CN217302468U - 液氮贮槽和干熄焦系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液氮贮槽，用于向干熄焦炉提供氮源，液氮贮槽包括储罐、输出管和静态蒸发管，输出管的一端与储罐的液相部分选择性地连通，输出管的另一端形成为液氮贮槽的输出端，静态蒸发管的一端与储罐的气相部分选择性地连通，静态蒸发管的另一端与输出管连通。在本实用新型提供的液氮贮槽中，静态蒸发管用于由储罐的气相部分导出液氮蒸发产生的氮气以维持罐压，且静态蒸发管输出氮气的一端连接至输出管，从而使储罐排出的静态蒸发氮气与输出管中的流体混合后，一起作为氮源进入下游设备并完成液氮的气化流程，实现了对静态蒸发氮气的回收利用，降低了干熄焦系统的氮气消耗量，提高了企业的经济效益。本实用新型还提供一种干熄焦系统。

Description

液氮贮槽和干熄焦系统

技术领域

本实用新型涉及干熄焦领域，具体地，涉及一种液氮贮槽和一种包括该液氮贮槽的干熄焦系统。

背景技术

在节能减排和环境治理的时代需求下，钢铁企业和独立焦化厂的熄焦方式逐渐由湿熄焦向干熄焦转变。干熄焦通常是以惰性低温气体(如，最常见为氮气)为载体，通入干熄炉内冷却炽热红焦炭，使红焦炭由1050℃冷却至200℃以下，循环的惰性高温气体热量经回收可用于产生蒸汽或发电。

在正常生产过程中，氮气依靠循环风机在密闭系统内流通循环，由于氮气循环系统总会存在些许漏点，因此需要不断地向系统内补充少量的氮气，以维持系统的平衡。并且，在事故状态下，循环风机停机，循环体气不再流通，此时循环气体系统中会在局部出现一氧化碳、氢气等易燃易爆气体浓度增加的现象，需要及时向系统中大量补充氮气。

为解决上述问题，液氮气化技术已经成为钢铁联合企业和独立焦化厂的成熟技术，在焦化及干熄焦系统中，液氮气化站目前已作为必备的装置之一，得到了广泛的应用，液氮气化站的液氮贮槽能够存储大量液氮，在干熄焦系统需要氮气时，可将液氮贮槽中存储的液氮气化并输出至相应设备(如，干熄焦炉)，以确保系统的安全。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种液氮贮槽和一种干熄焦系统，该液氮贮槽能够减少液氮在存储环节的消耗，提高企业的经济效益。

为实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，提供一种液氮贮槽，用于向干熄焦炉提供氮源，所述液氮贮槽包括储罐、输出管和静态蒸发管，所述输出管的一端与所述储罐的液相部分选择性地连通，所述输出管的另一端形成为所述液氮贮槽的输出端，所述静态蒸发管的一端与所述储罐的气相部分选择性地连通，所述静态蒸发管的另一端与所述输出管连通。

可选地，所述输出管和所述静态蒸发管上均设置有开关阀，所述开关阀用于选择性地导通或封闭对应的管路。

可选地，所述液氮贮槽还包括隔热壳，所述隔热壳套设在所述储罐的外部，用于将所述储罐与所述隔热壳的外部空间隔绝。

可选地，所述液氮贮槽还包括抽真空管和排气管，所述抽真空管设置在所述储罐的外壁与所述隔热壳的内壁之间，所述排气管的一端穿过所述隔热壳并与所述抽真空管连接，所述抽真空管用于抽取所述储罐的外壁与所述隔热壳的内壁之间的气体，并通过所述排气管向所述隔热壳的外部排出所述气体。

可选地，所述液氮贮槽还包括测压组件，所述测压组件通过液相测压管与所述储罐的液相部分选择性地连通，并通过气相测压管与所述储罐的气相部分选择性地连通，以检测所述储罐的液相部分和气相部分的压强。

可选地，所述液氮贮槽还包括排气组件，所述排气组件包括导气管和多个安全阀，所述导气管的一端与所述储罐的气相部分连通，且所述导气管与多个所述安全阀选择性地连通，所述安全阀用于在与所述导气管连通且所述导气管中的压强高于预设安全压强时排出所述导气管中的流体。

可选地，所述导气管上还设置有气相阀，所述气相阀能够选择性地将所述导气管的内部与外界连通，以排出所述导气管中的流体。

可选地，所述液氮贮槽还包括补氮管路，所述补氮管路包括双相连通管和连接管，所述双相连通管的两端分别与所述储罐的液相部分和所述储罐的气相部分选择性地连通，所述连接管的一端与所述双相连通管连通，另一端用于与液氮槽车连接，以接收所述液氮槽车中的液氮。

