Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОДОРИРОВАНИЯ ГАЗА

Изобретение относится к способам дотированного ввода жидких реагентов в поток газа и может быть использовано в газовой промышленности для ввода одоранта в поток природного газа, транспортируемого по газопроводу.

Известны и широко используются способы одорирования газа [RU 2183134, МПК B01F 3/04, опубл. 10.06.2002 г., RU 2247332, МПК G01F 13/00, G05D 11/02, опубл. 27.02.2005 г., RU 2317580, МПК G05D 11/00, опубл. 20.02.2008 г., RU 2363931, МПК G05D 11/00, опубл. 10.08.2009 г., RU 2457445, МПК G01F 13/00, G05D 11/02, опубл. 27.07.2012 г., RU 2494350, МПК G01F 13/00, опубл. 27.09.2013 г.) путем объемного дозирования порций жидкого одоранта и периодического их ввода в поток газа.

Недостатками указанных способов являются: неравномерность ввода одоранта в поток газа при подаче его порциями, необходимость измерения плотности одоранта, поскольку норма ввода одоранта в газ выражена в удельных единицах массы одоранта на объем одорируемого газа, а также сложность, связанная с необходимостью использования механического оборудования прецизионного исполнения и сложной системы управления.

Известны способы одорирования, основанные на дозировании паров одоранта в поток газа [RU 2173874, МПК G05D 7/00, опубл. 20.09.2001 г., RU 2242725, МПК G01F 13/00, G05D 11/03, опубл. 20.12.2004 г., RU 2467293, МПК G01F 13/00, опубл. 20.11.2012 г.] путем непрерывного или порционного испарения жидкого одоранта и ввода паров одоранта в поток газа.

Основным недостатком указанных способов является низкая точность из-за трудностей получения определенного объемного потока паров с известной массовой концентрацией одоранта.

Наиболее близок к заявляемому изобретению способ и устройство одоризации газа [RU 2411071, МПК B01F 3/02, опубл. 10.02.2011 г.], согласно которому способ включает насыщение части газа парами одоранта путем барботажа через слой одоранта и смешение с основным (остальным) потоком газа, при этом посредством системы автоматического управления определяют термобарические параметры барботажа и рассчитывают степень насыщения части газа парами одоранта, затем с учетом измеренного расхода остального потока газа рассчитывают необходимое для смешения количество одорированного газа. Кроме того, для увеличения точности дозирования газоанализатором измеряют содержание одоранта в одорированном газе корректируют с учетом этих данных подачу газа, насыщенного одорантом, а также термостатируют барботажную емкость.

Недостатками известного способа являются:

- сложность способа из-за необходимости измерения и регулирования большого количества вспомогательных параметров (8-9 входных и 3-4 выходных параметра), обеспечивающих точность дозирования одоранта,

- сложность вычислительных процедур при расчете удельного массового расхода одоранта и необходимость использования дорогостоящего газоанализатора для корректировки рассчитанных значений расхода,

- трудность поточного анализа состава газа, содержащего пары одоранта, в удельных единицах массы одоранта на единицу объема газа.

Задачей изобретения является упрощение способа и повышение точности дозирования одоранта, исключение использования газоанализатора.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается:

- упрощение способа одоризации газа и повышение точности дозирования одоранта за счет определения массового расхода одоранта в поток газа весовым методом путем непрерывного взвешивания испарительного устройства,

- исключение необходимости использования газоанализатора за счет высокой точности весового метода определения массового расхода.

Указанный технический результат достигаемся тем, что в известном способе одорирования газа, включающем насыщение части газа парами одоранта и введение его в остальной поток газа, особенность заключается в том, что насыщение части газа парами одоранта осуществляют в двух испарительных устройствах, включающих расходную емкость и узел насыщения, одно из которых находится в стадии восполнения израсходованного одоранта, а другое находится в стадии дозирования одоранта и непрерывно взвешивается, а количество одоранта, непрерывно вводимого в остальной поток газа, устанавливают путем изменения расхода части газа через узел насыщения в зависимости от расхода газа и временной производной веса испарительного устройства, находящего в стадии дозирования одоранта.

