CN117029324A - 一种制冷剂回收系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及第一压缩机领域，具体涉及一种制冷剂回收系统及控制方法，混合罐，用于储存待回收制冷剂；第一换热器，其具有相互耦合的第一通路和第二通路；第一通路的进口与混合罐的出口连通；第一压缩机，其进口与第一通路的出口连通；分离装置，其进口与第一压缩机的出口连通；分离装置包括第一出口和第二出口，第二通路易吸附组分从第一出口排出，难吸附组分从第二出口排出，由第二出口排出的难吸附组分的部分热量用于使流经第一通路的制冷剂升温；第一储存装置，用于储存从第一出口排出的易吸附组分；第二储存装置，用于储存从第二出口排出的难吸附组分，进而有效利用吸附分离过程中产生的热量，提高分离效率。

Description

一种制冷剂回收系统及控制方法

技术领域

本发明涉及第一压缩机领域，具体涉及一种制冷剂回收系统及控制方法。

背景技术

氢氟碳制冷剂具有很高的全球变暖潜力(GWP)，它们将在未来几十年内逐步淘汰。回收再利用高GWP制冷剂，能够最大限度地减少制冷剂对环境的影响，有助于防止臭氧消耗与全球变暖。其中，混合制冷剂的分离净化是制冷剂回收净化体系的主要挑战之一，尤其是共沸或近共沸制冷剂的分离净化。由于其沸点相近，常规的分离方法如蒸馏并不可行。已经开发了各种技术用于分离混合制冷剂，包括使用离子液体进行萃取蒸馏、膜分离、吸附等。但萃取蒸馏需要引入额外的有机夹带剂，膜分离对膜材料的要求较高，可能会使分离过程进一步复杂化。吸附分离技术成本较低，分离纯度高，应用前景较大。

工业上使用的吸附分离工艺包括变温吸附、变压吸附、冲洗吸附和置换吸附等。变压吸附过程在较高的压力下吸附，在低压下解吸，利用吸附质分压的不同来完成循环。由于压力的变化相较于其它参数的变化来说迅速的多，且工艺中不需要引入额外的解吸剂、冲洗剂，因此设备相对简单且能耗较低。

吸附分离过程会出现吸热和放热，具体就是，吸附放热，脱附吸热；在气体吸附分离过程中，吸附热较大，吸附过程会导致没有被吸附的气体温度升高；吸附热没有被有效利用，不利于节约能源。

针对上述技术问题，目前并无较好的解决方案。

发明内容

为有效利用吸附分离过程中产生的热量，提高分离效率，现提出一种制冷剂回收系统及控制方法。

本发明提供了一种制冷剂回收系统，用于将制冷剂中的易吸附组分和难吸附组分分离，包括：

混合罐，用于储存待回收制冷剂；

第一换热器，其具有相互耦合的第一通路和第二通路；所述第一通路的进口与所述混合罐的出口连通；

第一压缩机，其进口与所述第一通路的出口连通；

分离装置，其进口与所述第一压缩机的出口连通；所述分离装置包括第一出口和第二出口，第二通路所述易吸附组分从所述第一出口排出，所述难吸附组分从所述第二出口排出，由所述第二出口排出的难吸附组分的部分热量用于使流经所述第一通路的制冷剂升温；

第一储存装置，用于储存从所述第一出口排出的易吸附组分；

第二储存装置，用于储存从所述第二出口排出的难吸附组分。

优选的，所述分离装置包括第一分离罐和第二分离罐；

所述第一分离罐和所述第二分离罐为双层壳体结构；

所述第一分离罐的双层壳体之间的空腔为第一夹层，所述第一分离罐的内腔为第一内腔；所述第二分离罐的双层壳体之间的空腔为第二夹层，所述第二分离罐的内腔为第二内腔；

所述第一压缩机的出口可选择的与所述第一夹层、所述第二夹层连通，所述第一内腔和所述第二内腔内均设置有吸附剂。

优选的，所述第一压缩机的出口与所述第一夹层的进口之间相连的管道上设置有第一控制阀，所述第一压缩机的出口与所述第二夹层的进口之间相连的管道上设置有第二控制阀，所述第一夹层的出口与所述第二内腔的进口之间的相连的管道上设置有第三控制阀，所述第二夹层的出口与所述第一内腔的进口之间相连的管道上设置有第四控制阀。

优选的，所述第一储存装置包括真空泵，所述真空泵的进气口与所述第一内腔的进气口之间的管道上设置有第十控制阀，所述真空泵的进气口与所述第二内腔的进气口之间管道上设置有第十一控制阀；

