CN103017402A - 一种回收液态气体汽化冷量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种可以回收液态气体汽化冷量的装置。很多工业气体在使用前都是以液态的形式储存的，在使用时需先将液态的气体汽化，液态气体的汽化过程是个吸热过程，会产生大量的冷量。传统的方式是用热水或高温蒸汽来中和这部分冷量。本发明旨在将液态气体在低温下汽化，采用适当的载冷剂将这部分冷量回用。本发明既解决了液态气体的正常汽化，又不需要传统的热源，还可以有效回收冷量。节能效果显著，具有很强的推广意义。
Description
技术领域
本发明为一种发明型专利，用于回收液态气体的汽化冷量。本工艺可以有效地回收各种工业气体在汽化时产生的冷量。
背景技术
工业上为了方便地运输和储存气体，很多工业气体在使用前都是以液态形式储存的，因此在使用前需将其汽化。由于汽化过程是吸热过程，必须消耗大量热量才能保证气体的汽化。目前工业上的汽化大多采用在中高压下用热水或高温蒸汽来吸收汽化的冷量而达到汽化的目的。这种方法需消耗大量能源来获取热水或高温蒸汽，运行成本高，且冷量散失于蒸汽或热水，白白浪费。再者，由于汽化过程在中高压下完成，具有一定的安全隐患。
通过对各种工业用气的性质的研究，我们发现大部分工业气体在低压下(0.1～0.2Mp)的饱和蒸气压在零度以下(表1)。如果让各种工业气体在低压下汽化，我们便能获得温度极低的冷冻介质，从而可将汽化的冷量加以利用，表中还可以看出大部分工业气体每小时每吨的汽化制冷功率在100KW以上，潜能十分巨大。冷量的利用十分广泛，可以用来冷却已有的设备，制冰，最为冷库冷源或作为中央空调循环水等各种需要使用冷量的地方。由于气体在低压下汽化，安全系数高。
表1工业气体的部分物理性质
发明内容
本发明公开了一种工业气体的低温汽化及冷量回收装置。
本发明的技术核心在于以下几点：
1.通过对工业气体性质的研究，气体在低压下有极低的饱和蒸气压。根据这一性质，我们让气体在低压下汽化，用常温下的液态介质作为热源，这样在完成气体汽化的同时我们还可以获得低温的液态介质。
2.调节罐内安装液位传感器，自动控制进液量，将蒸发器内的液面控制在一定范围内。气体缓冲罐内设置压力传感器，调节载冷剂的流量，保证汽化压力的稳定，载冷剂在蒸发管外的流速控制在0.3m/s～0.7m/s。气体缓冲罐前设置止回阀，防止气体倒灌，同时缓冲罐内安全阀及废液排空装置。
3.蒸发器特性。本发明的另外一个核心技术就是蒸发器，本发明蒸发器采用短管效应理论，短管换热原理指出换热器的绝大部分热交换发生在换热管的进口段，高压液态气体减压后进入蒸发管内实际会形成气液混合状，由于进口段流体流动不稳定，可以有效防止流体在管壁内凝结为膜状，促使液体在管壁凝结为溪流状或珠状，这样可以增加气体与壁面的实际接触面积，有效提高热交换效率。本蒸发器将每个并联的蒸发管再分割为多个短管串联，提高换热效率。
4.低压低温汽化，安全系数高，并可以保证汽化过程的连续性。
附图说明
附图1为汽化的流程图。
附图1中1、2为电动调节阀，3为膨胀阀，4为蒸发器，5为载冷剂储槽，6为调节罐，7为安全阀，8为气体缓冲罐。LIC为液位传感器，用于控制液态气体流量，PIC为压力传感器，用于控制载冷剂的进量，PI和TI分别为压力指示仪和温度指示仪。
液态气体通过电动调节阀(2)，膨胀阀(3)进入蒸发器(4)内，蒸发器中液位控制在2/3左右，汽化后的气体通过调节罐(6)进入气体缓冲罐(8)，再输出外用。
载冷剂经电动阀(1)，进入载冷剂储槽(5)，根据缓冲罐压力控制流量，并且进出口流量保持一致，载冷剂储槽内根据需要可设置适当的搅拌装置，以保证换热的均匀和效率。
蒸发器的选择。根据不同气体的性质和制冷量的不同选择合适大小的蒸发器。
实施例
该方法运用于三氯化磷生产工艺中氯气的汽化。工艺中氯气的汽化量为6.46t/h蒸发压力控制在0.2Mp，汽化温度为-6℃～-7℃，采用冷冻盐水作为载冷剂，其制冷功率可达490KW。通过汽化，可制备-5℃～0℃的低温盐水，用于冷却生产工艺中的其他环节，该方法与以往的液氯汽化相比，不仅不需要温水或蒸汽还有效利用了汽化冷量，一举两得，节能效果显著。
Claims (9)
1.一种用于工业气体的汽化并回收冷量的方法及装置，该装置的特征在于液态气体在低压下汽化，液态气体通过电动阀进入低压蒸发器并与外面的载冷剂换热并汽化，经调节罐进入气体缓冲罐，同时运用调节罐内液位控制和缓冲罐内压力控制保证汽化的稳定性。
2.根据权利要求1所述方法，适合本装置的气体为液化的工业气体。
3.根据权利要求1所述方法，汽化过程在低压下进行，蒸发压力在0.1MP～0.3MP。
4.根据权利要求1所述方法，蒸发器内液面控制在55％～75％以内，通过液位控制器实现。
5.根据权利要求1所述方法，蒸发器内载冷剂流速控制在0.3m/s～0.7m/s。
6.根据权利要求1所述方法的设备，包括一个蒸发器，调节罐，缓冲罐及自动控制系统。
7.根据权利要求6所述设备，蒸发器采用短管效应理论。
8.根据权利要求1所述方法，液化气体和载冷剂的量分别通过液位传感器和压力传感器来调节。
9.根据权利要求6所述设备，调节罐内设置液位传感器，缓冲罐内设置压力传感器，并控制对应的电动调节阀。
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