів та надлишкового теплового забруднення атмосфери. Створення нових способів і технічних засобів для їх реалізації, спрямованих на відбір низькотемпературного холоду дозволить утилізувати відкидну низькотемпературну ексергію з використанням як джерела вторинних енергоресурсів, наприклад для підвищення термодинамічної ефективності процесів зрідження природного газу. Відомий спосіб змінення густини кріогенних газів (Установка для комбинированного получения газообразного азота и кислорода, пат. РФ № 2166710, F25J 3/04, F25B 9/14, 2001) який полягає у зміненні густини газоподібного кисню і рідкого азоту з регазифікацією його частини при відборі низькопотенціального тепла (кріогенного холоду) у теплообмінниках охолодною рідиною проміжного контуру охолодження кріогенної машини. Спосіб не призначений для відбору низькотемпературного холоду одного кріогенного газу для зрідження іншого з використанням як джерела вторинних енергоресурсів у системах зрідження, віддалених від місць безпосереднього вироблення холоду, що утилізується. Відомий спосіб зрідження метану (Пат. України № 71595, F25J 1/00, Бюл. № 2, 2004) шляхом багатостадійного каскадного охолодження з декількома газами-холодоагентами, які розширюються в замкнутих циклах охолодження. Відомий спосіб реалізовано з передачею відібраного від метану тепла низького температурного потенціалу на рівень температур навколишнього середовища на двох багатокомпонентних холодоагентах, із стиском основного об'єму робочих тіл у паровій (газовій) фазі високоенерговитратними компресорами. Крім того, зрідження не забезпечене ефективним охолодженням на рівні найбільш низьких температур, незважаючи на використання дорогих багатокомпонентних холодоагентів. Найбільш близьким за технічною сутністю є спосіб змінення густини кріогенних газів (Способ для сжижения природного газа, пат. РФ № 2144649, F25J1/00, 2000), що включає підвищення густини цільового кріоагенту при відборі холоду кріоагенту-зріджувача та переміщення зрідженого цільового кріоагенту у пункт доставки. Спосіб реалізується шляхом багатоступеневого каскадного охолодження в системі відбору тепла декількома газами-холодоагентами (пропаном, етиленом і метаном), які стискаються, охолоджуються при непрямому теплообміні та розширюються в замкнених циклах охолодження. Відомий спосіб складної технічної реалізації є неекономічним і високоенерговитратним. Зрідження метану відомим способом пов'язано з переносом відібраного газами-холодоагентами тепла на рівень температур навколишнього середовища, втратами необоротної теплопередачі у контурах пристрою, а також втратами низькотемпературного холоду при регазифікації природного газу, що доставляється споживачеві. В основу винаходу поставлено задачу створення способу змінення густини кріогенних газів, у якому реалізовано акумулювання парним буферним газом відкидного холоду регазифіковного цільового газу в одному із процесів парного циклу регазифікації-зрідження, перенос низькотемпературної ексергії, акумульованої у буферному газі, на інший процес зрідження нової порції цільового газу парного циклу проведення процесу взаємодії з періодичним повторенням змінюваних циклів переносу утилізованої низькотемпературної ексергії без переведення на рівень температур навколишнього середовища з ефективним використанням (акумульованого) у кожному циклі як джерела низькотемпературного холоду для зрідження цільового кріогенного газу, за рахунок чого досягнуто підвищення енергоефективності при використанні скидного утилізованого низькотемпературного холоду та спрощення процесів змінення густини кріогенних газів. Зрідження одного кріоагенту за рахунок регазифікації іншого може бути реалізовано з високою термодинамічною ефективністю циклів передачі утилізовного низькотемпературного холоду за умови досить малої різниці до 60 К критичних температур кипіння для тимчасового підвищення-зниження густини одного або іншого з пари використовуваних газів. Вибір пари газів, у яких критичні температури порівняні, для акумулювання-вивільнення енергії з проведенням прямого та зворотного процесу передачі холоду в парному циклі має відповідати умовам достатньої кількості низькотемпературного тепла, відведеного при регазифікації від одного з газів для зрідження другого газу парного циклу проведення процесу. 