所述分离装置包括出口阀组，由所述第一分离罐和所述第二分离罐排出的难吸附组分均经过所述出口阀组后排出至所述第二储存装置。

优选的，所述第一内腔的出口与所述第二通路的进口之间的管道上设置有第五控制阀，所述第二内腔的出口与所述第二通路的进口之间的管道上设置有第六控制阀。

优选的，所述制冷剂回收系统还设置有第二换热器，所述第二换热器包括第三通路和第四通路；

所述第一内腔的出口与所述第三通路的进口之间的管道上设置有第八控制阀，所述第二内腔的出口与所述第三通路的进口之间的管道上设置有第九控制阀；

所述第四通路与所述第二通路经冷媒循环管路连通，所述冷媒循环管路上设置有第二压缩机，所述第二压缩机的出口与所述第二通路的进口连通，所述第二压缩机的进口与所述第四通路的出口连通。

优选的，所述第二通路的出口与所述第四通路的进口之间的所述冷媒循环管路上设置有膨胀阀。

优选的，所述第一内腔的出口与所述第二内腔的出口之间的管道上设置有第七控制阀。

本发明还提供了一种用于所述的制冷剂回收系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：控制所述第二控制阀、所述第四控制阀和所述第十一控制阀开启，控制所述出口阀组关闭，控制所述真空泵启动；

控制所述步骤一保持第一预设时长，然后执行下一步骤；

步骤二：控制所述出口阀组处于第一模式，其他控制阀均关闭，控制所述真空泵停止；当所述出口阀组处于所述第一模式时，所述第一内腔内的所述难吸附组分从所述第一内腔排出；控制所述步骤二保持第二预设时长，然后执行下一步骤；

步骤三：控制所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭，控制所述真空泵停止；当所述出口阀组处于所述第一模式时，所述第一内腔和所述第二内腔连通；

控制所述步骤三保持第三预设时长，然后执行下一步骤；

步骤四：控制所述第一控制阀、所述第三控制阀和所述第十控制阀开启，控制所述出口阀组关闭，控制所述真空泵打开；

控制所述步骤四保持第四预设时长，然后执行下一步骤；

步骤五：控制所述出口阀组处于第三模式，其他控制阀均关闭；当所述出口阀组处于所述第三模式时，所述第二内腔内的所述难吸附组分从所述第二内腔排出；

控制所述步骤五保持第五预设时长，然后执行下一步骤；

步骤六：控制所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭；

控制所述步骤六保持第六预设时长，然后执行步骤一；

如此循环。

优选的：

当所述制冷剂回收系统设置有第二压缩机时，当所述制冷剂回收系统处于所述步骤一时，还控制所述第二压缩机启动并持续所述第一预设时长；当所述制冷剂回收系统处于所述步骤四时，还控制所述第二压缩机启动并持续所述第四预设时长。

本发明通过从分离装置排出的难吸附组分对进入第一压缩机的制冷剂进行加热，进而提高第一压缩机排出的制冷剂的温度和压力，一方面通过高温对易吸附组分进行加热提高脱附效率；另一方面，高压制冷剂有利于易吸附组分被吸附剂吸附，从而提高混合制冷剂的回收率与工艺的能量利用率。。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明制冷剂回收系统实施例一系统示意图；

图2为本发明制冷剂回收系统实施例二系统示意图。

附图标记表示为：

1、第一分离罐；101、第一夹层；102、第一内腔；2、第二分离罐；201、第二夹层；202、第二内腔；3、混合罐；401、第一换热器；402、第二换热器；4011、第一通路；4012、第二通路；4021、第三通路；4022、第四通路；501、第一压缩机；502、第二压缩机；601、第一控制阀；602、第二控制阀；603、第三控制阀；604、第四控制阀；605、第五控制阀；606、第六控制阀；607、第七控制阀；608、第八控制阀；609、第九控制阀；610、第十控制阀；611、第十一控制阀；7、冷媒循环管路；701、膨胀阀；8、真空泵；901、闪蒸罐；902、油分离器；903、第一杂质储罐；904、第二杂质储罐；905、第一截止阀；906、第二截止阀；907、第一缓冲罐；908、第二缓冲罐；909、气液分离器；910、电磁阀；911、第一止回阀；912、第二止回阀；913、第一回收容器；914、第一冷凝器；915、第二冷凝器；916、第一风扇；917、第二风扇；918、第二回收容器；919、干燥过滤器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。

此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组分；术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，而非具有先后顺序；如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明涉及第一压缩机领域，具体涉及一种制冷剂回收系统及控制方法。

