CN111420482A - 一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔及回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔及回收方法，属于消防应用设备技术领域，所述的整体式多级气体灭火剂分离回收塔包括塔体，塔体下段与进气管连通，进气管上设有过滤器，塔体底部设有排液管，排液管与平衡回收桶Ⅰ连通；塔体顶部设有排气管，排气管上设有排气阀；塔体内设置有多个回收单元，所述的回收单元包括深冷换热器、分离回收器；分离回收器与塔体的间隙形成储液槽，各储液槽分别通过排液管与对应的平衡回收桶相连通，分离回收器包括分离帽、集气板和导气板，分离帽为多叶式结构。本发明装置使得混合气体被逐级冷却液化，能节约冷介质的用量，降低分离回收能耗，通过本发明方法，能使得混合气体灭火剂实现分离回收。
Description
技术领域
本发明属于消防应用设备技术领域，具体地说，涉及一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔及回收方法。
背景技术
在消防领域，七氟丙烷、六氟丙烷、哈龙(1211、1301)等气体灭火剂是依靠高压氮气将储存在钢瓶内的灭火剂压出实现灭火的。在气体灭火系统的检验时，需要对灭火剂进行泄放，泄放后直接排放会对环境产生一定的危害，而且也造成了灭火剂的大量浪费，因此，通常会进行灭火剂的回收。目前，气体灭火剂的回收普遍采用高压、吸附等手段，存在能耗高、压力大、回收率低等缺点，现场泄放的灭火剂可能是多种气体灭火剂和氮气、二氧化碳的混合气，经传统方法回收后还需要进一步分离才能再次使用，回收能耗高，效率低。
因此，有必要提出一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔及回收方法，能将混合气体灭火剂分离回收，节约能耗，回收率高。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔及回收方法，利用气体灭火剂在低温下液化、不同气体灭火剂的露点温度不同的物理特性，采用整体式回收塔，内设多级回收单元，混合气体被逐级冷却液化，能节约冷介质用量，尤其是高等级冷介质的用量，降低分离回收能耗，随着冷却温度的依次降低，将各气体灭火剂进行分离回收。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔，所述的整体式多级气体灭火剂分离回收塔包括塔体，塔体外壁设有保温层，塔体下段与进气管连通，进气管上设有过滤器，塔体底部设有排液管，排液管与平衡回收桶Ⅰ连通；塔体顶部设有排气管，排气管上设有排气阀；塔体内设置有多个回收单元，所述的回收单元包括深冷换热器、分离回收器，分离回收器固定设置在塔体内，且位于深冷换热器的上方，各级回收单元自下而上排布；分离回收器与塔体的间隙形成储液槽，各储液槽分别通过排液管与对应的平衡回收桶相连通；所述的分离回收器包括分离帽、集气板和导气板，分离帽与导气板焊接，导气板与集气板焊接，分离帽为多叶式结构。
作为优选，所述的排液管上设有排液阀，塔体底部及各储液槽内设有液位控制器，各液位控制器分别与对应的排液阀连接。
作为优选，所述的深冷换热器设置有冷介质流通管道，进液端的管道上设置流量控制阀，深冷换热器内设置温度传感器，分离回收器内设置有压力控制阀及压力传感器，流量控制阀、压力控制阀、温度传感器、压力传感器均与控制器连接。
作为优选，所述的分离帽包括锥形叶片和锥环叶片，分离帽的第一级为锥形叶片，锥环叶片通过支撑杆与锥形叶片连接，锥环叶片之间通过支撑杆连接。
进一步地，所述的锥形叶片直径大于与其最接近的锥环叶片顶环的直径且小于该锥环叶片底环直径，各锥环叶片的顶环直径相同，底环直径自上而下逐级增大。
