CN218443009U - 一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统 - Google Patents

一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，包括液氮过冷调节装置和放空冷量回收装置，液氮过冷调节装置包括精馏塔上塔、精馏塔下塔、冷凝蒸发器、气液分离器、过冷器；空冷量回收装置包括液氮贮槽和换热器，冷凝蒸发器的出口通过液氮管一与气液分离器的上部相连；气液分离器的底部分支管路液氮管二与液氮储槽连通；液氮管一的分支管路氮气管一和液氮管二在过冷器进行热交换；所述液氮贮槽的出口通过氮气管三进入到换热器与空气管中的空气进行热交换。该系统能够有效避免现有工艺中液氮进贮槽后因大量气化而放空造成损失，有效降低了液氮贮槽的排放量，同时实现了对贮槽中液氮冷量的回收利用，有效节约了能源，降低了生产成本。

Description

一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统
技术领域
本实用新型属于空气分离技术领域，特别是涉及一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统。
背景技术
目前许多液体空气分离装置在储存液体的时候，由于液体长时间存放温度逐渐升高，液体气化、压力升高，导致贮槽不得不放空，排放内部气体。每天放空量可达5‰，接近6至7吨的液体，造成了大量的损失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，该系统能够有效避免现有工艺中液氮进贮槽后因大量气化而放空造成损失，有效降低了液氮贮槽的排放量，同时实现了对贮槽中液氮冷量的回收利用，有效节约了能源，降低了生产成本。
一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，包括液氮过冷调节装置和放空冷量回收装置，所述液氮过冷调节装置包括精馏塔上塔、精馏塔下塔、冷凝蒸发器、气液分离器、过冷器；所述放空冷量回收装置包括液氮贮槽和换热器，所述冷凝蒸发器位于所述精馏塔上塔的中部；所述冷凝蒸发器的出口连接液氮管一，所述液氮管一的出口与所述气液分离器的上部相连；所述气液分离器的底部设有两个分支管路：液氮管二和液氮管三；所述液氮管二与液氮贮槽连通；所述液氮管三与所述精馏塔上塔的上部连通；所述液氮管一进入气液分离器之前开设有分支管路氮气管一，所述氮气管一和所述液氮管二在过冷器进行热交换；
所述液氮贮槽的出口通过氮气管三进入到换热器与空气管中的空气进行热交换，随后排出到大气中；所述空气管的进口与压缩空气源连接，出口与精馏塔下塔连通。
进一步地，所述精馏塔上塔、所述氮气管一和所述气液分离器顶部的出口管路在氮气管二进行汇合后放空。
进一步地，所述液氮管二的管路上安装有节流阀一。
进一步地，所述液氮管一的管路上安装有节流阀二。
进一步地，所述氮气管一的管路上安装有节流阀三。
进一步地，所述氮气管三上安装有自动阀，用以调控液氮贮槽内部的压力。
本实用新型的有益效果是：
(1)本实用新型提供的系统，氮气管一经节流阀三节流后，温度由-190℃降至(-195℃～-197℃)之间，通过过冷器与去贮槽的液氮管二进行热交换，可使液氮出过冷器温度达到-192℃左右，该温度的液氮又经节流阀一节流，温度可降至-197℃左右，进入液氮贮槽后，可使液氮贮槽排放量大幅度减少。
(2)本实用新型提供的系统，液氮贮槽中排放的氮气在换热器与空气管中的空气进行热交换，实现了对液氮贮槽排放出的冷量的回收利用。
(3)本实用新型提供的系统，该系统应用在空气循环的液体空分工艺中，整体结构设计科学合理，有效节约了能源，降低了企业生产成本，具有显著的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型中液氮过冷调节系统的结构示意图；
图2为本实用新型中液氮放空冷量回收系统的结构示意图；
图中，1-精馏塔下塔，2-精馏塔上塔，3-冷凝蒸发器，4-过冷器，5-气液分离器，6-液氮管一，7-液氮管二，8-液氮管三，9-氮气管一，10-节流阀一，11-节流阀二，12-节流阀三，13-氮气管二，14-液氮贮槽，15-换热器，16-氮气管三，17-空气管，18-自动阀。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，包括液氮过冷调节装置(参照图1所示)和放空冷量回收装置(参照图2所示)，液氮过冷调节装置包括精馏塔上塔2、精馏塔下塔1、冷凝蒸发器3、气液分离器5、过冷器4；
具体地，精馏塔上塔2：氧气氮气在此处进一步分离，上塔顶部形成高纯氮气，上塔底部形成高纯液氧。