氢氟碳制冷剂具有很高的全球变暖潜力(GWP)，它们将在未来几十年内逐步淘汰。回收再利用高GWP制冷剂，能够最大限度地减少制冷剂对环境的影响，有助于防止臭氧消耗与全球变暖。其中，混合制冷剂的分离净化是制冷剂回收净化体系的主要挑战之一，尤其是共沸或近共沸制冷剂的分离净化。由于其沸点相近，常规的分离方法如蒸馏并不可行。已经开发了各种技术用于分离混合制冷剂，包括使用离子液体进行萃取蒸馏、膜分离、吸附等。但萃取蒸馏需要引入额外的有机夹带剂，膜分离对膜材料的要求较高，可能会使分离过程进一步复杂化。吸附分离技术成本较低，分离纯度高，应用前景较大。

工业上使用的吸附分离工艺包括变温吸附、变压吸附、冲洗吸附和置换吸附等。变压吸附过程在较高的压力下吸附，在低压下解吸，利用吸附质分压的不同来完成循环。由于压力的变化相较于其它参数的变化来说迅速的多，且工艺中不需要引入额外的解吸剂、冲洗剂，因此设备相对简单且能耗较低。

吸附分离过程会出现吸热和放热，具体就是，吸附放热，脱附吸热；在气体吸附分离过程中，吸附热较大，吸附过程会导致没有被吸附的气体温度升高；吸附热没有被有效利用，不利于节约能源。

针对上述技术问题，现提出一种制冷剂回收系统及控制方法。为有效利用吸附分离过程中产生的热量，提高分离效率。

本发明提供了一种制冷剂回收系统，用于将制冷剂中的易吸附组分和难吸附组分分离，如图1-2所示，包括：

混合罐3，用于储存待回收制冷剂；

第一换热器401，其具有相互耦合的第一通路4011和第二通路4012；所述第一通路4011的进口与所述混合罐3的出口连通；

第一压缩机501，其进口与所述第一通路4011的出口连通；

分离装置，其进口与所述第一压缩机501的出口连通；所述分离装置包括第一出口和第二出口，第二通路4012所述易吸附组分从所述第一出口排出，所述难吸附组分从所述第二出口排出，由所述第二出口排出的难吸附组分的部分热量用于使流经所述第一通路4011的制冷剂升温；

第一储存装置，用于储存从所述第一出口排出的易吸附组分；

第二储存装置，用于储存从所述第二出口排出的难吸附组分。

权利要求书和说明书中所记载的“难吸附组分”和“易吸附组分”是指相对而言。对于不同的制冷剂，需要不同的吸附剂对制冷剂中的“易吸附组分”吸附，相应的，较难被吸附剂所吸附的气体为“难吸附组分”，不同的吸附剂对应的“易吸附组分”不同，需要根据待分离的制冷剂确定吸附剂。

吸附剂对混合制冷剂的不同组分的吸附亲和力不同实现分离，内腔中吸附剂可为活性炭、沸石、金属有机骨架材料。对于共沸/近共沸制冷剂，该吸附剂对共沸/近共沸制冷剂的一种组分的吸附能力较强，为易吸附组分，通过分离罐抽真空时解吸获得。

本申请中的“内腔”包括“第一内腔102和第二内腔202”；“分离罐”包括“第一分离罐和第二分离罐”；“夹层”包括“第一夹层101和第二夹层201”；“相互耦合”在本申请中指的是能够“发生热交换”的连接方式。

“由第二出口排出的难吸附组分的部分热量用于使流经所述第一换热器401的制冷剂升温”包括难吸附组分直接流经第一换热器401，通过耦合的方式对流经第一换热器401的制冷剂加热升温；还包括难吸附组分先对一种媒介加热，该媒介再对流经第一换热器401的制冷剂加热升温。

另外，吸附剂能够吸附制冷剂中易吸附组分，通过吸附剂吸附易吸附组分，难吸附组分无法被吸附并排出，完成易吸附组分和难吸附组分分离，这一过程为现有技术。当待吸附制冷剂浓度一定时，温度越低、压力越高，吸附剂的吸附能力越大(吸附时间快，吸附量越多)；反之，温度越高、压力越低、吸附剂的吸附能力越小(吸附时间慢，吸附量越少)。也即是，降温加压有利于吸附过程，升温减压有利于脱附过程；又由于组分的吸附热较大、比热容较小，吸附剂在吸附易吸附组分时向外放热，使得难吸附组分温度升高。