При этом измеряют всего два параметра - расход всего потока одорируемого газа и вес испарительного устройства, находящего в стадии дозирования одоранта, рассчитывают производную веса по времени, а регулируют только один параметр - расход части газа через узел насыщения.

В этом случае масса одоранта, введенного в единицу объема потока газа М рассчитывается как: M=δW/g·δt/δV/δt, г/м³, где: W - вес испарительного устройства, H, δW/δt - временная производная веса испарительного устройства, H/сек; V - объем одорируемого газа, м³; δV/δt - расход одорируемого газа, м³/сек, g - ускорение свободного падения, м/с².

Вес испарительного устройства изменяется во времени за счет убыли одоранта, испаряющегося в поток части газа. Степень насыщения части газа, пропускаемого через узел насыщения, парами одоранта при этом не имеет значения, поскольку осуществляется прямое инструментальное измерение количества испарившегося одоранта путем взвешивания. Это позволяет упростить способ за счет исключения измерения и регулирования большей части параметров, измеряемых и регулируемых в способе по прототипу, а также снижения объема математических вычислений.

В связи с тем что точность инструментальных методов взвешивания на 2-3 порядка превосходит точность измерения расхода и давления, осуществляемых в способе по прототипу, точность дозирования одоранта определяется исключительно точностью измерения расхода одорируемого газа и регулирования расхода части газа через узел насыщения, что увеличивает точность дозирования одоранта в сравнении со способом по прототипу и исключает необходимость применения газоанализатора.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Расход одорируемого газа (I) измеряют в устройстве 1 и разделяют на две части, одну часть (II) подают в одно из испарительных устройств 2 и 3, а остальной газ (III) направляют на смешение с газом, насыщенным парами одоранта (IV). Каждое испарительных устройств включает расходную емкость 4, узел насыщения 5 и устройство взвешивания 6, при этом испарительное устройство 2 находится в стадии дозирования одоранта, а испарительное устройство 3 находится в стадии восполнения израсходованного одоранта.

Часть газа (II), пропуская через узел насыщения 5 испарительного устройства 2, насыщают парами одоранта и смешивают с остальным газом (III), получая одорированный газ (V). Узел насыщения периодически или непрерывно пополняют жидким одорантом (VI) из расходной емкости 4.

Дозировку подачи одоранта осуществляют путем регулирования расхода газа, насыщенного парами одоранта (IV), с помощью регулируемого клапана 7, управляемого сигналом, выдаваемым системой управления 8, в результате обработки данных измерительных устройств 1 и 6.

При этом в испарительном устройстве 3 восполняют израсходованный одорант.

После исчерпания запаса одоранта в испарительном устройстве 2 их меняют местами.

Работоспособность способа подтверждается следующим примером. Из потока природного газа отделяют часть с расходом 1,5 нм³ /час и пропускают ее через испарительное устройство, находящееся на стадии дозирования одоранта, получая газ, насыщенный парами одоранта (диметилмеркаптана), который затем смешивают с основным потоком газа и получают одорированный газ. Испарительное устройство непрерывно взвешивают и путем расчета определяют, что скорость убыли его веса составляет 0,0436 н/сек. Текущий расход природного газа при этом составляет 2,778 нм³/сек, а масса одоранта, введенного в единицу объема потока газа, составляет 0,0436/(9,81*2,778)=0,0016 г/нм³ газа, что соответствует нормативному значению 1,6 г одоранта на 1000 нм³ газа. Точность дозирования составила 0,5% отн. По мере исчерпания запаса одоранта в испарительном устройстве его периодически пополняют жидким одорантом из расходной емкости, а для обеспечения непрерывности процесса используют два попеременно работающих испарительных устройства.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить и повысить точность дозирования одоранта, исключить использование газоанализатора и может быть использован в газовой промышленности.