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CN105526500A - 一种液氮回收装置及回收方法 - Google Patents

一种液氮回收装置及回收方法 Download PDF

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CN105526500A CN201610012541.5A CN201610012541A CN105526500A CN 105526500 A CN105526500 A CN 105526500A CN 201610012541 A CN201610012541 A CN 201610012541A CN 105526500 A CN105526500 A CN 105526500A
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王传瑞
俞建
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SHANGHAI QIYUAN AIR SEPARATION TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种液氮回收装置及方法，装置包括：第一液氮储罐，用以存储液氮；第一运输管道，与第一液氮储罐相连，用以将液氮运输至低温工作装置中；第二运输管道，与低温工作装置相连；第二液氮储罐，与第二运输管道相连，用以存储低温工作装置通过第二运输管道传送来的液氮；第三运输管道，分别与第一液氮储罐以及第二液氮储罐相连，用以将第二液氮储罐中的液氮运送至第一液氮储罐中；第一增压器，设置在低温工作装置中，用以增大低温工作装置内部的气压。本发明利用第一增压器而省略掉了真空泵，从而节省了真空泵的采购和设备的维修费用，在实际应用中更加的方便实用。

Description

一种液氮回收装置及回收方法
技术领域
本发明涉及氮气回收装置领域，尤其涉及一种液氮回收装置及回收方法。
背景技术
液氮在本装置中作为低温冷源制造低温环境。一般情况下液氮使用后，由于液氮回收工艺流程复杂，回收成本较高，因此液氮大都被放空。对于液氮使用量较大的空分装置液氮做长期放空处理，不但是一种严重的能源浪费，而且必将增加装置的运行成本。目前已有的解决方式是在建立一个液氮循环系统，并利用真空泵形成气压差，以保证液氮的在整个系统中的循环运行。但是，由于真空泵价格较高且维修困难，低温的液氮也容易对真空泵造成损害。因此，提供一种液氮循环利用系统，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本申请记载了一种液氮回收装置，所述装置包括：
第一液氮储罐，用以存储液氮；
第一运输管道，与所述第一液氮储罐相连，用以将所述液氮运输至低温工作装置中；
第二运输管道，与所述低温工作装置相连；
第二液氮储罐，与所述第二运输管道相连，用以存储所述低温工作装置通过所述第二运输管道传送来的所述液氮；
第三运输管道，分别与所述第一液氮储罐以及所述第二液氮储罐相连，用以将所述第二液氮储罐中的所述液氮运送至所述第一液氮储罐中；
第一增压器，设置在所述低温工作装置中，用以增大所述低温工作装置内部的气压。
较佳的，所述第二液氮储罐上设置有第二增压器，所述第二增压器用以增大所述第二液氮储罐内的气压。
较佳的，所述第一液氮储罐的容量大于所述第二液氮储罐的容量。
较佳的，所述第二运输管道和所述第二液氮储罐之间、所述第二液氮储罐和所述第三运输管道之间均设置有阀门。
较佳的，所述第二液氮储罐还与一气化器相连。
本发明还提供了一种液氮回收方法，所述方法包括步骤：
于低温工作装置工作时，第一液氮储罐将液氮通过第一运输管道传递至所述低温工作装置中；
打开第一增压器，增大所述低温工作装置内部的气压；
当所述低温工作装置内部的气压大于大气压时，所述低温工作装置中的所述液氮通过第二运输管道传递至第二液氮储罐中；
关闭所述第一增压器，打开所述第二液氮储罐上的第二增压器，增大所述第二液氮储罐内的气压；
当所述第二液氮储罐内的气压大于大气压时，所述第二液氮储罐中的所述液氮通过第三运输管道返回至所述第一液氮储罐中。
较佳的，当所述第二液氮储油罐中的所述液氮全部运送至所述第一液氮储罐中后，返回执行步骤打开所述第一增压器。
较佳的，在增大所述低温工作装置内的气压后，打开所述第二液氮储罐和所述第二运输管道之间的阀门。
较佳的，在增大所述第二液氮储罐内的气压后，打开所述第二液氮储罐和所述第三运输管道之间的阀门。