由于进入第一压缩机501的制冷剂气体的温度越高，排放出的制冷剂气体的温度与压力越高。为此，本制冷剂回收系统工作时，经过第一压缩机501压缩后的高温高压制冷剂与分离装置内的吸附剂接触，易吸附组分被吸附剂吸附并向难吸附组分中释放热量，难吸附组分从第二出口排出，易吸附组分从吸附剂上脱离后从第一出口排出；其中由于易吸附组分在吸附过程中释放热量，所以难吸附组分温度升高，升温后的难吸附组分第一换热器401第二通路4012使流经第一通路4011的制冷剂升温，进入第一压缩机501前的制冷剂温度升高，有利于提高第一压缩机501的工作效率，有利于提高第一压缩机501排出气体的温度和压力；相当于对难吸附组分中的热量进行回收，减少了热量浪费，有利于降低制冷剂分离成本，有利于减少能源消耗，提高制冷剂的分离效率，提高了能量的利用率。

回收的制冷剂为单工质，单工质的制冷剂能够进行再利用，提高了冷媒的的再利用率，降低了成本。

第一压缩机501优选为无油压缩机，避免第一压缩机501的油对待分离制冷剂造成再次污染。

在第一压缩机501后增加第二缓冲罐908，减小了系统中的压力波动，使第一压缩机501排出的制冷剂气体平稳的进入下一装置。

优选的，所述分离装置包括第一分离罐和第二分离罐；

所述第一分离罐1和所述第二分离罐2为双层壳体结构；

所述第一分离罐1的双层壳体之间的空腔为第一夹层101，所述第一分离罐1的内腔为第一内腔102；所述第二分离罐2的双层壳体之间的空腔为第二夹层201，所述第二分离罐2的内腔为第二内腔202；

所述第一压缩机501的出口可选择的与所述第一夹层101、所述第二夹层201连通，所述第一内腔102和所述第二内腔202内均设置有吸附剂。

通过将分离罐设计为双层壳体结构，第一压缩机501排出的高温高压气体先进入第一夹层101或第二夹层201对第一内腔102和第二内腔202内的制冷剂进行加热，如此设置，相比于现有的在内腔内部设置换热管，由第一压缩机501排出的高温高压气体先进入换热管，本申请设置双层壳体结构，高温高压的气体进入夹层能够对内腔进行更加均匀的加热，由于内腔被外部的夹层包裹，夹层自身结构也构成了隔热层，进而保证了内腔内的制冷剂温度的稳定，有效的提高了易吸附组分从吸附剂上脱附效率。

另外，夹层结构不占用分离罐的内腔空间，保证了内腔内部能够设置足够的吸附剂，能够一次向内腔充入较大量的制冷剂，提高制冷剂的分离效率。

而且，双层壳体结构简单、制作方便、价格低、便于清洗和维护。

优选的，所述第一压缩机501的出口与所述第一夹层101的进口之间相连的管道上设置有第一控制阀601，所述第一压缩机501的出口与所述第二夹层201的进口之间相连的管道上设置有第二控制阀602，所述第一夹层101的出口与所述第二内腔202的进口之间的相连的管道上设置有第三控制阀603，所述第二夹层201的出口与所述第一内腔102的进口之间相连的管道上设置有第四控制阀604。

通过设置上述的第一控制阀601、第二控制阀602、第三控制阀603和第四控制阀604，可以使第一分离罐和第二分离罐2交替进行易吸附组分吸附和易吸附组分脱附，进而提高了制冷剂的分离效率。

第一分离罐和第二分离罐2之间的配合工作如下：

第一阶段：第一分离罐1的第一内腔102用于吸附、第二分离罐2的第二内腔202用于脱附，第二控制阀602、第四控制阀604打开，第一控制阀601和第三控制阀603关闭，由第一压缩机501排出的高温高压气体进入第二夹层201对第二内腔202进行加热，第二内腔202内已完成吸附工作的吸附剂受热后进行脱附，易吸附组分脱附后排出；对第二内腔202加热后的制冷剂成为低温高压制冷剂，低温高压制冷剂经第四控制阀604进入第一内腔102，进入第一内腔102的低温高压制冷剂中的易吸附组分被第一内腔102内的吸附剂吸附，由于低温高压有利于吸附过程，如此提高了第一内腔102内易吸附组分的吸附效率，提高了易吸附组分与难吸附组分的分离效率。易吸附组分被吸附后，难吸附组分在气相中富集，富集后的难吸附组分排出。

第二阶段：第二分离罐2的第二内腔202用于吸附、第一分离罐1的第一内腔102用于脱附，第二控制阀602、第四控制阀604关闭，第一控制阀601和第三控制阀603打开，由第一压缩机501排出的高温高压气体进入第一夹层101对第一内腔102进行加热，第一内腔102内已完成吸附工作的吸附剂受热后进行脱附，易吸附组分脱附后排出；对第一内腔102加热后的制冷剂成为低温高压制冷剂，低温高压制冷剂经第三控制阀603进入第二内腔202，进入第二内腔202的低温高压制冷剂中的易吸附组分被第二内腔202内的吸附剂吸附，难吸附组分在气相中富集，富集后的难吸附组分排出。

