CN115615065B - 一种回收安全阀出口气及净化不凝气的设备及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于吸收式制冷及热泵领域，特别涉及一种回收安全阀出口气及净化不凝气的设备及其应用，包括立式圆筒及位于圆筒上下的封头；上封头内部设有液体分布器，且上封头上端设有不凝气出口，上封头侧端设有贫液进口；下封头内部设有气体分布器，且下封头底端设有吸收液出口，下封头侧端设有用于不凝气及安全阀出口气进入的气体进口；圆筒外部设有夹套，夹套内设有围绕圆筒的盘管，盘管下端进口为贫液进口，上端出口为贫液出口，贫液出口连通上封头侧端贫液进口，夹套上设有液体进口、气体出口。本发明回收了安全阀出口气及不凝气中的制冷剂，避免了机组中制冷剂的流失，保证了机组的性能，使机组更加长久稳定的运行。

Description

一种回收安全阀出口气及净化不凝气的设备及其应用

技术领域

本发明属于吸收式制冷及热泵领域，特别涉及一种回收安全阀出口气及净化不凝气的设备及其应用。

背景技术

在氨吸收式制冷机组中为了系统的安全运行，通常在系统中设置安全附件如安全阀，当系统中一旦出现超压，安全阀立即起跳泄压。设置安全阀的设备有发生器、吸收器、蒸发器及缓冲罐。这些安全阀起跳泄压的出口气中95%以上为氨气，氨为有毒有害且易爆的介质，所以安全阀出口气无法直接排入大气。通常处理这些安全阀出口气的做法有两种，第一种是将安全阀出口气引入火炬系统中进行燃烧降解后排放，第二种是引入水吸收处理系统中进行吸收。以上两种做法都会造成氨吸收式制冷机组中氨的流失，机组长久运行后会造成制冷能力的下降且增加了结晶的风险。此外新建火炬系统或水吸收系统，成本较高。

在氨吸收式制冷机组中会无可避免地存在不凝气，高压侧不凝气主要集中在冷凝器中，低压侧不凝气主要集中在吸收器中。高压侧不凝气的存在会引起冷凝器中的冷凝压力上升，冷凝压力的升高会导致发生器压力升高，发生器压力升高势必造成热源的输入增加，热源输入的增加一方面过多地消耗了能源，另一方面容易引发系统的结晶。低压侧不凝气的存在会导致吸收器的吸收吸收效率下降，吸收器吸效率的下降会导致机组的制冷能力下降。所以在机组运行过程中，需要定期进行排放不凝气。排放的不凝气中含有氨，处理不凝气的方式与以上处理安全阀出口气的方式基本相同。另外低压侧的不凝气因为吸收器的压力较低（因为制冷深度的要求，通常低于大气压），排放不凝气需要增加额外的抽气机（压缩机）进行抽气。而高压侧不凝气的压力（冷凝器的压力）通常在1.0MPa（表压）左右。设法将此部分高压侧不凝气的排放压力用于引射增压低压侧的不凝气，替代原抽气机成为一种可能。

发明内容

为了解决背景技术中提到的问题，提供一种回收安全阀出口气及净化不凝气的设备。

通过以下技术方案来实现上述目的：

一种回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，包括立式圆筒及位于圆筒上下的封头；

上封头内部设有液体分布器，且上封头上端设有不凝气出口，上封头侧端设有贫液进口；

下封头内部设有气体分布器，且下封头底端设有吸收液出口，下封头侧端设有用于不凝气及安全阀出口气进入的气体进口；

所述圆筒外部设有夹套，所述夹套内设有围绕圆筒的盘管，盘管下端进口为贫液进口，上端出口为贫液出口，所述贫液出口连通上封头侧端贫液进口，所述夹套上设有液体进口、气体出口；

所述圆筒内部设有内螺旋绕管，所述内螺旋绕管底端的进口通过引出管连接夹套的气体出口，所述内螺旋绕管上端的气体出口用于连接外部吸收器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述气体分布器和液体分布器结构相同，包括圆环状总管，所述总管上设置若N根分布管，分布管中均布若干个分布孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内螺旋绕管由进出气总管和进出气总管之间的N个气体支管组成，内螺旋绕管螺旋段由N个气体支管以一定的节距绕成螺旋状。

本发明还提供一种吸收式制冷循环系统，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器及缓冲罐，以及位于缓冲罐和蒸发器之间的GVX换热器、位于发生器和吸收器之间的GAX换热器和预冷器，还包括引射器和上述回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，所述下封头侧端的气体进口连接两路气体来源，一路来自引射器利用冷凝器高压侧不凝气引射吸收器低压侧不凝气后的混合气体，另一路来自发生器、吸收器、蒸发器及缓冲罐上的安全阀出口气。