可选地，所述液氮贮槽还包括过滤管，所述过滤管的两端均与所述双相连通管连通，且所述过滤管的两端与所述双相连通管的连通位置位于所述连接管与所述双相连通管连通位置的两侧，所述过滤管上设置有过滤器，用于对流经所述过滤管的流体进行过滤。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种干熄焦系统，所述干熄焦系统包括干熄焦炉和液氮贮槽，所述液氮贮槽用于向所述干熄焦炉提供氮源，其中，所述液氮贮槽为前面所述的液氮贮槽。

在本实用新型提供的液氮贮槽和干熄焦系统中，静态蒸发管用于由储罐的气相部分导出液氮蒸发产生的氮气以维持罐压，且静态蒸发管输出氮气的一端连接至输出管，从而使储罐排出的静态蒸发氮气与输出管中的流体混合后，一起作为氮源进入下游设备并完成液氮的气化流程，实现了对静态蒸发氮气的回收利用，降低了干熄焦系统的氮气消耗量，提高了企业的经济效益。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的液氮贮槽的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

目前对于液氮气化站内低温液氮贮槽中的液氮，由于环境因素和液氮本身的物理性质，通常会产生静态蒸发现象，为避免贮槽内部压强过大，需不定期排出多余气体。然而，本实用新型的发明人发现，在液氮贮槽的容积较大时，大量的液氮静态蒸发产生氮气的量也相对较多，造成严重的浪费，如对这些静态蒸发的氮气进行回收利用，可大量减少液氮在存储环节的消耗，提高企业的经济效益。

为实现上述目的，作为本实用新型的一个方面，提供一种液氮贮槽，如图1所示，所述液氮贮槽包括储罐100、输出管200和静态蒸发管300，所述输出管200的一端与所述储罐100的液相部分选择性地连通，所述输出管200的另一端形成为所述液氮贮槽的输出端(即，输出管200用于将储罐100中存储的液氮导出，以向干熄焦炉等设备提供氮源)，所述静态蒸发管300的一端与所述储罐100的气相部分选择性地连通，所述静态蒸发管300的另一端与所述输出管200连通。

需要说明的是，所述液相部分通常位于储罐100的底部，所述气相部分通常位于储罐100的顶部(即图1中所示情况)。即，储罐100中的部分液氮蒸发为氮气后，液氮密度较位于储罐100底部，而氮气密度较小位于储罐100顶部。

在本实用新型提供的液氮贮槽中，静态蒸发管300用于由储罐100的气相部分导出液氮蒸发产生的氮气以维持罐压，且静态蒸发管300输出氮气的一端连接至输出管200，从而使储罐100排出的静态蒸发氮气与输出管200中的流体混合后，一起作为氮源进入下游设备并完成液氮的气化流程，实现了对静态蒸发氮气的回收利用，降低了干熄焦系统的氮气消耗量，提高了企业的经济效益。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图1所示，所述输出管200和所述静态蒸发管300上均设置有开关阀，所述开关阀用于选择性地导通或封闭对应的管路。在液氮贮槽的下游设备需要氮源时，可打开输出管200上的开关阀将输出管200导通，在供氮结束后，关闭输出管200上的开关阀，以避免储罐100中的液氮继续泻出。静态蒸发管300上的开关阀仅在储罐100内部压强高于预设值时打开，以通过静态蒸发管300将储罐100中的静态蒸发氮气排出至输出管200中，直至储罐100内部压强回落至安全范围后再将静态蒸发管300上的开关阀关闭。

为提高储罐100的保温性能，作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，所述液氮贮槽还包括隔热壳110，所述隔热壳110套设在所述储罐100的外部，用于将所述储罐100与所述隔热壳110的外部空间隔绝。

在本实用新型实施例中，液氮贮槽还包括套设在储罐100外部的隔热壳110，从而在储罐100与隔热壳110之间形成中空的隔热夹层，降低热量由周边环境向储罐100传递的效率，进而提高储罐100的保温性能，降低储罐100中液氮的静态蒸发速率。

为进一步提高储罐100的保温性能，作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，所述液氮贮槽还包括抽真空管120和排气管800，所述抽真空管120设置在所述储罐100的外壁与所述隔热壳110的内壁之间，所述排气管800的一端穿过所述隔热壳110并与所述抽真空管120连接，所述抽真空管120用于抽取所述储罐100的外壁与所述隔热壳110的内壁之间的气体，并通过所述排气管800向所述隔热壳110的外部排出所述气体。

在本实用新型实施例中，储罐100的外壁与隔热壳110的内壁之间的中空隔热夹层中设置有抽真空管120，抽真空管120能够抽取隔热夹层中的气体并通过排气管800将气体排出，从而将储罐100的外壁与隔热壳110的内壁之间的隔热夹层抽真空，进一步降低了热量由周边环境向储罐100传递的效率，提高了储罐100的保温性能，进一步降低了储罐100中液氮的静态蒸发速率。

