CN216557943U - 一种氩气回收液化装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种氩气回收液化装置，包括储存装置、输气管和换热装置，输气管用于将排放氩气的管道与所述储存装置连通；换热装置设于输气管与储存装置之间，换热装置用于将经过其的氩气降温液化为液氩。本实用新型在使用时，通过输气管将排放的氩气输送至换热装置进行热交换，以使氩气液化为液氩，储存装置内压力小于输气管内的压力，从而使得液氩流入储存装置内储存，进而达到对排放的氩气直接进行液化成液氩回收，避免资源的浪费。

Description

一种氩气回收液化装置
技术领域
本实用新型涉及氩气回收设备领域，特别是涉及一种氩气回收液化装置。
背景技术
目前，高纯液氩是十分重要的工业稀有气体品种之一，广泛应用于冶炼、焊接、太阳能电池和微电子制造等行业。液氩通常采用低温液体槽车进行运输，也即是液氩需要用低温液体槽车充装后外销其它企业，在卸货时，通常需要将液体槽车的槽罐进行升压至0.6-0.8Mpa再卸货，但由于槽车槽罐内的液氩是不能完全卸完的，会存留部分液体在槽车槽罐内，导致槽车送货回厂路途中，槽罐内的少量低温液体在槽车的槽罐内会继续气化，从而使得槽车槽罐内的压力升高。当再次进行充装前须将槽罐内的氩气放空降低槽罐内压力才能顺利充装，否则由于槽车槽罐内压力高于储存液氩储槽配置的充装泵出口压力或液氩储槽压力而导致液氩无法充入或自流进入槽车的槽罐内。但是，又由于氩气在空气中属于稀有气体，在空气中占比0.78％，在深冷法空气分离过程中要消耗大量电能才能获得少量液氩，将其放空会造成较大的经济损失，造成资源浪费，同时低温气体(氩气)在排放过程中产生较大的噪音以及导致周围空气雾化，造成安全与环保隐患。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种氩气回收液化装置，其能够对排放的氩气直接进行液化成液氩回收，避免资源的浪费。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
一种氩气回收液化装置，包括：
储存装置；
输气管，用于将排放氩气的管道与所述储存装置连通；
换热装置，设于所述输气管与所述储存装置之间，用于将经过其的氩气降温液化为液氩。
进一步地，本实用新型还包括有调节装置，所述调节装置用于根据储存装置内的压力自动调节所述输气管输送至换热装置进行热交换的氩气的流量。
进一步地，所述调节装置包括有压力传感器，所述压力传感器设置于与储存装置连接的输气管上，用于检测所述储存装置内的压力。
进一步地，所述调节装置还包括有调节阀，所述调节阀设置于所述输气管上，用于控制所述输气管输送至所述换热装置进行热交换氩气的流量。
进一步地，所述调节装置还包括有控制系统，所述控制系统用于接收所述压力传感器的检测结果并且能够根据该检测结果的检测信号控制调整所述调节阀的阀门打开位置。
进一步地，所述换热装置包括有冷凝器和冷源，所述冷凝器设置于所述储存装置的气相进口端，所述冷源用于进入所述冷凝器内与所述输气管输送至所述冷凝器内的氩气进行热交换。
进一步地，本实用新型还包括有空分装置和液氮输送管，所述空分装置通过所述液氮输送管与所述冷凝器连通，以使其提供过冷后的液氮作为所述冷凝器的冷源。
进一步地，所述空分装置用于气体分离并能够通过液氮输出管输出过冷液氮，所述液氮输出管上设置有第一控制阀，用于控制所述空分装置输出液氮产品的流量。
进一步地，本实用新型还包括有输气管，所述输气管的一端与所述储存装置连通，所述输气管的另一端与所述空分装置连通，以使换热后的部分液氮被气化后能够进入所述空分装置内回收。
进一步地，所述液氮输送管与所述液氮输出管连通的一端位于所述第一控制阀与所述空分装置之间，所述分支管上还设置有第二控制阀，用于控制所述冷源进入所述冷凝器的流量。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型在使用时，通过输气管将排放的氩气输送至换热装置进行热交换，以使氩气液化为液氩，由于液化过程中储存装置内压力小于输气管内的压力，从而使得液氩流入储存装置内储存，进而达到对排放的氩气直接进行液化成液氩回收，避免资源的浪费。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、储存装置；2、输入管道；20、第三控制阀；3、换热装置；30、冷凝器；4、调节装置；40、调节阀；41、控制系统；5、输气管；6、空分装置；60、输出管；600、第一控制阀；601、液氮输送管；6010、第二控制阀；7、槽车；70、槽罐；8、充装软管；9、充装管道；90、液氩充装泵；91、通断阀； 92、置换排放阀。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做优先描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“顶”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施方式：