1 UA 101784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Так, для роботи в синхронних циклах передачі низькопотенціальної теплоти можуть бути використані такі пари кріогенних газів як, наприклад, висококиплячий - кисень, низькокиплячий азот; висококиплячий - метан, низькокиплячий - азот; висококиплячий - кисень, низькокиплячий повітря і тому подібні. Поставлена задача досягається тим, що в способі змінення густини кріогенних газів, що включає підвищення густини цільового кріоагенту при відборі холоду кріоагенту-зріджувача та переміщення зрідженого цільового кріоагенту у пункт доставки, згідно з винаходом, змінення густини проводять у парних циклах регазифікації-зрідження на сталих режимах проведення процесів одночасно для двох кріоагентів, різниця критичних температур яких не перевищує 60 К, причому цільовий зріджений кріоагент регазифікують у пункті доставки зі зниженням густини та видачею споживачеві при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється газоподібним буферним кріоагентом з підвищенням густини до рідкого стану в одному із процесів парного циклу проведення, переміщують зріджений буферний кріоагент у пункт (зворотної доставки) відправки цільового кріоагенту, регазифікують буферний кріоагент зі зниженням густини та видачею споживачеві або скиданням в атмосферу при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, новою порцією цільового кріоагенту з підвищенням густини до зрідження в другому процесі парного циклу проведення, переміщують цільовий кріоагент у пункт доставки, відновлення об'ємів виведених споживачеві газів проводять поповненням ззовні, а процеси регазифікації-зрідження проводять періодично повторюваними циклами. Змінення густини проводять у парних циклах регазифікації-зрідження на сталих режимах проведення процесів одночасно для двох кріоагентів, різниця критичних температур яких не перевищує 60 К, що дозволяє проводити процеси акумулювання-вивільнення парними циклами, в умовах достатньої кількості низькотемпературного холоду, відведеного при регазифікації від буферного кріоагенту для підвищення енергоефективності зрідження цільового газу в парному циклі проведення процесу з використанням скидного холоду та спрощенням технологічних процесів змінення густини кріогенних газів. Цільовий зріджений кріоагент регазифікують у пункті доставки зі зниженням густини та видачею споживачеві при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, газоподібним буферним кріоагентом з підвищенням густини до рідкого стану в одному із процесів парного циклу проведення, для зменшення втрат низькотемпературногохолоду в процесах змінення густини, пов'язаних з переносом низькопотенціального тепла на рівень температур навколишнього середовища, зі зниженням енерговитрат за рахунок використання скидного низькотемпературного холоду та спрощенням технологічних процесів при зрідженні кріогенних газів. Буферний і цільовий кріоагенти переміщують у пункти прямої та зворотної доставки для переносу утилізованої в кожному із процесів проведення регазифікації-зрідження ексергії низькотемпературного газу в парний процес, що дозволяє підвищити енергоефективність зрідження цільового кріоагенту при використанні скидного утилізованого низькотемпературного холоду зі спрощенням технологічних схем проведення процесів змінення густини кріогенних газів. Відновлення об'ємів виведених споживачеві газів здійснюють поповненням ззовні, а процеси регазифікації-зрідження проводять періодично повторюваними циклами, для реалізації переміщення цільового та буферного кріогенних газів у пункти прямої та зворотної доставок (доставки та відправки цільового) кріогенними трубопроводами або транспортними судинами низького тиску з можливістю енергоефективного зрідження цільового газу при використанні скидного низькотемпературного холоду у спрощеному варіанті технологічних схем проведення процесів змінення густини. На кресленні подано принципову схему здійснення запропонованого способу змінення густини кріогенних газів. Проведення процесів змінення густини одночасно двох кріогенних газів у парних періодичних циклах проведення процесів регазифікації-зрідження доцільно за різниці критичних температур кипіння, що не перевищує 60 К. За більшої різниці критичних температур кріоагентів передохолодження низькокиплячого кріоагенту підвищеного тиску буде здійснюватися на надто високих температурах, що призведе до зниження коефіцієнту зрідження та погіршення термодинамічної ефективності процесів зрідження, при якому використання запропонованого способу недоцільно у порівнянні з відомими способами зрідження з переведенням відібраного низькотемпературного тепла на рівень температур навколишнього середовища. Спосіб змінення густини кріогенних газів полягає у наступному. 