然后，再进行第一阶段工作，如此循环工作，也即是第一分离罐1和第二分离罐2交替进行吸附和脱附工作，提高了气体的分离效率。

优选的，所述第一储存装置包括真空泵8，所述真空泵8的进气口与所述第一内腔102的进气口之间的管道上设置有第十控制阀610，所述真空泵8的进气口与所述第二内腔202的进气口之间管道上设置有第十一控制阀611；

所述分离装置包括出口阀组，由所述第一分离罐1和所述第二分离罐2排出的难吸附组分均经过所述出口阀组后排出至所述第二储存装置。

由于高温低压有有利于脱附，当进行脱附工作时，除了通过向第一夹层101或第二夹层201内冲入经过第一压缩机501压缩后的高温高压气体，通过设置真空泵8从第一内腔102或第二内腔202抽真空降低内腔的压力，提高易吸附组分从吸附剂上脱附的效率；而且真空泵8还起到了对气流的驱动作用，加快了脱附后的气体流出内腔的速度，有利于提高易吸附组分脱附后的回收储存效率。

当第一内腔102的易吸附组分从吸附剂上脱附时，第十控制阀610打开，第十一控制阀611关闭，真空泵8从第一内腔102抽真空；当第二内腔202的易吸附组分从吸附剂上脱附时，第十控制阀610关闭，第十一控制阀611打开，真空泵8从第二内腔202抽真空。

优选的，如图2所示，所述第一内腔102的出口与所述第二通路4012的进口之间的管道上设置有第五控制阀605，所述第二内腔202的出口与所述第二通路4012的进口之间的管道上设置有第六控制阀606。

对进入第一压缩机501前的气体进行加热的实施例一：

此时，出口阀组包括第五控制阀605和第六控制阀606。当第一内腔102排出难吸附组分时，第五控制阀605打开，第六控制阀606关闭；当第二内腔202排出难吸附组分时，第五控制阀605关闭，第六控制阀606打开，进而实现第一内腔102和第二内腔202交替排出难吸附组分，使得第一内腔102和第二内腔202为下次的制冷剂吸附分离做好空间准备，有利于提高第一分离罐1和第二分离罐2的工作效率。

由第一内腔102和第二内腔202排出的高温难吸附组分均直接流经第一换热器401对流入第一压缩机501的制冷剂进行加热，避免了难吸附组分在流动过程中热量损失，提高了难吸附组分热量的利用率。

优选的，如图1所示，所述制冷剂回收系统还设置有第二换热器402，所述第二换热器402包括第三通路4021和第四通路4022；

所述第一内腔102的出口与所述第三通路4021的进口之间的管道上设置有第八控制阀608，所述第二内腔202的出口与所述第三通路4021的进口之间的管道上设置有第九控制阀609；

所述第四通路4022与所述第二通路4012经冷媒循环管路7连通，所述冷媒循环管路7上设置有第二压缩机502，所述第二压缩机502的出口与所述第二通路4012的进口连通，所述第二压缩机502的进口与所述第四通路4022的出口连通。

对进入第一压缩机501前的气体进行加热的第二实施例：

此时，出口阀组包括第八控制阀608和第九控制阀609。当第一内腔102排出难吸附组分时，第八控制阀608打开，第九控制阀609关闭；当第二内腔202排出难吸附组分时，第八控制阀608关闭，第九控制阀609打开；与实施例一相比，实施例二中，由第一内腔102和第二内腔202排出的高温难吸附组分没有直接流经第一换热器401，而是流经了第二换热器402，第二换热器402和第一换热器401之间设置冷媒循环管路7，高温难吸附组分对冷媒循环管路7内的冷媒进行加热，被加热后的冷媒再被设置在循环管路上的第二压缩机502加压升温，由第二压缩机502加压升温后的高温冷媒流经第一换热器401流入第一压缩机501前的制冷剂进行加热，如此能够有效提高进入第一压缩机501前的制冷剂的温度；经过第一换热器401对制冷剂进行加热后的冷媒温度降低，温度降低后的冷媒再次经过第二换热器402从难吸附组分内吸收热量升高温度，从难吸附组分处吸收热量后的冷媒经过第二压缩机502后，温度升高更多，进而提高第一压缩机501的压缩效率。如此循环，通过难吸附组分对冷媒进行加热，提高冷媒温度，进而提高第二压缩机502的压缩效率，进一步提高了第二压缩机502排出的冷媒温度，第二压缩机502排出的冷媒经第一换热器401对第一压缩机501前的制冷剂进行加热，如此循环。相较于第一实施例，第二实施例中的第一压缩机501前的制冷剂温度更高.