较佳的，当所述第二液氮储罐内的液氮运送至所述第一液氮储罐后，打开气化器，以恢复所述第二液氮储罐的压强至大气压强。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：本发明采用了装置中增加一台小型液氮储罐(第二液氮储罐的容量小于第一液氮储罐)，并在低温工作装置中设置第一增压器以及第二液氮储罐中设置第二增压器，从而实现了液氮回收再利用。该装置不仅使液氮回收率达到90％以上，大大降低了低温工作装置运行能耗和成本，同时利用第一增压器而省略掉了真空泵，从而节省了真空泵的采购和设备的维修费用，在实际应用中更加的方便实用。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明一种液氮回收装置的使用状态示意图一；
图2为本发明一种液氮回收装置的使用状态示意图二；
图3为本发明一种液氮回收方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明一种液氮回收装置及回收方法进行详细说明。
实施例一
如图1所示，一种液氮回收装置，包括：
第一液氮储罐1，用以存储液氮；
第一运输管道2，与所述第一液氮储罐1相连，用以将所述液氮运输至低温工作装置01中；
第二运输管道3，与低温工作装置01相连；
第二液氮储罐4，与所述第二运输管道3相连，用以存储所述低温工作装置01通过所述第二运输管道3传送来的液氮；
第三运输管道5，分别与所述第一液氮储罐1和所述第二液氮储罐4相连，用以将第二液氮储罐4中的液氮运送至所述第一液氮罐中。
在本实施例中，通过增加一台小型的第二液氮储罐4，将第一液氮储罐1运送至低温工作装置01中的液氮进行短暂的存储，并最终循环返回存储至第一液氮储罐中。具体来说，液氮是为低温工作装置01提供一个低温环境的。当低温工作装置需要工作时，那么将第一液氮储罐1中的液氮通过第一运输管道2传递至低温工作装置01中，然后第二运输管道3将低温工作装置01中的液氮运送至第二液氮储罐4中。当第二液氮储罐4中的液氮存储到一定量时，通过第三运输管道5将液氮返回运送至第一液氮储罐1中。通过第一液氮储罐1不断的向低温工作装置01中的液氮，并通过第二液氮储罐4进行液氮的循环，从而实现了液氮的循环使用。
更近一步，所述第二液氮储罐4还设置一排气孔，所述排气孔通过管道与气化器6相连，在排气孔和气化器6之间还设置有一自动阀门。气化器6的使用，是为了降低整个装置的气压，因为不断的升压过程使得装置的整体压强会增大，因此利用气化器6与外界大气相连，起到降压作用。此外，在低温工作装置01中，还设置有第一增压器11。工作时，利用第一增压器11对低温工作装置01进行增压，使其内部气压大于第二液氮储罐4的气压，从而将低温工作装置01中的液氮压到第二液氮储罐4中。
此外，在所述第二液氮储罐4中还设置有第二增压器12，当第二液氮储罐4中的液氮到达一定量时，停止第一增压器11的加压过程，关闭第二运输管道3和第二液氮储罐4之间的阀门，打开第二液氮储罐4中的第二增压器12，对第二液氮储罐4进行加压。当第二液氮储罐4中的气压大于大气压时，即第二液氮储罐4的气压大于第一液氮储罐1的气压时，第二液氮储罐4中的液氮通过第三运输管道5将液氮运送至第一液氮储罐1中。此外，第二液氮储罐4和所述第三运输管道5之间也设置有阀门，当低温工作装置01将液氮通过第二运输管道3运送到第二液氮储罐4之间时，需要关闭第二液氮储罐4和第三运输管道5之间的阀门。
在具体应用中，如图2所示，所述低温工作装置01可以为两个吸附设备：第一吸附设备011和第二吸附设备012，这两个吸附设备均用于在低温下吸附气体中的杂质，且两者是切换使用的。当第一吸附设备011在低温下进行吸附工作时，第二吸附设备012则排液后加热解吸；当第二吸附设备012在低温下进行吸附工作时，第一吸附设备011则排液后加热解吸。在第一吸附设备011和第二吸附设备012中均设置有第一增压器11。
本发明采用了装置中增加一台小型液氮储罐(第二液氮储罐4的容量小于第一液氮储罐1)，并在低温工作装置01中设置第一增压器11以及第二液氮储罐4中设置第二增压器12，从而实现了液氮回收再利用。该装置不仅使液氮回收率达到90％以上，大大降低了低温工作装置01运行能耗和成本，同时利用第一增压器11而省略掉了真空泵，从而节省了真空泵的采购和设备的维修费用，在实际应用中更加的方便实用。
实施例二
根据上述实施例提出的一种液氮回收装置，本实施例提出了一种液氮回收方法。
如图3所示，一种液氮回收方法，包括步骤：
于低温工作装置01工作时，第一液氮储罐1将液氮通过第一运输管道2传递至所述低温工作装置01中；
打开第一增压器11，增大低温工作装置01的气压；
低温工作装置01中的液氮通过第二运输管道3传递至第二液氮储罐4中；