2 UA 101784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цільовий зріджений кріоагент, наприклад кисень, регазифікують у пункті доставки зі зниженням густини та видачею споживачеві при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, газоподібним буферним кріоагентом, наприклад азотом, з підвищенням густини до рідкого стану в одній з установок парного циклу проведення процесів. Зріджений буферний кріоагент, наприклад азот, переміщують (зворотною доставкою) у пункт відправлення цільового кріоагенту кисню, регазифікують буферний кріоагент азот зі зниженням густини та видачею споживачеві або скиданням в атмосферу у другій установці парного циклу проведення процесів при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, новою порцією цільового кріоагенту з підвищенням густини до повного зрідження. Переміщують зріджений цільовий кріоагент у пункт доставки. Процеси змінення густини одночасно двох кріоагентів у парних циклах проводять при періодичному повторенні процесів регазифікації-зрідження на сталих режимах роботи установок парного циклу проведення процесів у пунктах прямої та зворотної (відправки цільового) доставок цільового кріогенного газу. Відновлення об'ємів виведених споживачеві та переміщених газів у кожній з установок здійснюють поповненням ззовні. Спосіб реалізований у системі установок спрощеного виконання парного циклу функціонування регазифікації-зрідження кріогенних газів, яка містить контур буферного низькокиплячого кріоагенту, що включає компресор (1), пов'язаний з порожниною прямого потоку регенеративного теплообмінника (2), з'єднанню з порожниною прямого потоку конденсатора-випарника (3), рідинний вихід якої, через послідовно встановлені кріогенну ємність (4) зрідженого низькокиплячого буферного кріоагенту установки пункту доставки цільового кріоагенту, магістральний кріогенний трубопровід (5), кріогенну ємність (6) зрідженого низькокиплячого буферного кріоагенту установки пункту відправки цільового кріоагенту (доставки буферного) та дросель (7), пов'язаний з порожниною зворотного потоку підвищеного тиску випарника-конденсатора (8), пов'язаною з порожниною зворотного потоку регенеративного теплообмінника (9), що через теплообмінник (10), пов'язаний з детандером (11). Оскільки теплоємності кисню та азоту на робочих тисках процесів не збігаються (нееквівалентні), для повного зрідження одного кріогенного газу утилізованою низькотемпературною ексергією іншого необхідне використання додаткового блока зрідження азоту. Порожнина зворотного потоку низького тиску випарника-конденсатора (8) входом та виходом підключена до блоку (12) зрідження азоту. Контур висококиплячого цільового кріоагенту містить ємність (13) висококиплячого газоподібного кріоагенту пов'язану послідовно сполученими порожнинами прямого потоку регенеративного теплообмінника (9) та випарника-конденсатора (8) з ємністю (14) зрідженого висококиплячого кріоагенту установки пункту відправки цільового кріоагенту, через магістральний кріогенний трубопровід (15), пов'язаною з ємністю (16) зрідженого цільового кріоагенту установки пункту доставки, пов'язаною зі входом порожнини зворотного потоку конденсатора-випарника (3), яка по виходу через порожнину зворотного потоку регенеративного теплообмінника (2) сполучена з ємністю (17) газоподібного висококиплячого цільового кріоагенту, з'єднаною із споживачем. Запропонований спосіб потребує у пункті прямої або зворотної доставки, кріогенним трубопроводом чи транспортною ємністю, первісного першоразового заправлення відповідної установки низькокиплячим буферним або висококиплячим цільовим зрідженим газом, отриманим від традиційного кріогенного зріджувача, для наступної регазифікації з відбором низькотемпературного тепла при зрідженні парного газу. Регазифікацію цільового висококиплячого зрідженого кріогенного газу в установці пункту доставки