使用第二换热器402可以利用循环管路7内的制冷剂进行换热，有利于对温度进行更加精确调控。如此，充分利用压缩机做功，一方面能够调节第一通路4011内的制冷剂升高的温度。另一方面，第一压缩机501排出的制冷剂压力升高有利于减少系统吸附过程加压时所需能量。

优选的，所述第二通路4012的出口与所述第四通路4022的进口之间的所述冷媒循环管路7上设置有膨胀阀701。

经过第一换热器401对制冷剂进行加热后的冷媒温度降低，降低后的冷媒经过膨胀阀701温度进一步降低，此时的冷媒温度较低，甚至低于零度。

经过膨胀阀701的冷媒与难吸附组分的温差更大，冷媒从难吸附组分吸收热量更多，难吸附组分经过与此时的冷媒进行热交换后的部分难吸附组分发生冷凝，也即是，经过膨胀阀701的冷媒对难吸附组分产生冷凝作用，冷凝后的难吸附组分便于回收储存。也即是，通过设置冷媒回收管路、第二压缩机502和膨胀阀701，不但回收了难吸附组分的热量以提高第一压缩机501的压缩效率，提高第一压缩机501排出的气体的压力和温度；而且，冷媒使难吸附组分产生冷凝，提高了难吸附组分的回收效率。

优选的，所述第一内腔102的出口与所述第二内腔202的出口之间的管道上设置有第七控制阀607。

控制阀组还包括第七控制阀607。实施例一包括：第七控制阀607、第五控制阀605和第六控制阀606；实施例二包括：第七控制阀607、第八控制阀608和第九控制阀609。

当第一内腔102或第二内腔202中的一个难吸附组分排出后，另一个完成真空脱附；此时两个内腔的压力差较大，而且完成真空脱附的内腔的下一步是冲入制冷剂进行易吸附组分的吸附工作，而低压不利于吸附；当第一内腔102或第二内腔202中的一个难吸附组分排出后，另一个完成真空脱附时，打开第七控制阀607，使两个内腔压力平衡，也即是使排出难吸附组分的内腔的压力向完成真空脱附工作的内腔输送泄压，提高完成真空脱附的内腔的压力，为接下来的易吸附组分的吸附工作做准备，进而提高了易吸附组分的吸附效率。

污染的混合制冷剂含有水、油、酸、不凝性气体与固体颗粒物杂质。制冷剂回收系统用于混合制冷剂的回收时，在混合罐3与第一换热器401之间依次设置闪蒸罐901和油分离器，混合罐3和闪蒸罐901之间设置有减压阀，闪蒸罐901和油分离器之间设置有干燥过滤器919，闪蒸罐901底部经第一截止阀905连接有第一杂质储罐903，油分离器底部经第二截止阀906连接有第二杂质储罐904。

如此，由混合罐3排出的混合制冷剂经过减压阀进入闪蒸罐901，在闪蒸罐901内粗分离，经减压阀后的混合制冷剂在闪蒸罐901内迅速汽化，由液态变为气态，闪蒸罐901底部为油、水等杂质，分离出的油和水经第一截止阀905被储存在第一杂质罐内；闪蒸罐901内的气态制冷剂从顶部出口进入干燥过滤器919中，该干燥过滤器919对气态制冷剂中的水、酸以及固体小颗粒进行再次分离；分离后的混合制冷剂进入油分离器902中进行除油；除去的油经第二截止阀906回收到第二杂质储罐904。从油分离器排出的混合制冷剂流经第一换热器401。干燥过滤器919可采用沸石、活性炭、硅胶、氧化铝以及金属有机骨架材料。

第二储存装置包括第一缓冲罐907、气液分离器909、第一冷凝器914和第一回收容器913；经过第一换热器401或者第二换热器402后的难吸附组分在被储存前，进入第一缓冲罐907，第一缓冲罐907可以均衡两个分离罐分离出来的难吸附组分的压力和纯度。

难吸附组分从第一缓冲罐907平稳流出后进入第一冷凝器914内冷凝为液体；由于混合制冷剂中包含有不凝性气体，从第一冷凝器914流出的冷媒进入气液分离器909中，气液分离器909的顶部设有电磁阀910，在气液分离器909中，不凝性气体通过电磁阀910排出，混合冷媒从气液分离器909排出经第一止回阀911进入第一回收容器913。

第一储存装置包括第二冷凝器915和第二回收容器918；经过真空泵8排出的气态易吸附冷媒经过第二冷凝器915冷凝为液体后再经过第二止回阀912流入第二回收容器918内。