一段时间后，关闭第一增压器11，打开第二液氮储罐4中的第二增压器12；
当第二液氮储罐4中的气压大于第一液氮储罐1中的气压时，第二液氮储罐4中的液氮通过第三运输管道5返回至第一液氮储罐1中。
具体来说，在本实施例中，当低温工作装置01工作时，第一液氮储罐1将液氮通过第一运输管道2不停的向低温工作装置01中运送，然后打开第一增压器11，将低温工作装置01的气压增大。当低温工作装置01的气压大于第二液氮储罐4的气压时，低温工作装置01中的液氮被压入第二液氮储罐4中。当第二液氮储罐4的液氮达到规定的量时，关闭第一增压器11并打开第二增压器12，增大第二液氮储罐4的气压，将第二液氮储罐4中的液氮通过第三通道压入第一液氮储罐1中。然后，再打开第一增压器11，重复的将液氮从低温工作装置01吸出并传送至第一液氮储罐1中。另外，在增大低温工作装置01的气压后，打开所述第二液氮储罐4和所述第二运输管道3之间的阀门；在打开第二增压器12的同时，关闭第一增压器11以及第二液氮储罐4和第二运输管道3之间的阀门；在增大所述第二液氮储罐4内的气压后，打开所述第二液氮储罐4和所述第三运输管道3之间的阀门。此外，当所述第二液氮储罐4内的液氮运送至所述第一液氮储罐1后，打开气化器6，以恢复所述第二液氮储罐4的气压至大气压。
利用第一增压器11将低温工作装置01的气压抽到大于大气压(0.103Mpa)，使低温工作装置01的液氮流入第二液氮储罐4中；工作结束后，第二液氮储罐4利用自带的第二增压器12，使罐体内压力升高，使之高于大液氮储罐(第一液氮储罐1)，将液氮打入第一液氮储罐1。该方法解决了使用过程中充装的液氮浪费严重的问题，通过对液氮的回收以及循环利用可大大降低生产成本。同时，在低温工作装置01中添加第一增压器11，从而不需要在第二液氮储罐4处添加真空泵来形成低温工作装置01和第二液氮储罐4的压力差，这种设计方式节省了真空泵的采购和设备的维修费用，在实际应用中更加的方便实用。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种液氮回收装置，其特征在于，所述装置包括：
第一液氮储罐，用以存储液氮；
第一运输管道，与所述第一液氮储罐相连，用以将所述液氮运输至低温工作装置中；
第二运输管道，与所述低温工作装置相连；
第二液氮储罐，与所述第二运输管道相连，用以存储所述低温工作装置通过所述第二运输管道传送来的所述液氮；
第三运输管道，分别与所述第一液氮储罐以及所述第二液氮储罐相连，用以将所述第二液氮储罐中的所述液氮运送至所述第一液氮储罐中；
第一增压器，设置在所述低温工作装置中，用以增大所述低温工作装置内部的气压。
2.根据权利要求1所述的液氮回收装置，其特征在于，所述第二液氮储罐上设置有第二增压器，所述第二增压器用以增大所述第二液氮储罐内的气压。
3.根据权利要求2所述的液氮回收装置，其特征在于，所述第一液氮储罐的容量大于所述第二液氮储罐的容量。
4.根据权利要求2所述的液氮回收装置，其特征在于，所述第二运输管道和所述第二液氮储罐之间、所述第二液氮储罐和所述第三运输管道之间均设置有阀门。
5.根据权利要求1所述的液氮回收装置，其特征在于，所述第二液氮储罐还与一气化器相连。
6.一种液氮回收方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
于低温工作装置工作时，第一液氮储罐将液氮通过第一运输管道传递至所述低温工作装置中；
打开第一增压器，增大所述低温工作装置内部的气压；
当所述低温工作装置内部的气压大于大气压时，所述低温工作装置中的所述液氮通过第二运输管道传递至第二液氮储罐中；
关闭所述第一增压器，打开所述第二液氮储罐上的第二增压器，增大所述第二液氮储罐内的气压；
当所述第二液氮储罐内的气压大于大气压时，所述第二液氮储罐中的所述液氮通过第三运输管道返回至所述第一液氮储罐中。
7.根据权利要求6所述的液氮回收方法，其特征在于，当所述第二液氮储油罐中的所述液氮全部运送至所述第一液氮储罐中后，返回执行步骤打开所述第一增压器。
8.根据权利要求7所述的液氮回收方法，其特征在于，在增大所述低温工作装置内的气压后，打开所述第二液氮储罐和所述第二运输管道之间的阀门。
9.根据权利要求8所述的液氮回收方法，其特征在于，在增大所述第二液氮储罐内的气压后，打开所述第二液氮储罐和所述第三运输管道之间的阀门。
10.根据权利要求9所述的液氮回收方法，其特征在于，当所述第二液氮储罐内的液氮运送至所述第一液氮储罐后，打开气化器，以恢复所述第二液氮储罐的压强至大气压强。
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