如图1所示，本实用新型示出了一种氩气回收液化装置，包括有输入管道2、换热装置3和储存装置1，输入管道2用于将排放氩气的管道与储存装置1连通；换热装置3设于输入管道2与储存装置1之间，用于将经过其的氩气降温液化为液氩。也即是输入管道2输送至换热装置3的氩气降温液化为液氩，并使液氩储存于储存装置1内。其中，储存装置1为储存罐，在其他实施例中，储存装置1也可以为低温储存瓶，在此处不做限定。
本实用新型在使用时，通过输入管道2将排放的氩气输送至换热装置3进行热交换，以使氩气液化为液氩，由于液化过程中储存罐内压力小于输入管道2 内的压力，从而使得液氩流入储存罐内储存，进而达到对排放的氩气直接进行液化成液氩回收，避免资源的浪费。
作为一场应用场景，槽车7的槽罐70内的残余氩气通过上述的输入管道2 输送至换热装置3进行液化，从而使得将槽罐70内的残余氩气进行回收，避免槽罐70内的残余氩气排放至空气中而导致氩气资源浪费及周围空气雾化，造成安全与环保隐患。在此回收过程中，由于液化过程致使储存罐内压力小于输入管道2内的压力，气态氩气在液化时体积急剧减少，还能够加快槽罐70内残余氩气的泄压速度，提高槽车7充装液氩的工作效率。
值得说明的是，储存罐的底部通过液氩充装装置与槽车7的槽罐70内连接，使得回收在储存罐内的液氩通过液氩充装装置充装进入槽罐70内，实现资源的循环利用，避免造成资源浪费。其中，液氩充装装置包括有液氩充装泵90和充装管道9，充装管道9用于连接储存罐和槽罐70，而液氩充装泵90设置于充装管道9上，用于将储存罐内液氩充装入槽车7的槽罐70内。当然，在充装管道 9上还设置有通断阀91，通断阀91与槽车7之间设置有置换排放阀92，置换排放阀92用于将槽罐连接充装软管8内进行吹扫置换，避免充装软管8内出现不同于氩气的杂质气体。也即可以理解，当对充装软管8内进行吹扫置换时，通断阀91是处于关闭状态的。置换排放阀92与通断阀91应尽量靠近安装。由于对充装软管8内进行吹扫置换为槽车7充装液氩前的常规操作，在此处不做详细说明。
本实施例中，换热装置3包括有冷凝器30和冷源，冷凝器30设置于储存罐的气相进口端，冷源用于进入冷凝器30内与输入管道2输送至冷凝器30内的氩气进行热交换。由于冷凝器30属于高效低温换热器的一种，通过冷热源换热能把气体转变成液体，将气相通道中的热量，以很快的方式，传给液相通道中冷源，气相通道中的气体因此也快速降温至液化温度。所以，冷凝器30的温度都是低温的，通过冷源(低温液体)进入冷凝器30内与输入管道2输送至冷凝器30内的氩气进行热交换，从而使得氩气液化为液氩，进而达到对排放的氩气直接进行液化成液氩储存于储存罐内回收的效果。
在上述结构的基础上，本实用新型还包括有空分装置6，空分装置6用于气体分离并能够通过输出管60输出液氮，也即是进入空分装置6内的氮气经过空分装置6的上塔之后能够于继续参与空分装置上塔精馏过程，而在下塔内生成的液氮经过冷箱内的过冷换热器换热后温度降低至-190℃，下塔内生成的液氮大部分作为上塔回流液使用，少部通过输出管60输出作为液氮产品。在此基础上，液氮产品管线引出一条分支管也即是液氮输送管601，液氮输送管601一端与输出管60连通，液氮输送管601的另一端与冷凝器30连通，以使从空分装置6输出的液氮进入冷凝器30作为冷源。由此可知，作为冷凝器的冷源为温度为-190℃的液氮，而从输入管道2输送至冷凝器内的氩气换热后可达到液化温度，进而使得氩气液化为液氩储存于储存罐内。此处需要说明的是，空分装置6 是一种用来分离气体的工业设备，进入空分装置6的氮气能够回收继续参与上塔精馏为现有技术，在此处不做说明。
当然，在液化过程中，换热后的液氮也会出现部分气化，而气化后的液氮变成氮气从冷凝器输出至空分上塔进行回收。因此，为了能够避免氮气资源的二次浪费，空分装置6通过输气管5与冷凝器30连通，也即是输气管5的一端与储存装置1连通，输气管5的另一端与空分装置连通，以使换热后的部分液氮被气化后能够进入空分装置内回收。
本实施例中，在输出管60上设置有第一控制阀600，通过第一控制阀600 控制空分装置6输出液氮产品的流量大小。当然，液氮输送管601与输出管60 连通的一端位于第一控制阀600与空分装置6之间，液氮输送管601上还设置有第二控制阀6010，第二控制阀6010用于控制冷源进入冷凝器的流量，也即是，通过控制第二控制阀6010的阀门确保有足够的冷源与输送至冷凝器的氩气进行热交换。
本实用新型还包括有调节装置4，调节装置4用于根据储存装置1内的压力自动调节输入管道2输送至换热装置3进行热交换的氩气的流量。具体地，调节装置包括有压力传感器、调节阀40和控制系统41，压力传感器设置于与储存装置1连通的输入管道2上，用于检测储存罐内的压力；调节阀40设置于输入管道2上，用于控制输入管道2输送至冷凝器与冷源进行热交换的氩气的流量；控制系统41用于接收压力传感器的检测结果并且能够根据该检测结果的检测信号控制调整调节阀40的阀门打开位置。也即可以理解，当压力传感器检测到储存罐内的压力大于或者等于预设的范围时，控制系统41调整调节阀40的阀门的打开位置，以调整进入冷凝器30的氩气量，确保在热交换过程中的氩气被充分液化，从而确保整个系统的正常运行。由此可知，调节阀40是根据储存罐内的压力设置为自动调节状态，在使用时，可以根据需要逐步手动打开第二控制阀6010的阀门，根据储存罐内的压力状况，直至调节阀40的阀门完全打开，加快槽车7的泄压速度。另外，此处需要说明的是，该控制系统41为PLC或DCS 控制系统，其为现有技术，在此处不对其控制原理进行说明。
