RU2561978C1 - Method of gas odorising - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to the odorising methods of liquid chemical injection to the gas flow, and can be used in gas industry for odorising of the gas transported via the gas line. The gas odorising method includes measurement of flow rate of the odorised gas, saturation of gas part with odorant vapours in the evaporation assembly of one of two evaporation devices, and mixing with rest gas. Each of the evaporation devices includes service tank, saturation assembly and weighing device, at that one evaporation device is at the odorant dosing mode, and second device is at stage of the spent odorant replenishment. The saturation assembly is periodically or continuously replenished by the liquid odorant from the service tank, and the evaporation device is continuously weighed. The odorant dosing is performed by flow rate regulation of the gas saturated by the odorant vapours using the regulating valve controlled by the signal generated by the control system, as result of the data processing relating flow rate of the odorated gas, and change with time of the evaporation device weight.

EFFECT: simplified method and increased accuracy of the odorant dosing, exclusion of the gas analyser use.

1 dwg

Description

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.The invention relates to methods for subsidized introduction of liquid reagents into a gas stream and can be used in the gas industry for introducing an odorant into a natural gas stream transported through a gas pipeline.

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.Known and widely used methods of odorizing gas [RU 2183134, IPC B01F 3/04, publ. 06/10/2002, RU 2247332, IPC G01F 13/00, G05D 11/02, publ. 02.27.2005, RU 2317580, IPC G05D 11/00, publ. 02.20.2008, RU 2363931, IPC G05D 11/00, publ. 08/10/2009, RU 2457445, IPC G01F 13/00, G05D 11/02, publ. July 27, 2012, RU 2494350, IPC G01F 13/00, publ. September 27, 2013) by volumetric dosing of portions of liquid odorant and periodically introducing them into the gas stream.

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.The disadvantages of these methods are: the uneven introduction of the odorant into the gas stream when feeding it in portions, the need to measure the density of the odorant, since the rate of introduction of the odorant into the gas is expressed in specific units of the mass of the odorant per volume of the odorized gas, as well as the complexity associated with the need to use precision precision mechanical equipment and complex management system.

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.Known methods of odorization based on the dosing of odorant vapor in a gas stream [RU 2173874, IPC G05D 7/00, publ. September 20, 2001, RU 2242725, IPC G01F 13/00, G05D 11/03, publ. December 20, 2004, RU 2467293, IPC G01F 13/00, publ. November 20, 2012] by continuous or batchwise evaporation of a liquid odorant and introducing the odorant vapor into the gas stream.

Основным недостатком указанных способов является низкая точность из-за трудностей получения определенного объемного потока паров с известной массовой концентрацией одоранта.The main disadvantage of these methods is the low accuracy due to the difficulties in obtaining a certain volumetric vapor stream with a known mass concentration of odorant.

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.Closest to the claimed invention, the method and device for gas odorization [RU 2411071, IPC B01F 3/02, publ. 02/10/2011], according to which the method comprises saturating a part of the gas with odorant vapor by bubbling through an odorant layer and mixing it with the main (remaining) gas stream, the thermobaric parameters of bubbling are determined by an automatic control system and the degree of saturation of a part of the gas with odorant vapor is calculated, then, taking into account the measured flow rate of the remaining gas stream, the amount of odorized gas necessary for mixing is calculated. In addition, to increase the accuracy of dosing with a gas analyzer, the odorant content in the odorized gas is measured, and the flow of gas saturated with an odorant is adjusted based on these data, and the bubbler tank is also thermostated.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- сложность способа из-за необходимости измерения и регулирования большого количества вспомогательных параметров (8-9 входных и 3-4 выходных параметра), обеспечивающих точность дозирования одоранта,- the complexity of the method due to the need to measure and control a large number of auxiliary parameters (8-9 input and 3-4 output parameters), ensuring the accuracy of dosing of the odorant,

- сложность вычислительных процедур при расчете удельного массового расхода одоранта и необходимость использования дорогостоящего газоанализатора для корректировки рассчитанных значений расхода,- the complexity of the computational procedures in calculating the specific mass flow rate of the odorant and the need to use an expensive gas analyzer to adjust the calculated flow rates,

- трудность поточного анализа состава газа, содержащего пары одоранта, в удельных единицах массы одоранта на единицу объема газа.- the difficulty of in-line analysis of the composition of the gas containing odorant pairs, in specific units of the mass of the odorant per unit volume of gas.

Задачей изобретения является упрощение способа и повышение точности дозирования одоранта, исключение использования газоанализатора. The objective of the invention is to simplify the method and improve the accuracy of dosing the odorant, eliminating the use of a gas analyzer.

При реализации изобретения в качестве технического результата достигается:When implementing the invention as a technical result is achieved:

- 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,- simplification of the method of odorization of gas and improving the accuracy of dosing of the odorant by determining the mass flow rate of the odorant into the gas stream by the weight method by continuously weighing the evaporator device,

- исключение необходимости использования газоанализатора за счет высокой точности весового метода определения массового расхода.- eliminating the need to use a gas analyzer due to the high accuracy of the weight method for determining the mass flow rate.