为提高第一冷凝器914和第二冷凝器915的冷凝效率，设置第一风扇916加快第一冷凝器914的换热；设置第二风扇917加快第二冷凝器915的换热。

本发明还提供了一种用于所述的制冷剂回收系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

步骤一：控制所述第二控制阀602、所述第四控制阀604和所述第十一控制阀611开启，控制所述出口阀组关闭，控制所述真空泵8启动；

控制所述步骤一保持第一预设时长，然后执行下一步骤；

步骤二：控制所述出口阀组处于第一模式，其他控制阀均关闭，控制所述真空泵8停止；当所述出口阀组处于所述第一模式时，所述第一内腔102内的所述难吸附组分从所述第一内腔102排出；控制所述步骤二保持第二预设时长，然后执行下一步骤；

步骤三：控制所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭，控制所述真空泵8停止；当所述出口阀组处于所述第一模式时，所述第一内腔102和所述第二内腔202连通；

控制所述步骤三保持第三预设时长，然后执行下一步骤；

步骤四：控制所述第一控制阀601、所述第三控制阀603和所述第十控制阀610开启，控制所述出口阀组关闭，控制所述真空泵8打开；

控制所述步骤四保持第四预设时长，然后执行下一步骤；

步骤五：控制所述出口阀组处于第三模式，其他控制阀均关闭；当所述出口阀组处于所述第三模式时，所述第二内腔202内的所述难吸附组分从所述第二内腔202排出；

控制所述步骤五保持第五预设时长，然后执行下一步骤；

步骤六：控制所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭；

控制所述步骤六保持第六预设时长，然后执行步骤一；

如此循环。

步骤一：所述第二控制阀602、所述第四控制阀604和所述第十一控制阀611开启，所述出口阀组关闭，所述真空泵8启动，保持第一预设时长；

在第一预设时长内，混合制冷剂经第二控制阀602进入第二夹层201对第二内腔202进行加热，使第二内腔202内升温，同时真空泵8启动对第二内腔202进行抽真空，第二内腔202内压力降低，第二内腔202内的吸附剂吸附的易吸附组分脱附并经真空泵8驱动流经第十一控制阀611、真空泵8流出，完成脱附；与此同时，第二夹层201内的制冷剂持续经第四控制阀604流入第一内腔102，制冷剂包含的易吸附组分在第一内腔102中被吸附剂吸附并向难吸附组分放热，难吸附组分在第一内腔102富集。

步骤二：所述出口阀组处于第一模式，其他控制阀均关闭，所述真空泵8停止，保持第二预设时长；

在第二预设时长内，出口阀组处于第一模式，第一内腔102内的难吸附组分经出口阀组流出，第一内腔102内的难吸附组分浓度降低。

步骤三：所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭，所述真空泵8停止，保持第三预设时长；

在第三预设时长内，所述出口阀组处于第二模式，该模式下，第一内腔102和第二内腔202连通，由于在步骤一中，第二内腔202经过真空泵8抽吸作用压力较低，当第一内腔102和第二内腔202连通时，第一内腔102部分难吸附组分流向第二内腔202使得第二内腔202内压力升高，使第二内腔202为下次的吸附剂吸附易吸附组分做好准备。这里解释一下，压力越高越有利于吸附，在向内腔充入一定量的制冷剂时，内腔的原始压力越高，充入制冷剂后的压力也越高，进而提高了吸附剂对易吸附组分的吸附效果。

步骤四：所述第一控制阀601、所述第三控制阀603和所述第十控制阀610开启，所述出口阀组关闭，所述真空泵8打开，保持第四预设时长；

在第四预设时长内，混合制冷剂经第一控制阀601进入第一夹层101对第一内腔102进行加热，使第一内腔102内升温，同时真空泵8启动对第一内腔102进行抽真空，第一内腔102内压力降低，第一内腔102内的吸附剂吸附的易吸附组分脱附并经真空泵8驱动流经第十控制阀610、真空泵8流出，完成脱附；与此同时，第一夹层101内的制冷剂持续经第三控制阀603流入第二内腔202，制冷剂包含的易吸附组分在第二内腔202中被吸附剂吸附并向难吸附组分放热，难吸附组分在第二内腔202富集。

步骤五：所述出口阀组处于第三模式，其他控制阀均关闭，保持第五预设时长；

在第五预设时长内，出口阀组处于第三模式，第二内腔202内的难吸附组分经出口阀组流出，第二内腔202内的难吸附组分浓度降低。

步骤六：所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭，持续第六预设时长。

在第六预设时长内，所述出口阀组处于第二模式，该模式下，第一内腔102和第二内腔202连通，由于在步骤四中，第一内腔102经过真空泵8抽吸作用压力较低，当第二内腔202和第一内腔102连通时，第二内腔202部分难吸附组分流向第一内腔102使得第一内腔102内压力升高，使第一内腔102为下次的吸附剂吸附易吸附组分做好准备。