一种混合气体灭火剂分离回收方法，具体步骤为：
1)过滤：将混合气体灭火剂输送到过滤器中进行过滤，去除固体杂质与水分；
2)一级液化回收：过滤后的混合气体进入第一级回收单元，气体自下而上，经深冷换热器进行换热，调节冷介质的类型及通入量，使得露点较高的气体灭火剂首先被液化，液化后的气体灭火剂落入塔体底部，经排液管排入平衡回收桶Ⅰ内储存；
3)二级液化回收：在第一级回收单元内未被液化的气体灭火剂穿过分离回收器进入第二级回收单元，经过深冷换热器进行换热，调节冷介质的类型及通入量，露点较低的气体灭火剂被液化，液化后的气体灭火剂落入第一级分离回收器与塔体间形成的储液槽内，经管道排入该级平衡回收桶内储存；
4)n级液化回收：上一级回收单元内未被液化的气体灭火剂穿过分离回收器进入第n级回收单元，经过深冷换热器进行换热，调节冷介质的类型及通入量，部分气体灭火剂被液化，液化后的气体灭火剂落入上一级分离回收器与塔体间形成的储液槽内，经管道排入该级平衡回收桶内储存，如此多级处理，根据混合气体灭火剂各组成成分的露点温度不同，将各气体灭火剂分离回收，最后所剩的氮气通过排气管排放。
本发明的有益效果：本发明采用整体式回收塔，内设多级回收单元，混合气体被逐级冷却液化，能节约冷介质用量，尤其是高等级冷介质的用量，降低分离回收能耗，利用气体灭火剂在低温下液化、不同气体灭火剂的露点温度不同的物理特性，使得混合气体在塔体内自下而上依次降低温度，从而将各气体灭火剂进行分离回收。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明分离回收器结构示意图；
图中，1-塔体、2-进气管、3-过滤器、4-保温层、5-排液管、6-平衡回收桶Ⅰ、7-排气管、8-排气阀、9-深冷换热器、10-储液槽、11-平衡回收桶、12-分离回收器、13-压力控制阀、14-流量控制阀、15-控制器、16-液位控制器、17-排液阀、18-集气板、19-导气板、20-锥环叶片、21-锥形叶片、22-支撑杆。
具体实施方式
一种混合气体灭火剂分离回收方法，具体步骤为：
1)过滤：将混合气体灭火剂输送到过滤器3中进行过滤，去除固体杂质与水分；
2)一级液化回收：过滤后的混合气体进入第一级回收单元，气体自下而上，经深冷换热器9进行换热，调节冷介质的类型及通入量，使得露点较高的气体灭火剂首先被液化，液化后的气体灭火剂落入塔体1底部，经排液管排入平衡回收桶Ⅰ6内储存；
3)二级液化回收：在第一级回收单元内未被液化的气体灭火剂穿过分离回收器12进入第二级回收单元，经过深冷换热器9进行换热，调节冷介质的类型及通入量，露点较低的气体灭火剂被液化，液化后的气体灭火剂落入第一级分离回收器12与塔体1间形成的储液槽10内，经管道排入该级平衡回收桶11内储存；
4)n级液化回收：上一级回收单元内未被液化的气体灭火剂穿过分离回收器12进入第n级回收单元，经过深冷换热器9进行换热，调节冷介质的类型及通入量，部分气体灭火剂被液化，液化后的气体灭火剂落入上一级分离回收器12与塔体1间形成的储液槽10内，经管道排入该级平衡回收桶11内储存，如此多级处理，根据混合气体灭火剂各组成成分的露点温度不同，将各气体灭火剂分离回收，最后所剩的氮气通过排气管排放。
根据上述混合气体灭火剂的分离回收方法，提供了一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔，具体结构为：
如图1、图2所示，整体式多级气体灭火剂分离回收塔包括塔体1，塔体1的横截面为圆形，塔体1外壁设有保温层4，能维持塔体1内的冷量不流失，减少冷介质的用量，塔体1下段与进气管2连通，进气管2上设有过滤器3，设置过滤器3能将混合气体中的水分及杂质过滤，净化进入塔体1内的气体，减少回收的气体灭火剂中的杂质；塔体1底部设有排液管5，排液管5与平衡回收桶Ⅰ6连通，排液管5上设有排液阀17，塔体1底部设有液位控制器16，液位控制器16与排液阀17连接，液位控制器16为市售的成熟元件，能设定上、下液位值，当塔体1底部的液位达到上液位值时，液位控制器16控制排液阀17打开，将液态气体灭火剂排入平衡回收桶Ⅰ6中储存，当液位达到下液位值时，液位控制器16控制排液阀17关闭。