可选地，排气管800位于隔热壳110外部的一端设置有开关阀，从而可以设置抽真空管120间歇性工作。即，仅在预定时间打开排气管800上的开关阀，并开启抽真空管120进行排气，在完成排气作业后，关闭抽真空管120并将排气管800上的开关阀关闭，从而在抽真空管120停止工作时防止外部空气进入真空夹层，在保持储罐100保温性能的同时，延长了抽真空管120的使用寿命，提高了企业的经济效益。

为便于操作人员及时查看罐压并在罐压较高时打开静态蒸发管300上的开关阀，将储罐100中的静态蒸发氮气排出，作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，所述液氮贮槽还包括测压组件500，所述测压组件500通过液相测压管与所述储罐100的液相部分选择性地连通，并通过气相测压管与所述储罐100的气相部分选择性地连通，以检测所述储罐100的液相部分和气相部分的压强。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图1所示，测压组件500包括就地压力表PG和压力报警装置PI，就地压力表PG用于检测所述储罐100的液相部分和气相部分的压强，压力报警装置PI用于在储罐100的液相部分或气相部分的压强超出对应的压强范围时抛出压力失常报警，以便工作人员及时排查故障。

为提高液氮贮槽的安全性，作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，测压组件500还包括就地液位计LG和液位报警装置LIA，就地液位计LG用于检测储罐100中的液位(即液相与气相之间交界面的位置)，液位报警装置LIA用于在就地液位计LG检测到的液位超出预设的液位范围时抛出液位失常报警。

为进一步提高液氮贮槽的安全性，作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，所述液氮贮槽还包括排气组件，所述排气组件包括导气管600和多个安全阀612，所述导气管600的一端与所述储罐100的气相部分连通，且所述导气管600与多个所述安全阀612选择性地连通，所述安全阀612用于在与所述导气管600连通且所述导气管600中的压强高于预设安全压强时排出所述导气管600中的流体。

在本实用新型实施例中，储罐100的气相部分还连接有导气管600，导气管600与多个所述安全阀612选择性地连通，从而在储罐100的罐压过高(导气管600中的压强高于预设安全压强)时，安全阀612能够自动打开，使储罐100自动通过导气管600和多个安全阀612泻出多余的静态蒸发氮气，避免因操作人员未及时打开静态蒸发管300产生安全事故，提高了液氮贮槽的安全性。可选地，安全阀612可以为弹簧安全阀。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图1所示，所述导气管600通过三通阀611与两个所述安全阀612连接。

为进一步提高液氮贮槽的安全性，作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，所述导气管600上还设置有气相阀620，所述气相阀620能够选择性地将所述导气管600的内部与外界连通，以排出所述导气管600中的流体。在本实用新型实施例中，导气管600上还安装有气相阀620，从而操作人员在发现储罐100罐压过高时，可打开气相阀620主动快速放气，从而快速降低储罐100内部的罐压，进一步提高了液氮贮槽的安全性。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图1所示，所述液氮贮槽还包括补氮管路，所述补氮管路包括双相连通管400和连接管410，所述双相连通管400的两端分别与所述储罐100的液相部分和所述储罐100的气相部分选择性地连通，所述连接管410的一端与所述双相连通管400连通，另一端用于与液氮槽车连接，以接收所述液氮槽车中的液氮，即，向储罐100中补充液氮。

本实用新型实施例对连接管410如何与液氮槽车连接不作具体限定，例如，连接管410的端部可以设置有相应的软管及接头，在液氮槽车进入工位后，可将接头与液氮槽车上的接口对接，从而将液氮槽车与连接管410连通。或者，液氮槽车上可以设置有相应的软管及接头，在对接时将液氮槽车上的接头与连接管410密封对接。

为提高储罐100中存储的液氮纯度，作为本实用新型的一种优选实施方式，如图1所示，所述液氮贮槽还包括过滤管420，所述过滤管420的两端均与所述双相连通管400连通，且所述过滤管420的两端与所述双相连通管400的连通位置位于所述连接管410与所述双相连通管400连通位置的两侧，所述过滤管420上设置有过滤器421，用于对流经所述过滤管420的流体进行过滤。

在本实用新型实施例中，在双相连通管400上连接管410的两侧并联有过滤管420，且过滤管420上设置有过滤器421，在连接管410无需与液氮槽车连通以向储罐100中补充液氮时，可通过双相连通管400上的阀门将流经连接管410的支路断开，使液相部分留下的流体经过过滤管420及其上设置的过滤器421后流回气相部分，从而实现对储罐100中的流体进行循环过滤，去除液氮中的杂质，提高储罐100中存储的液氮纯度。