冷凝蒸发器3位于精馏塔上塔2的中部；冷凝蒸发器3是连接上塔和下塔的纽带。下塔上升的氮气经冷凝蒸发器3与液氧槽内的液氧进行热交换，氮气释放出热量冷凝为液氮，液氧吸收热量蒸发为气氧。
冷凝蒸发器3的出口连接液氮管一6，液氮管一6的出口与气液分离器5的上部相连；液氮管一6的管路上安装有节流阀二11。气液分离器5是分离液氮和气氮的场所。
气液分离器5的底部设有两个分支管路：液氮管二7和液氮管三8；液氮管二7与液氮贮槽14连通；液氮管二7的管路上安装有节流阀一10。
液氮管三8与精馏塔上塔2的上部连通；液氮管一6进入气液分离器5之前开设有分支管路氮气管一9，氮气管一9和液氮管二7在过冷器4进行热交换；氮气管一9的管路上安装有节流阀三12。
精馏塔上塔2、氮气管一9和气液分离器5顶部的出口管路在氮气管二13 进行汇合后放空。
放空冷量回收装置包括液氮贮槽14和换热器15，其中，换热器15是氮气管三16与空气管17进行热交换的场所。
具体地，液氮贮槽14的出口通过氮气管三16进入到换热器15与空气管17 中的空气进行热交换，随后排出到大气中；空气管17的进口与压缩空气源连接，出口与精馏塔下塔1连通。氮气管三16上安装有自动阀18，用以调控液氮贮槽 14内部的压力。
本实用新型中，液氮过冷调节装置的工作过程为：该装置是在空气循环的液体空分工艺中实施，液氮管一6为液氮出冷凝蒸发器3去气液分离器5，氮气管一9为液氮管一6的旁路，经过过冷器4至氮气管二13放空至大气。液氮管二7为液氮出气液分离器5经过过冷器4去液氮贮槽14，液氮管三8为气液分离器5底部液氮去精馏塔上塔2。
氮气管一9经节流阀三12节流后，温度由-190℃降至(-195℃～-197℃) 之间，通过过冷器4与去液氮贮槽14的液氮管二7进行热交换，可使液氮出过冷器4后温度达到-192℃左右，该温度的液氮又经节流阀一节流后，温度可降至-197℃左右，进入液氮贮槽14后，可使液氮贮槽14排放量大幅度减少。
放空冷量回收装置的工作流程为：从液氮贮槽14中排出氮气经氮气管三16 进入换热器15中，与反流的压缩空气进行热交换，压缩空气充分利用了液氮贮槽排放出的冷量，随后压缩空气进入到精馏塔下塔1中。在此过程中，液氮贮槽压力由自动阀18来进行调控。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，包括液氮过冷调节装置和放空冷量回收装置，其特征在于，所述液氮过冷调节装置包括精馏塔上塔(2)、精馏塔下塔(1)、冷凝蒸发器(3)、气液分离器(5)、过冷器(4)；所述放空冷量回收装置包括液氮贮槽(14)和换热器(15)，所述冷凝蒸发器(3)位于所述精馏塔上塔(2)的中部；所述冷凝蒸发器(3)的出口连接液氮管一(6)，所述液氮管一(6)的出口与所述气液分离器(5)的上部相连；所述气液分离器(5)的底部设有两个分支管路：液氮管二(7)和液氮管三(8)；所述液氮管二(7)与液氮贮槽(14)连通；所述液氮管三(8)与所述精馏塔上塔(2)的上部连通；所述液氮管一(6)进入气液分离器(5)之前开设有分支管路氮气管一(9)，所述氮气管一(9)和所述液氮管二(7)在过冷器(4)进行热交换；
所述液氮贮槽(14)的出口通过氮气管三(16)进入到换热器(15)与空气管(17)中的空气进行热交换，随后排出到大气中；所述空气管(17)的进口与压缩空气源连接，出口与精馏塔下塔(1)连通。
2.根据权利要求1所述的一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，其特征在于，所述精馏塔上塔(2)、所述氮气管一(9)和所述气液分离器(5)顶部的出口管路在氮气管二(13)进行汇合后放空。
3.根据权利要求1所述的一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，其特征在于，所述液氮管二(7)的管路上安装有节流阀一(10)。
4.根据权利要求1所述的一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，其特征在于，所述液氮管一(6)的管路上安装有节流阀二(11)。
5.根据权利要求1所述的一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，其特征在于，所述氮气管一(9)的管路上安装有节流阀三(12)。
6.根据权利要求1所述的一种液氮过冷调节及放空冷量回收系统，其特征在于，所述氮气管三(16)上安装有自动阀(18)，用以调控液氮贮槽(14)内部的压力。
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