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.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of odorizing gas, including saturating part of the gas with odorant vapors and introducing it into the rest of the gas stream, the peculiarity is that saturation of the gas part with odorant vapors is carried out in two evaporative devices, including a flow tank and a saturation unit , one of which is in the stage of replenishing the consumed odorant, and the other is in the stage of dosing the odorant and continuously weighed, and the amount of odorant continuously introduced in the rest of the gas stream, set by changing the flow rate of a part of the gas through the saturation unit depending on the gas flow rate and the time derivative of the weight of the evaporation device, which is in the stage of dosing the odorant.

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.In this case, only two parameters are measured - the flow rate of the entire odorizable gas stream and the weight of the evaporating device, which is in the stage of dosing the odorant, the time derivative of the weight is calculated, and only one parameter is regulated - the flow rate of part of the gas through the saturation unit.

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.In this case, the mass of the odorant introduced per unit volume of the gas flow M is calculated as: M = δW / g · δt / δV / δt, g / m ³ , where: W is the weight of the evaporation device, H, δW / δt is the time derivative of the weight evaporative device, H / s; V is the volume of odorizable gas, m ³ ; δV / δt is the flow of odorized gas, m ³ / s, g is the acceleration of gravity, m / s ² .

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.The weight of the evaporation device changes over time due to the loss of the odorant evaporating into the flow of a part of the gas. The degree of saturation of the part of the gas passed through the saturation unit with odorant pairs does not matter, since direct instrumental measurement of the amount of evaporated odorant by weighing is carried out. This allows us to simplify the method by eliminating the measurement and regulation of most of the parameters measured and adjustable in the prototype method, as well as reducing the amount of mathematical calculations.

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.Due to the fact that the accuracy of instrumental weighing methods is 2-3 orders of magnitude higher than the accuracy of flow and pressure measurements carried out in the prototype method, the odorant dosing accuracy is determined exclusively by the accuracy of measuring the odorized gas flow and regulating the flow of part of the gas through the saturation unit, which increases the metering accuracy odorant in comparison with the method of the prototype and eliminates the need for a gas analyzer.

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.The proposed method is as follows. The flow of odorizable gas (I) is measured in device 1 and divided into two parts, one part (II) is supplied to one of the evaporation devices 2 and 3, and the rest of the gas (III) is sent to mix with gas saturated with odorant (IV) vapor. Each evaporation device includes a supply tank 4, a saturation unit 5 and a weighing device 6, while the evaporation device 2 is in the dosing stage of the odorant and the evaporation device 3 is in the stage of replenishing the consumed odorant.

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.Part of the gas (II), passing through the saturation unit 5 of the evaporation device 2, is saturated with odorant vapor and mixed with the rest of the gas (III) to obtain an odorized gas (V). The saturation unit is periodically or continuously replenished with liquid odorant (VI) from the supply tank 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.The odorant supply is dosed by adjusting the flow rate of gas saturated with odorant (IV) vapors using an adjustable valve 7 controlled by a signal issued by control system 8 as a result of processing data from measuring devices 1 and 6.

При этом в испарительном устройстве 3 восполняют израсходованный одорант.In this case, in the evaporation device 3 make up for the consumed odorant.

После исчерпания запаса одоранта в испарительном устройстве 2 их меняют местами.After exhausting the supply of odorant in the evaporation device 2, they are interchanged.

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.The efficiency of the method is confirmed by the following example. A part with a flow rate of 1.5 nm ³ / h is separated from the natural gas stream and passed through an evaporation device located at the dosing stage of the odorant to obtain a gas saturated with vapors of the odorant (dimethyl mercaptan), which is then mixed with the main gas stream and an odorized gas is obtained. The evaporation device is continuously weighed and, by calculation, it is determined that the rate of loss of its weight is 0.0436 n / s. The current consumption of natural gas is 2.778 nm ³ / s, and the mass of odorant introduced per unit volume of the gas stream is 0.0436 / (9.81 * 2.778) = 0.0016 g / nm ^{3 of} gas, which corresponds to the standard value 1.6 g of odorant per 1000 nm ^{3 of} gas. Dosing accuracy was 0.5% rel. As the supply of odorant in the evaporation device is exhausted, it is periodically replenished with liquid odorant from the supply tank, and two alternately operating evaporative devices are used to ensure the continuity of the process.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить и повысить точность дозирования одоранта, исключить использование газоанализатора и может быть использован в газовой промышленности.Thus, the proposed method allows to simplify and increase the accuracy of dosing the odorant, to eliminate the use of a gas analyzer and can be used in the gas industry.

Claims (1)

Способ одорирования газа, включающий насыщение части газа парами одоранта и введение его в остальной поток газа, отличающийся тем, что насыщение части газа парами одоранта осуществляют при помощи двух испарительных устройств, 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 регулирования расхода части газа через узел насыщения в зависимости от расхода газа и временной производной веса испарительного устройства, находящего в стадии дозирования одоранта. A method of odorizing a gas, comprising saturating a part of the gas with odorant vapors and introducing it into the rest of the gas stream, characterized in that the saturation of a part of the gas with odorant vapors is carried out using two evaporative devices, including a flow tank and a saturation unit, one of which is in the process of replenishing the consumed odorant and the other is in the dosing stage of the odorant and continuously weighed, and the amount of odorant continuously introduced into the remaining gas stream is established by controlling the flow rate of the part gas through the saturation unit, depending on the gas flow rate and the time derivative of the weight of the evaporation device, which is in the dosing stage of the odorant.