可选地，在过滤管420上，过滤器421的下游还设置有压力调节阀422，用于调节其上游的流体压力。过滤器421的上游还设置有多个安全阀423，用于在过滤管420中的压强高于预设安全压强时排出所述过滤管420中的流体。可选地，安全阀423可以为弹簧安全阀。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图1所示，过滤管420上还设置有开关阀，从而在连接管410与液氮槽车连接时，可将该开关阀关闭，以避免过滤管420的流场影响液氮槽车向储罐100提供液氮。

作为本实用新型的一种可选实施方式，如图1所示，所述储罐100上还设置有溢流阀700，用于在储罐100内部压强超出预设值时打开，以向大气中释放储罐100中的流体，直至储罐100内部的压强降低至小于该预设值，从而避免储罐100的内部压强过高引发事故，进一步提高液氮贮槽的安全性。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种干熄焦系统，所述干熄焦系统包括干熄焦炉和液氮贮槽，所述液氮贮槽用于向所述干熄焦炉提供氮源，其中，所述液氮贮槽为本实用新型实施例提供的液氮贮槽。

可选地，液氮贮槽的输出端与干熄焦炉之间还连接有气化器(例如，可以为空温型气化器，用于将液氮汽化为氮气)等后续装置。

在本实用新型提供的干熄焦系统中，液氮贮槽的静态蒸发管300用于由储罐100的气相部分导出液氮蒸发产生的氮气以维持罐压，且静态蒸发管300输出氮气的一端连接至输出管200，从而使储罐100排出的静态蒸发氮气与输出管200中的流体混合后，一起作为氮源进入下游设备并完成液氮的气化流程，实现了对静态蒸发氮气的回收利用，降低了干熄焦系统的氮气消耗量，提高了企业的经济效益。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种液氮贮槽，所述液氮贮槽包括储罐、输出管和静态蒸发管，其特征在于，所述输出管的一端与所述储罐的液相部分选择性地连通，所述输出管的另一端形成为所述液氮贮槽的输出端，所述静态蒸发管的一端与所述储罐的气相部分选择性地连通，所述静态蒸发管的另一端与所述输出管连通。

2.根据权利要求1所述的液氮贮槽，其特征在于，所述输出管和所述静态蒸发管上均设置有开关阀，所述开关阀用于选择性地导通或封闭对应的管路。

3.根据权利要求1所述的液氮贮槽，其特征在于，所述液氮贮槽还包括隔热壳，所述隔热壳套设在所述储罐的外部，用于将所述储罐与所述隔热壳的外部空间隔绝。

4.根据权利要求3所述的液氮贮槽，其特征在于，所述液氮贮槽还包括抽真空管和排气管，所述抽真空管设置在所述储罐的外壁与所述隔热壳的内壁之间，所述排气管的一端穿过所述隔热壳并与所述抽真空管连接，所述抽真空管用于抽取所述储罐的外壁与所述隔热壳的内壁之间的气体，并通过所述排气管向所述隔热壳的外部排出所述气体。

5.根据权利要求1所述的液氮贮槽，其特征在于，所述液氮贮槽还包括测压组件，所述测压组件通过液相测压管与所述储罐的液相部分选择性地连通，并通过气相测压管与所述储罐的气相部分选择性地连通，以检测所述储罐的液相部分和气相部分的压强。

6.根据权利要求1所述的液氮贮槽，其特征在于，所述液氮贮槽还包括排气组件，所述排气组件包括导气管和多个安全阀，所述导气管的一端与所述储罐的气相部分连通，且所述导气管与多个所述安全阀选择性地连通，所述安全阀用于在与所述导气管连通且所述导气管中的压强高于预设安全压强时排出所述导气管中的流体。

7.根据权利要求6所述的液氮贮槽，其特征在于，所述导气管上还设置有气相阀，所述气相阀能够选择性地将所述导气管的内部与外界连通，以排出所述导气管中的流体。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的液氮贮槽，其特征在于，所述液氮贮槽还包括补氮管路，所述补氮管路包括双相连通管和连接管，所述双相连通管的两端分别与所述储罐的液相部分和所述储罐的气相部分选择性地连通，所述连接管的一端与所述双相连通管连通，另一端用于与液氮槽车连接，以接收所述液氮槽车中的液氮。

9.根据权利要求8所述的液氮贮槽，其特征在于，所述液氮贮槽还包括过滤管，所述过滤管的两端均与所述双相连通管连通，且所述过滤管的两端与所述双相连通管的连通位置位于所述连接管与所述双相连通管连通位置的两侧，所述过滤管上设置有过滤器，用于对流经所述过滤管的流体进行过滤。

10.一种干熄焦系统，所述干熄焦系统包括干熄焦炉和液氮贮槽，所述液氮贮槽用于向所述干熄焦炉提供氮源，其特征在于，所述液氮贮槽为权利要求1至9中任意一项所述的液氮贮槽。

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