作为上述技术方案的进一步改进，所述缓冲罐的液态制冷剂出口连接所述夹套的液体进口，所述内螺旋绕管上端的气体出口连接吸收器的气态制冷剂进口，所述下封头的底端吸收液出口连接至吸收器与GAX换热器之间的管路上，且位于管路上溶液泵的进液侧，所述夹套的贫液进口连接GAX换热器的贫液出口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述引射器的高压侧和低压侧管路上均设有节流阀。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括水槽，所述回收安全阀出口气及净化不凝气的设备的上封头不凝气出口连通水槽。

本发明的有益效果在于：

（1）回收了安全阀出口气及不凝气中的氨，避免了机组中氨的流失，保证了机组的性能，使机组更加长久稳定的运行。

（2）替代了火炬系统或水吸收系统，节能环保，同时降低了系统的成本。

（3）回收了机组中高压侧不凝气排放的压力能用于引射增压低压侧不凝气的压力，提高机组内部能量的利用率，降低机组的能耗。

（4）气体处理设备内部气（液）分布器与内螺旋绕管的特殊结构，提高了气（液）分布器的分布性能，延长了螺旋绕管外壁液膜的挂壁时间。极大地提高了降膜吸收设备的吸收性能。

附图说明

图1是本发明回收安全阀出口气及净化不凝气的设备结构示意图；

图2是图1中A-A剖视示意图；

图3是图1中F-F剖视示意图；

图4是图1中内螺旋绕管结构示意图；

图5是图4中内螺旋绕管的B-B、C-C、D-D和E-E剖视图；

图6为本发明吸收式制冷循环系统流程图。

图示：1、内螺旋绕管；2、液体分布器；3、气体分布器；4、不凝气出口；5、吸收液出口；6、用于不凝气及安全阀出口气进入的气体进口；7、夹套的液体进口；8、夹套；9、盘管；10、盘管的贫液出口；11、上封头的贫液进口；12、盘管的贫液进口；13、内螺旋绕管的气体进口；14、内螺旋绕管的气体出口；15、夹套的气体出口；16、引出管；

100、总管；200、分布管；300、分布孔；

20、发生器；21、GAX换热器；22、预冷器；23、吸收器；24、溶液泵；25、冷凝器；26、缓冲罐；27、GVX换热器；28、蒸发器；29、引射器；30、水槽。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请做出一些非本质的改进和调整。

如图1所示，本发明回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，为上下封头+立式圆筒结构；上封头内部设有液体分布器3，且上封头上端设有不凝气出口4，上封头侧端设有贫液进口11；

下封头内部设有气体分布器3，且下封头底端设有吸收液出口5，下封头侧端设有用于不凝气及安全阀出口气进入的气体进口6；

圆筒外部设有夹套8，夹套8内设有围绕圆筒的盘管9，盘管9下端进口为贫液进口12，上端出口为贫液出口10，贫液出口10连通上封头侧端贫液进口11，夹套8上设有液体进口7、气体出口15；

圆筒内部设有内螺旋绕管1，内螺旋绕管1底端的进口通过引出管16连接夹套8的气体出口15，内螺旋绕管1上端的气体出口14用于连接外部吸收器。

如图2-3所示，气体分布器3与液体分布器2结构相同，均为圆环状进气（液）总管100、在进气（液）总管100上设置若N根气（液）分布管200，气（液）分布管200中均布若干个气（液）分布孔300。内螺旋绕管1底部如图4-5所示，分为进气总管和N个气体支管，内螺旋绕管1螺旋段为N个气体支管按一定的节距绕成螺旋状。气体分布器3与液体分布器2与内螺旋绕管1的特殊结构，提高了气体分布器3与液体分布器2的分布性能，延长了螺旋绕管外壁液膜的挂壁时间，极大地提高了降膜吸收设备的吸收性能。

如图6所示，本实施例中的一种吸收式制冷循环系统，包括发生器20、吸收器23、蒸发器28、冷凝器25及缓冲罐26，以及位于缓冲罐26和蒸发器28之间的GVX换热器、位于发生器和吸收器之间的GAX换热器和预冷器，还包括引射器和上述回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，下封头侧端的气体进口6连接两路气体来源，一路来自引射器29利用冷凝器25高压侧不凝气引射吸收器23低压侧不凝气后的混合气体，另一路来自发生器20、吸收器23、蒸发器28、及缓冲罐26上的安全阀出口气A1、A2、A3、A4，回收安全阀出口气及净化不凝气的设备的上封头不凝气出口4连通水槽30，经液封二次洗涤净化。