здійснюють при перекачуванні рідкого висококиплячого кріоагенту з кріогенної ємності (16) через послідовно сполучені порожнини зворотного потоку випарника-конденсатора (3) і регенеративного теплообмінника (2) з одночасним акумулюванням низькотемпературного холоду, що вивільнюється, низькокиплячим буферним кріоагентом. При цьому, буферний низькокиплячий кріоагент - газоподібний азот піддають попередньому стисканню в ізотермічному компресорі (1) з охолодженням азоту до температури навколишнього середовища в процесі стиснення. Охолоджений регазифіковним висококиплячим киснем до температури, близької до точки роси у першому регенеративному теплообміннику (2), низькокиплячий азот надходить на вхід випарника-конденсатора (3). За рахунок випару зрідженого більш висококиплячого кріоагенту низького тиску з ємності (16) у випарникуконденсаторі (3) відбувається охолодження низькокиплячого азоту підвищеного тиску до стану рідини. Зріджений низькокиплячий кріоагент з акумульованою ексергією цільового висококиплячого кріоагенту надходить у кріогенну ємність (4), з якої через магістральний кріогенний трубопровід (5) (або транспортними цистернами) транспортується в кріогенну ємність (6) установки пункту відправки цільового кріоагенту. 3 UA 101784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Регазифікують зріджений буферний низькокиплячий кріоагент зі зниженням густини в установці пункту відправки (цільового) з одночасним акумулюванням відкидного низькотемпературного холоду газоподібним цільовим висококиплячим кріоагентом, що подається з ємності (13) через порожнину прямого потоку теплообмінника (9) до випарникаконденсатора (8). У порожнині прямого потоку теплообмінника (9) цільовий висококиплячий кріоагент - кисень охолоджується до точки роси, завдяки нагріванню у порожнині зворотного потоку регазифіковного низькокиплячого буферного азоту, та надходить у порожнину прямого потоку низького тиску випарника-конденсатора (8), у якій конденсується за рахунок випарювання в порожнині зворотного потоку підвищеного тиску рідкого низькокиплячого буферного кріоагенту, що надходить із ємності 6 через розширювальний дросель (7). Для повної конденсації цільового висококиплячого кисню низького тиску недостатній холод компенсують випаровуванням азоту низького тиску в порожнині зворотного потоку низького тиску випарника-конденсатора (8), пов'язаній з блоком (12) зрідження азоту. Зріджений цільовий висококиплячий кріоагент через рідинний вихід випарника-конденсатора (8) надходить у кріогенну ємність (14), а потім через кріогенний магістральний трубопровід (15) (або транспортними кріогенними цистернами) переміщується у кріогенну ємність (16) установки пункту прямої доставки цільового кріоагенту. У теплообміннику (10) холодний регазифікований низькокиплячий буферний кріоагент догрівається до температури навколишнього середовища теплом атмосфери. При розширенні у ізотермічному детандері (11) буферний азот здійснює роботу і надходить споживачеві або скидається в атмосферу. Для обґрунтування виконання технічного результату та вирішення поставленої задачі проведено аналіз ідеалізованих процесів, реалізованих у синхронних циклах функціонування системи парних установок зі спрощеним варіантом їх конструктивного виконання. Перевірні розрахунки, проведені з використанням теплофізичних властивостей реальних парних кріогенних газів, підтверджують відповідність вихідних характеристик кріоагентів, що пройшли перетворення у процесах регазифікації-зрідження з передачею низькотемпературного холоду для змінення агрегатних станів кожного зі зв'язаних парним циклом кріогенних газів. Ідеалізований перевірний розрахунок процесів виконаний для сталого режиму роботи парної системи за умов малих технічних втрат енергії на елементах конструкції та малих зовнішніх теплоприпливів для пари кріогенних газів висококиплячого - кисню та низькокиплячого - азоту, різниця критичних температур кипіння яких не перевищує 60К. Для забезпечення малих величин робочих температурних напорів випарників-конденсаторів (3) і (8) вихідні тиски газоподібного зріджуваного кисню, переміщуваного між парними установками, та регазифіковного рідкого кисню прийняті рівними 0,1 МПа, а тиски газоподібного зріджуваного азоту, переміщуваного та регазифіковного рідкого азоту - 0,363-0,362 