CN103672396A - 一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，是通过对工业气体生产过程中高纯气体液体储罐的自然汽化而泻压气体的收集，与气瓶充装系统有机地连接在成一个可以回收利用的系统，将本来因自然汽化后通过安全阀自动泻压的高纯气体，采用气体压缩机回收后实施对高压气瓶组的充装，从而达到高纯气体液体储罐泻放气体的回收利用，工业气体生产过程中自然损耗，可节约高纯气体原料成本10%左右。
Description
技术领域
本发明属于工业气体生产节能技术领域，具体涉及一种回收利用高纯气体液体储罐自然汽化、安全泻压放空气体的方法，是通过对工业气体生产过程中高纯气体液体储罐的自然汽化而泻压气体的收集，与气瓶充装系统巧妙地连接在成一个可以回收利用的系统，将本来因自然汽化后通过安全阀自动泻压的高纯气体，采用气体压缩机回收后实施对高压气瓶组的充装，从而达到高纯气体液体储罐泻放气体的回收利用，工业气体生产过程中自然损耗，可节约高纯氮原料成本10%左右。
背景技术
高纯氮气、高纯氩气和高纯氧气纯度一般可达99.999%以上。主要用于气相色谱分析的载气、半导体材料、光纤制作的单晶炉、区熔炉和外延炉等作为高温过程的保护气。以及用于等离子溅射制取半导体器件和集成电路的金属电极膜等。随着上述工业的发展，需求量亦日益增加。
高纯氮气、高纯氩气和高纯氧气一般是从普通工业气体经提纯而成，在大规模充装瓶装气体的生产中，通常是以高纯气体的液体运输、储存，然后通过汽化、充装。
此类工艺的缺点是：在液体储存过程中，由于液体气体的温度低达近200℃，与外界环境温度相差较大，储存在气体罐中的液体会自然汽化，汽化后的气态气体富集到液体储罐的顶部，为了保证储罐的安全，顶部设有安全阀，安全阀设定一定的起跳数值，当富集气体达到起跳设定值时，安全阀开始打开，将富集到液体储罐的顶部高纯气体全部泻压出去。每次自然泻压气体的量可占到充装到钢瓶内量的10%左右，而高纯气体价值也较高，因此，浪费相当严重。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的缺点，提供一种回收利用高纯气体液体储罐自然汽化、安全泻压放空气体的方法，是通过对工业气体生产过程中高纯气体液体储罐的自然汽化而泻压气体的收集，与气瓶充装系统巧妙地连接在成一个可以回收利用的系统，将本来因自然汽化后通过安全阀自动泻压的高纯气体，采用气体压缩机回收后实施对高压气瓶组的充装，从而达到高纯气体液体储罐泻放气体的回收利用，工业气体生产过程中自然损耗，可节约高纯氮原料成本10%左右。
本发明的技术方案是：一种气体液体储罐泄压放空回收利用装置，它包括：气体液体储罐、高压液体泵、空气汽化器、缓冲罐、气体压缩机、高压气瓶充装组、气相连接管道，所述的气体液体储罐顶部气相口通过气相连接管道与空气汽化器连接，气体液体储罐底部液相口与高压液体泵连接，所述的高压液体泵与空气汽化器连接，所述的空气汽化器设有两条管路，其中一条管路通过气相连接管道直接与高压气瓶充装组连接，另一条管路与缓冲罐入口连接，所述的缓冲罐顶部出口设有管路与气体压缩机吸气口连接，所述的气体压缩机排气口与高压气瓶充装组连接。
所述的气体液体储罐为高纯氮气液体储罐、高纯氩气液体储罐和高纯氧气液体储罐。
一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，该方法包括以下几个步骤：
（1）自然汽化气体的收集：高纯气体液体在储罐内由于低温液体与外界环境温度相差达200℃左右，因此，很容易自然汽化，汽化后的高纯气体富集在低温液体储罐的顶部，液体储罐顶部都有放空管阀，将其与原有工业气体充装装置中的空气汽化器前相连接，实施气体的收集；
（2）富集气体的进一步汽化、收集：高纯气体液体在储罐富集的高纯气体通过与空气汽化器的连接，由于外界温度远远高于富集气体温度，因此，进一步得到汽化，再次汽化的高纯气体进入气体缓冲罐；
（3）富集气体的压缩回收：在上述缓冲罐与原来高纯气体充装系统中增设一台气体压缩机，将低压高纯气体进行增压；
（4）富集气体回收充装：气体压缩机压缩后的气体，通向原来高纯气体充装钢瓶组，实施高纯气体的瓶装气体充装，将本来是自然汽化后富集在高纯气体液体在储罐顶部，到达安全阀起跳压力时向环境中泻压的高纯气体得以回收，可降低原料成本10%左右。
所述的自然汽化气体的收集是利了用原来高纯气体液体在储罐内上部气相的空间，当液体储罐安全阀设定起跳压力为1.0MPa时，在液体储罐压力上升到0.95MPa时，打开液体储罐顶部放空阀，将富集气体泻向空气汽化器，实施气体的收集；
所述的空气汽化器是工业气体充装过程中常用的翅片式空温式汽化器。
所述的气体缓冲罐是碳钢材料制造的压力容器，设计压力在1.5MPa，使用压力在1.3MPa。
所述的气体压缩机是采用的隔膜式压缩机，不会对高纯气体造成二次污染和降低产品质量，其最高压缩压力可达到20.0MPa。
所述的高纯气体充装钢瓶组，是由40L高压气瓶，20个为一组所组成的充装系统，钢瓶充装压力为20.0MPa以内。
本发明的有益效果是：利用本发明的方法，只需要通过对高纯氮液体储罐放空气相管与原有汽化器相连通，增加一台压缩机，就可回收相当于一般气体充装量10%高纯气体，效果相当显著。
附图说明
图1为本发明生产系统结构示意图；
其中： 1、气体液体储罐，2、高压液体泵，3、空气汽化器，4、缓冲罐，5、气体压缩机，6、高压气瓶充装组，7、气相连接管道，8、气相连接管道。