在原氨吸收式制冷机组中增加一台引射器29和一台回收安全阀出口气及净化不凝气的设备。引射器29是用冷凝器25中的高压不凝气引射吸收器23中的低压不凝气，引射后的混合气体引入回收安全阀出口气及净化不凝气的设备中进行净化处理。回收了机组中高压侧不凝气排放的压力能用于引射增压低压侧不凝气的压力，提高机组内部能量的利用率，降低机组的能耗。

将发生器20、吸收器23、蒸发器28、及缓冲罐26上的安全阀出口气引入气体处理设备的中进行净化处理，气体处理设备净化后的尾气引入水槽30中进行液封二次洗涤净化。回收了安全阀出口气及不凝气中的氨，避免了机组中氨的流失，保证了机组的性能，使机组更加长久稳定的运行。

缓冲罐26的液态制冷剂出口连接夹套8的液体进口，内螺旋绕管1上端的气体出口连接吸收器23的气态制冷剂进口，下封头的底端吸收液出口连接至吸收器23与GAX换热器21之间的管路上，且位于管路上溶液泵24的进液侧，夹套8的贫液进口连接GAX换热器21的贫液出口。

将GAX换热器21出口中的贫液引一路进入夹套8内的盘管9中，同时将缓冲罐26中的液氨引一路经过节流减压阀进入夹套8中，节流减压后的低压态液氨在夹套8内吸收盘管9内贫液的热量将贫液降温，同时自身气化成低温态气体并通过气氨引出管从底部引入内螺旋绕管1中。盘管9内经降温后的贫液引入上封头中的液体分布器2中，经液体分布器2均匀地分布在内螺旋绕管1外表面上，贫液在内螺旋绕管1外表面上受重力下落，在内螺旋绕管1外表面上形成降膜。下封头上的进气口气体来源有两路，一路来自引射器29引射后的混合气体，另一路来自发生器20、吸收器23、蒸发器28及缓冲罐26上的安全阀出口气。两路气体经气体分布器3后由下向上，均匀地与内螺旋绕管1外表面上的液膜接触被吸收，吸收放出的热量由内螺旋绕管1内低温气氨带走，气氨最终回到吸收器23被吸收。气体处理设备中吸收形成的吸收液最终引入溶液泵24被增压送至发生器20中，而顶部经净化后的尾气引入水槽30中经液封二次洗涤净化。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，其特征在于，包括立式圆筒及位于圆筒上下的封头；

上封头内部设有液体分布器，且上封头上端设有不凝气出口，上封头侧端设有贫液进口；

下封头内部设有气体分布器，且下封头底端设有吸收液出口，下封头侧端设有用于不凝气及安全阀出口气进入的气体进口；

所述圆筒外部设有夹套，所述夹套内设有围绕圆筒的盘管，盘管下端进口为贫液进口，上端出口为贫液出口，所述贫液出口连通上封头侧端贫液进口，所述夹套上设有液体进口、气体出口；

所述圆筒内部设有内螺旋绕管，所述内螺旋绕管底端的进口通过引出管连接夹套的气体出口，所述内螺旋绕管上端的气体出口用于连接外部吸收器。

2.根据权利要求1所述的回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，其特征在于，所述气体分布器和液体分布器结构相同，包括圆环状总管，所述总管上设置若N根分布管，分布管中均布若干个分布孔。

3.根据权利要求1所述的回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，其特征在于，所述内螺旋绕管由进出气总管和进出气总管之间的N个气体支管组成，内螺旋绕管螺旋段由N个气体支管以一定的节距绕成螺旋状。

4.一种吸收式制冷循环系统，包括发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器及缓冲罐，以及位于缓冲罐和蒸发器之间的GVX换热器、位于发生器和吸收器之间的GAX换热器和预冷器，其特征在于，还包括引射器和权利要求1-3任一所述的回收安全阀出口气及净化不凝气的设备，所述下封头侧端的气体进口连接两路气体来源，一路来自引射器利用冷凝器高压侧不凝气引射吸收器低压侧不凝气后的混合气体，另一路来自发生器、吸收器、蒸发器及缓冲罐上的安全阀出口气。

5.根据权利要求4所述的吸收式制冷循环系统，其特征在于，所述缓冲罐的液态制冷剂出口连接所述夹套的液体进口，所述内螺旋绕管上端的气体出口连接吸收器的气态制冷剂进口，所述下封头的底端吸收液出口连接至吸收器与GAX换热器之间的管路上，且位于管路上溶液泵的进液侧，所述夹套的贫液进口连接GAX换热器的贫液出口。

6.根据权利要求4所述的吸收式制冷循环系统，其特征在于，所述引射器的高压侧和低压侧管路上均设有节流阀。

7.根据权利要求4所述的吸收式制冷循环系统，其特征在于，还包括水槽，所述回收安全阀出口气及净化不凝气的设备的上封头不凝气出口连通水槽。

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