塔体1顶部设有排气管7，排气管7上设有排气阀8，打开排气阀8，经过塔体1内多级回收单元处理后剩余的氮气等气体，通过排气管7排放。塔体1内设置有多个回收单元，所述的回收单元包括深冷换热器9、分离回收器12，分离回收器12固定设置在塔体1内，且位于深冷换热器9的上方，各级回收单元自下而上排布，分离回收器12与塔体1的间隙形成储液槽10，各储液槽10分别通过排液管5与对应的平衡回收桶11相连通，各储液槽10内设置液位控制器16，分别与各级排液管5上的排液阀17连接，实现储液槽10内的液态气体灭火剂分别进入平衡回收桶11内储存。深冷换热器9设置有冷介质流通管道，进液端的管道上设置流量控制阀14，深冷换热器9内设置温度传感器，分离回收器12内设置有压力控制阀13及压力传感器，流量控制阀14、压力控制阀13、温度传感器、压力传感器均与控制器15连接，控制器15根据压力值的大小，控制压力控制阀13的开度，以调节各级分离回收器12内的压力；控制器15根据温度值的大小，控制流量控制阀14的开度，调节各级深冷换热器9内的冷介质通入量，以调节各级分离回收器12内的温度。
所述的分离回收器12包括分离帽、集气板18和导气板19，集气板18为锥台型板，导气板19为柱形板，集气板18将经过深冷换热器9的气体集纳，通过导气板19引导气体向上移动，分离帽与导气板19焊接，导气板19与集气板18焊接，分离帽为多叶式结构。所述的分离帽包括锥形叶片21和锥环叶片20，分离帽的第一级为锥形叶片21，锥环叶片20通过支撑杆22与锥形叶片21连接，锥环叶片20之间通过支撑杆22连接，锥形叶片21直径大于与其最接近的锥环叶片20顶环的直径且小于该锥环叶片20底环直径，各锥环叶片20的顶环直径相同，底环直径自上而下逐级增大，分离帽的多叶式结构设计，能保证气体能顺利通过，气体到达下一级回收单元，还能确保经下一级深冷换热器9液化后的灭火剂不落入本级回收单元，使得各气体灭火剂分离，不相互掺杂。
实施例
混合气体成分为七氟丙烷、六氟丙烷、哈龙(1301)和氮气。
七氟丙烷的物理性质：沸点为-16.4℃，凝固点为-131℃，临界温度为101.7℃，临界压力为2.912Mpa；
六氟丙烷的物理性质：沸点为-1.4℃，凝固点为-93.6℃，临界温度为124.9℃，临界压力为3.20Mpa；
1301的物理性质：沸点为-57.85℃。
氮气的物理性质：沸点为-195.55℃。
混合气体输送到过滤器中进行过滤，去除固体杂质与水分；过滤后的混合气体进入第一级回收单元，将温度降低至-10℃，气体自下而上，经深冷换热器进行换热，使得露点较高的六氟丙烷气体灭火剂首先被液化，落入塔体底部，经排液管5排入平衡回收桶Ⅰ6内储存；
在第一级回收单元内未被液化的气体灭火剂和氮气穿过分离回收器进入第二级回收单元，经过深冷换热器进行换热，将温度降低至-25℃，七氟丙烷被液化，液化后落入第一级分离回收器与塔体间形成的储液槽内，经排液管5排入该级平衡回收桶11内储存；
在第二级回收单元内未被液化的气体灭火剂和氮气穿过分离回收器进入第三级回收单元，经过深冷换热器进行换热，将温度降低至-65℃，哈龙(1301)被液化，液化后落入第二级分离回收器与塔体间形成的储液槽内，经排液管5排入该级平衡回收桶11内储存；最后氮气通过排气管7排放。