具体实施方式
本实施例为一种高纯气体液体储罐泄压放空回收利用装置，它包括：气体液体储罐（1）、高压液体泵（2）、空气汽化器（3）、缓冲罐（4）、气体压缩机（5）、高压气瓶充装组（6）、气相连接管道（7）和气相连接管道（8）。
如图1所示，气体液体储罐（1）顶部气相口通过气相连接管道（7）与空气汽化器（3）连接，完成泄压氮气的回收通道，气体液体储罐（1）底部液相口与高压液体泵（2）连接，所述的高压液体泵（2）与空气汽化器（3）连接，所述的空气汽化器（3）设有两条管路，其中一条管路通过气相连接管道（8）直接与高压气瓶充装组（6）连接，该条管路为正常充装做的辅线管道，在不需要回收气体液体储罐（1）的富集气体时使用；另一条管路与缓冲罐（4）入口连接，所述的缓冲罐（4）顶部出口设有管路与气体压缩机（5）吸气口连接，将气体液体储罐（1）的富集气体引入气体压缩机（5），所述的气体压缩机（5）排气口与高压气瓶充装组（6）入口连接，完成充装全过程的连接，并可实施回收装。
一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：
（1）自然汽化气体的收集：高纯气体液体在储罐内由于低温液体与外界环境温度相差达200℃左右，因此，很容易自然汽化，汽化后的高纯气体富集在低温液体储罐的顶部，液体储罐顶部都有放空管阀，将其与原有工业气体充装装置中的空气汽化器前相连接，实施气体的收集；
（2）富集气体的进一步汽化、收集：高纯气体液体在储罐富集的高纯气体通过与空气汽化器的连接，由于外界温度远远高于富集气体温度，因此，进一步得到汽化，再次汽化的高纯气体进入气体缓冲罐；
（3）富集气体的压缩回收：在上述缓冲罐与原来高纯气体充装系统中增设一台气体压缩机，将低压高纯气体进行增压；
（4）富集气体回收充装：气体压缩机压缩后的气体，通向原来高纯气体充装钢瓶组，实施高纯气体的瓶装气体充装，将本来是自然汽化后富集在高纯气体液体在储罐顶部，到达安全阀起跳压力时向环境中泻压的高纯气体得以回收，可降低原料成本10%左右。
Claims (8)
1.一种气体液体储罐泄压放空回收利用装置，它包括：气体液体储罐、高压液体泵、空气汽化器、缓冲罐、气体压缩机、高压气瓶充装组、气相连接管道，其特征在于：所述的气体液体储罐顶部气相口通过气相连接管道与空气汽化器连接，气体液体储罐底部液相口与高压液体泵连接，所述的高压液体泵与空气汽化器连接，所述的空气汽化器设有两条管路，其中一条管路通过气相连接管道直接与高压气瓶充装组连接，另一条管路与缓冲罐入口连接，所述的缓冲罐顶部出口设有管路与气体压缩机吸气口连接，所述的气体压缩机排气口与高压气瓶充装组连接。
2.根据权利要求1所述的一种气体液体储罐泄压放空回收利用装置，其特征在于：所述的气体液体储罐为高纯氮气液体储罐、高纯氩气液体储罐和高纯氧气液体储罐。
3.一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：
（1）自然汽化气体的收集：高纯气体液体在储罐内由于低温液体与外界环境温度相差达200℃左右，因此，很容易自然汽化，汽化后的高纯气体富集在低温液体储罐的顶部，液体储罐顶部设有放空管阀，将其与原有工业气体充装装置中的空气汽化器前相连接，实施气体的收集；
（2）富集气体的进一步汽化、收集：高纯气体液体在储罐富集的高纯气体通过与空气汽化器连接，由于外界温度远远高于富集气体温度，因此，进一步得到汽化，再次汽化的高纯气体进入气体缓冲罐；
（3）富集气体的压缩回收：在上述缓冲罐与原来高纯气体充装系统中增设一台气体压缩机，将低压高纯气体进行增压；
（4）富集气体回收充装：气体压缩机压缩后的气体，通向原来高纯气体充装钢瓶组，实施高纯气体的瓶装气体充装，将本来是自然汽化后富集在高纯气体液体在储罐顶部，到达安全阀起跳压力时向环境中泻压的高纯气体得以回收。
4.根据权利要求3所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，其特征在于：所述的自然汽化气体的收集是利了用原来高纯气体液体在储罐内上部气相的空间，当液体储罐安全阀设定起跳压力为1.0MPa时，在液体储罐压力上升到0.95MPa时，打开液体储罐顶部放空阀，将富集气体泻向空气汽化器，实施气体的收集。
5. 根据权利要求3所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，其特征在于：所述的空气汽化器是工业气体充装过程中常用的翅片式空温式汽化器。
6.根据权利要求3所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，其特征在于：所述的气体缓冲罐是碳钢材料制造的压力容器，设计压力在1.5MPa，使用压力在1.3MPa。
7.根据权利要求3所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，其特征在于：所述的气体压缩机是采用的隔膜式压缩机，其最高压缩压力可达到20.0MPa。
8.根据权利要求3所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法，其特征在于：所述的高纯气体充装钢瓶组，是由40L高压气瓶，20个为一组所组成的充装系统，钢瓶充装压力为20.0MPa以内。
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