本实施例中，在输入管道2上还设置有第三控制阀20，第三控制阀20位于调节阀40和槽车7之间，第三控制阀20用于控制槽车7的槽罐70内输出氩气至换热装置3的通断。为了将氩气回收与液氩充装系统整合，输入管道2远离储存罐的一端与充装管道9连通，充装管道9远离储存罐的一端通过充装软管8 与槽罐70连通。在回收氩气液化的过程中，通断阀91和置换排放阀92是处于关闭状态的，而第三控制阀20处于打开状态；而在液氩充装过程中，置换排放阀92和第三控制阀20是处于关闭状态的。
本实用新型的工作原理：
1、通断阀91关闭，第三控制阀20关闭，置换排放阀92开启；
2、打开槽车7的充装气口，对充装软管8进行置换吹扫；
3、开关置换排放阀92若干次，进行脉冲置换后关闭；
4、打开第三控制阀20，调节阀40根据储存罐内的压力设为自动调节状态；
5、逐步手动打开第二控制阀6010，根据储存罐内压力状况，直至调节阀 40完全打开，槽车7的槽罐70泄压；
6、当槽车7的槽罐70压力接近0.1Mpa时，关闭第三控制阀20和第二控制阀6010；
7、启动液氩充装泵90，打开通断阀91，槽车7开始充装液氩。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种氩气回收液化装置，其特征在于，包括：
储存装置(1)；
输入管道(2)，用于将排放氩气的管道与所述储存装置(1)连通；
换热装置(3)，设于所述输入管道(2)与储存装置(1)之间，用于将经过其的氩气降温液化为液氩。
2.如权利要求1所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：还包括有调节装置(4)，所述调节装置(4)用于根据所述储存装置(1)内的压力自动调节所述输入管道(2)输送至所述换热装置(3)进行热交换的氩气的流量。
3.如权利要求2所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：所述调节装置(4)包括有压力传感器，所述压力传感器设置于与所述储存装置(1)连通的输入管道(2)上，用于检测所述储存装置(1)内的压力。
4.如权利要求3所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：所述调节装置(4)还包括有调节阀(40)，所述调节阀(40)设置于所述输入管道(2)上，用于控制所述输入管道(2)输送至所述换热装置(3)进行热交换氩气的流量。
5.如权利要求4所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：所述调节装置(4)还包括有控制系统(41)，所述控制系统(41)用于接收所述压力传感器的检测结果并且能够根据该检测结果的检测信号控制调整所述调节阀(40)的阀门打开位置。
6.如权利要求1所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：所述换热装置(3)包括有冷凝器(30)和冷源，所述冷凝器(30)设置于所述储存装置(1)的气相进口端，所述冷源用于进入所述冷凝器(30)内与所述输入管道(2)输送至所述冷凝器(30)内的氩气进行热交换。
7.如权利要求6所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：还包括有空分装置(6)和液氮输送管(601)，所述空分装置(6)通过所述液氮输送管(601)与所述冷凝器(30)连通，以使其提供过冷后的液氮作为冷凝器(30)的冷源。
8.如权利要求7所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：所述空分装置(6)用于气体分离并能够通过输出管(60)输出液氮，所述输出管(60)上设置有第一控制阀(600)，所述第一控制阀(600)用于控制所述空分装置(6)输出液氮产品去液氮产品储槽的流量。
9.如权利要求8所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：还包括有输气管(5)，所述输气管(5)的一端与所述储存装置(1)连通，所述输气管(5)的另一端与所述空分装置(6)连通，以使换热后的部分液氮被气化后能够进入所述空分装置(6)内回收。
10.如权利要求9所述的一种氩气回收液化装置，其特征在于：所述液氮输送管(601)与所述输出管(60)连通的一端位于所述第一控制阀(600)与所述空分装置(6)之间，所述液氮输送管(601)上还设置有第二控制阀(6010)，用于控制液氮冷源进入所述冷凝器(30)的流量。
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