本发明采用整体式回收塔，内设多级回收单元，混合气体被逐级冷却液化，能节约高等级冷介质的用量，降低分离回收能耗，利用气体灭火剂在低温下液化、不同气体灭火剂的露点温度不同的物理特性，使得混合气体在塔体内自下而上依次降低温度，从而将各气体灭火剂进行分离回收。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔，其特征在于：所述的整体式多级气体灭火剂分离回收塔包括塔体及多个回收单元，塔体外壁设有保温层，塔体下段与进气管连通，进气管上设有过滤器，塔体底部设有排液管，排液管与平衡回收桶Ⅰ连通；塔体顶部设有排气管，排气管上设有排气阀；回收单元设置在塔体内，所述的回收单元包括深冷换热器、分离回收器，分离回收器固定设置在塔体内，且位于深冷换热器的上方，各级回收单元自下而上排布；分离回收器与塔体的间隙形成储液槽，各储液槽分别通过排液管与对应的平衡回收桶相连通；所述的分离回收器包括分离帽、集气板和导气板，分离帽与导气板焊接，导气板与集气板焊接，分离帽为多叶式结构。
2.根据权利要求1所述的一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔，其特征在于：所述的排液管上设有排液阀，塔体底部及各储液槽内设有液位控制器，各液位控制器分别与对应的排液阀连接。
3.根据权利要求1所述的一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔，其特征在于：所述的深冷换热器设置有冷介质流通管道，进液端的管道上设置流量控制阀，深冷换热器内设置温度传感器，分离回收器内设置有压力控制阀及压力传感器，流量控制阀、压力控制阀、温度传感器、压力传感器均与控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔，其特征在于：所述的分离帽包括锥形叶片和锥环叶片，分离帽的第一级为锥形叶片，锥环叶片通过支撑杆与锥形叶片连接，锥环叶片之间通过支撑杆连接。
5.根据权利要求4所述的一种整体式多级气体灭火剂分离回收塔，其特征在于：所述的锥形叶片直径大于与其最接近的锥环叶片顶环的直径且小于该锥环叶片底环直径，各锥环叶片的顶环直径相同，底环直径自上而下逐级增大。
6.一种混合气体灭火剂分离回收方法，其特征在于：具体步骤为：
1)过滤：将混合气体灭火剂输送到过滤器中进行过滤，去除固体杂质与水分；
2)一级液化回收：过滤后的混合气体进入第一级回收单元，气体自下而上，经深冷换热器进行换热，调节冷介质的类型及通入量，使得露点较高的气体灭火剂首先被液化，液化后的气体灭火剂落入塔体底部，经排液管排入平衡回收桶Ⅰ内储存；
3)二级液化回收：在第一级回收单元内未被液化的气体灭火剂穿过分离回收器进入第二级回收单元，经过深冷换热器进行换热，调节冷介质的类型及通入量，露点较低的气体灭火剂被液化，液化后的气体灭火剂落入第一级分离回收器与塔体间形成的储液槽内，经管道排入该级平衡回收桶内储存；
4)n级液化回收：上一级回收单元内未被液化的气体灭火剂穿过分离回收器进入第n级回收单元，经过深冷换热器进行换热，调节冷介质的类型及通入量，气体灭火剂被液化，液化后的气体灭火剂落入上一级分离回收器与塔体间形成的储液槽内，经管道排入该级平衡回收桶内储存，最后所剩的氮气通过排气管排放。
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|---|---|---|---|---|
| TWI759873B (zh) * | 2020-09-21 | 2022-04-01 | 帆珩企業股份有限公司 | 滅火器換藥系統 |
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- 2020-05-11 CN CN202010391594.9A patent/CN111420482A/zh active Pending
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