МПа. Розрахункові характеристики системи установок парного циклу зрідження-регазифікації азоту і кисню визначені для вагової витрати кисню gO2=1,0 кг/с, парного азоту gN2=1,0016 кг/с, вагової витрати азоту блока (12) зрідження gN2 БЗА=0,1633 кг/с. Прийняті значення температур, тисків, ентальпій та ентропій кисню і азоту у виділених точках технологічної схеми системи установок парного циклу взаємодії наведено в табл. 1. Термодинамічні властивості кисню і азоту визначено за стандартними розрахунковими програмами загального доступу Національного бюро стандартів США. 4 UA 101784 C2 Таблиця 1 Розрахункові значення температур, тисків, ентальпій та ентропій кисню і азоту у виділених точках розрахункової схеми проведення процесів 1 1 Робоче тіло 2 О2 2 О2 90,062 0,10 79,60 3 O2 90,062 0,10 -133,58 4 O2 90,062 0,10 79,60 5 6 7 8 O2 N2 N2 N2 300,0 300,0 300,0 117,9 0,10 0,1 0,363 0,363 272,71 311,20 310,32 117,51 9 N2 90,082 0,363 -95,34 10 11 12 13 14 15 16 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 90,050 90,050 268,63 300,0 300,0 77,244 77,244 0,362 0,362 0,362 0,363 0,10 0,10 0,10 -95,34 84,99 277,80 310,32 311,20 77,07 -122,25 №п/п 5 10 15 20 25 30 3 300,0 Тиск, МПа 4 0,10 Ентальпія, кДж/кг 5 272,71 Температура, К Ентропія кДж/(кг·К) 6 Примітки 7 За насиченою парою За насиченою рідиною За насиченою парою 6,8457 6,3652 За насиченою рідиною 6,3652 6,8457 З табл. 1 недорекуперації між потоками парних кисню і азоту на більш теплому краї регенеративного теплообмінника (2) і на більш холодному краї регенеративного теплообмінника (9) близькі до нуля, температурні напори випарників-конденсаторів (3) і (8) мінімальні, а рівні ефективності зазначених теплообмінників близькі до граничних. Енергетичні баланси окремих конструктивних елементів установки, що входять у технологічну схему, з урахуванням реальних властивостей кисню і азоту наведено з використанням прийнятих значень вагових витрат потоків кисню і азоту. Енергетичний баланс регенеративного теплообмінника (2): gN2(i7-i8)=gO2(i5-i4), (1) де in - ентальпія висококиплячого кріоагенту кисню та низькокиплячого кріоагенту азоту у виділених точках розрахункової схеми. gN2(i7-i8)=1,0016(310,32-117,51)=193,11 кВт. gO2(i5-i4)=(272,71-79,60)=193,11 кВт. Енергетичний баланс випарника-конденсатора 3: gN2(i8-i9)=gO2(i4-i3), (2) gN2(i8-i9))=1,0016(117,51-(-95,34))=213,19 кВт. gO2(i4-i3)=79,60-(-133,58))=213,18 кВт. Енергетичний баланс теплообмінника 9: gN2(i12-i11)=gO2(i1-i2), (3) gN2(i12-i11)=1,0016(277,80-84,99)=193,12 кВт. gO2(i1-i2)=272,71-79,60=193,11 кВт. Нагрівання азоту до температури навколишнього середовища у теплообміннику 10 підвідним теплом атмосфери відбувається без додаткових енерговитрат на прокачування повітря. Енергетичний баланс випарника-конденсатора 8: gN2(i11-i10)+gN2 Б3A(i15-i16)=gO2(i2-i3), (4) gN2(i11-i10)=1,0016(84,99-(-95,34))=180,62 кВт. gN2 Б3A(i15-i16)=0,1633(77,07-(-122,25))=32,55 кВт. gO2(i1-i2)=79,60-(-133,58))=213,18 кВт. 5 UA 101784 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Виконання балансів за рівняннями: 1, 2, 3, 4 в межах припустимих похибок підтверджує достовірність величин вихідних даних, прийнятих за результатами попереднього проектного розрахунку. Визначимо ідеалізовані питомі енергетичні характеристики розглянутої системи парних установок у спрощеному варіанті конструктивного виконання, що забезпечують послідовне зрідження азоту і кисню, приведені до вагової витрати кисню 1,0 кг/с. Робота стиску ізотермічного азотного компресора 1: Lст N2=gN2(Т6(7)(s6-s7)-(i6-i7)), (5) де Lст N2 - робота стиску ізотермічного азотного компресора за 1 секунду, Т6(7) - температура навколишнього середовища, s6, s7 - ентропія азоту в точках 6 і 7. Після підставлення числових значень у 5 величина ідеалізованої роботи ізотермічного компресора (1) дорівнює: Lст N2=1,0016·(300(6,8457-6,3652)-(311,20-310,32))=143,50 кВт·с. Робота, здійснена ізотермічним азотним детандером 11, становить: Lроз N2=gN2(Т13(14)(s13-s14)-(і13-і14)), (6) де Lроз N2 - робота, здійснена за 1 секунду азотним детандером (11); Т6(7) - температура навколишнього середовища, s6, s7 - ентропія азоту в точках 6 і 7. Після підставлення числових значень в 6 величина роботи ізотермічного детандера (11) дорівнює: Lроз N2=1,0016·(300(6,3652-6,8457)-(310,32-311,20))=-143,50 кВт·с. Робота ізотермічного компресора (1), розрахована згідно з 5, у розглянутому ідеалізованому розрахунку компенсується роботою 6, яку здійснює ізотермічний детандер (11). Повне енергоспоживання парної системи установок визначається енергетичними витратами блоку зрідження азоту (12). На відміну від випадку зрідження азоту з вихідною температурою навколишнього середовища, низькотемпературна пара азоту може бути ефективно зріджена ідеальною холодильною машиною Карно. Для розрахунку енерговитрат блоку (12) зрідження азоту, який працює за зворотним циклом Карно, температура теплого джерела прийнята рівною 300,0 К, а температура холодного джерела - 77,24 К, що відповідає температурі конденсації азоту під тиском 0,1 МПа. Відповідно, холодильний коефіцієнт дорівнює 77,24/(300,0-77,24)=0,3466, при цьому на одиницю відведеного тепла азотного потенціалу температури витрачається 2,8851 еквівалентних одиниць роботи. Для зрідження 0,1633 кг/с насиченої пари азоту, згідно з розрахунком, виконаним вище за 4, необхідно відвести 32,55 кДж тепла, отже витрата роботи блоку (12) зрідження азоту за секунду складає 2,8851·32,55=93,90 кДж. Розрахункові енерговитрати блоку (12) зрідження азоту порівняно з ідеальними завищені, оскільки температура кипіння азоту під тиском 0,1 МПа на 12,82 К нижче від температури конденсації кисню такого ж тиску. Таким чином, ідеалізовані питомі енерговитрати для зрідження в запропонованих парних циклах підвищення густини 1 кг цільового кисню і 1,0016 кг буферного азоту не перевищать 93,9 кДж. Це майже у 6,8 разу менше, порівняно з теоретично мінімальною роботою зрідження 1 кг кисню з вихідною температурою 300,0 К під тиском 0,1 МПа [1] в одиночній установці, яка становить 638,4 кДж/кг. У запропонованому способі парного циклу послідовне чергування процесів регазифікаціїзрідження (змінення густини) кисню і азоту здійснюється з мінімальними витратами енергії за рахунок почергового використання для акумулювання відкидного холоду то одного, то іншого з парних кріогенних газів у кожному циклі передачі низькотемпературного холоду на спрощеній технологічній схемі системи установок проведення процесів. Використання способу змінення густини кріогенних газів в установках повного циклу функціонування дозволить істотно підвищити енергоефективність систем регазифікаціїзрідження цільового кріогенного газу та спростити технологічні схеми установок, у порівнянні із традиційними, що функціонують за незв'язаними циклами проведення процесів за способами регазифікації зі скиданням низькотемпературного холоду чи з переведення відібраного холоду на рівень температур навколишнього середовища та способами зрідження кріоагентів з витратою додаткових енергоресурсів. Джерело інформації: 1. Архаров A.M., Марфенина И.В., Микулин Е.И. Теория и расчѐт криогенных систем. Учебник для вузов по специальности "Криогенная техника" / М.: Машиностроение.-1978, С. 171, 415 с. 6 UA 101784 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Спосіб змінення густини кріогенних газів, що включає підвищення густини цільового кріоагенту при відборі холоду кріоагенту-зріджувача та переміщення зрідженого цільового кріоагенту у пункт доставки, який відрізняється тим, що змінення густини проводять у парних циклах регазифікації-зрідження на сталих режимах проведення процесів одночасно для двох кріоагентів, різниця критичних температур яких не перевищує 60 К, причому цільовий зріджений кріоагент регазифікують у пункті доставки зі зниженням густини та видачею споживачеві при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, газоподібним буферним кріоагентом з підвищенням густини до рідкого стану в одному із процесів парного циклу проведення, переміщують зріджений буферний кріоагент у пункт відправки цільового кріоагенту, регазифікують буферний кріоагент зі зниженням густини та видачею споживачеві або скиданням в атмосферу при одночасному акумулюванні холоду, що вивільнюється, новою порцією цільового кріоагенту з підвищенням густини до зрідження в другому процесі парного циклу проведення, переміщують цільовий кріоагент у пункт доставки, відновлення об'ємів виведених газів проводять поповненням ззовні, а процеси регазифікації-зрідження проводять періодично повторюваними циклами. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7