优选的：

当所述制冷剂回收系统设置有第二压缩机502时，当所述制冷剂回收系统处于所述步骤一时，还控制所述第二压缩机502启动并持续所述第一预设时长；当所述制冷剂回收系统处于所述步骤四时，还控制所述第二压缩机502启动并持续所述第四预设时长。

在步骤一过程中，制冷剂持续流经第一换热器401，此时第二压缩机502工作持续对流经第一换热器401的制冷剂进行加热，持续时长与步骤一中制冷剂流经第一换热器401的时长保持一致；同样的，在步骤四中，制冷剂持续流经第一换热器401，此时第二压缩机502工作持续对流经第一换热器401的制冷剂进行加热，持续时长与步骤四中制冷剂流经第一换热器401的时长保持一致；如此不但可以对流经第一换热器401的制冷剂加热；避免了第二压缩机502工作对第一换热器401内没有流动的制冷剂持续加热，使得第一通路4011和第二通路4012之间的温差降低，进而导致加热效率下降；进而提高了对制冷剂的加热效率。

制冷剂回收系统在工作时：

第二控制阀602、第四控制阀604和第十一控制阀611开启，其他控制阀均关闭；此时，由压缩机排出的制冷剂温度和压力均很高，该制冷剂进入第二夹层201对第二内腔202内已经完成易吸附组分吸附的吸附剂加热，同时真空泵8开始对第二内腔202抽真空，在高温低压的环境下，第二内腔202中的易吸附组分较快的从吸附剂上脱附(该过程可称为：高温真空脱附)，脱附后的易吸附组分经过真空泵8的驱动后从真空泵8的出口排出并被收集；同时，在第二夹层201内被第二内腔202吸热后的制冷剂温度降低，但是压力依然很高，温度降低后的制冷剂从第二夹层201排出并经过第四控制阀604进入第一内腔102；在第一内腔102中，制冷剂与吸附剂接触，其中制冷剂中的易吸附组分被吸附剂吸附；由于进入第一内腔102的制冷剂压力较高、温度较低，第一内腔102中易吸附组分的吸附效率较高。

第一内腔102中的易吸附组分被吸附后，难吸附组分需要排出；第五控制阀605打开，其他控制阀均关闭；由于吸附的过程为放热的过程，难吸附组分储存了易吸附组分吸附过程中释放的热量，难吸附组分温度升高并经第五控制阀605排出。

第一内腔102中的难吸附组分排出后，一方面需要对第一内腔102中的易吸附组分脱附工作排出，另一方面第二内腔202通过真空泵8吸附压力较低，需要提升第二内腔202的压力为第二内腔202下一步的吸附工作做准备；第七控制阀607打开，其他控制阀均关闭；第一内腔102中残留的难吸附组分经第七控制阀607流向第二内腔202，提高了第二内腔202的压力，同时降低了第一内腔102中的难吸附组分的浓度，有利于第一内腔102中的易吸附组分的回收纯度。

第一内腔102和第二内腔202均压后，第一内腔102中易吸附组分进行脱附工作，第二内腔202进行易吸附组分吸附工作；此时，第一控制阀601、第三控制阀603和第十控制阀610开启，其他控制阀均关闭；由压缩机排出的制冷剂温度和压力均很高，该制冷剂进入第一夹层101对第一内腔102内已经完成易吸附组分吸附的吸附剂加热，同时真空泵8开始对第一内腔102抽真空，在高温低压的环境下，第一内腔102中的易吸附组分较快的从吸附剂上脱附，脱附后的易吸附组分经过真空泵8的驱动后从真空泵8的出口排出并被收集；同时，在第一夹层101内被第一内腔102吸热后的制冷剂温度降低，但是压力依然很高，温度降低后的制冷剂从第一夹层101排出并经过第三控制阀603进入第二内腔202；在第二内腔202中，制冷剂与吸附剂接触，其中制冷剂中的易吸附组分被吸附剂吸附；由于进入第二内腔202的制冷剂压力较高、温度较低，第二内腔202中易吸附组分的吸附效率较高。

第二内腔202中的易吸附组分被吸附后，难吸附组分需要排出；第六控制阀606打开，其他控制阀均关闭；由于吸附的过程为放热的过程，难吸附组分储存了易吸附组分吸附过程中释放的热量，难吸附组分温度升高并经第六控制阀606排出。

第二内腔202中的难吸附组分排出后，一方面需要对第二内腔202中的易吸附组分脱附工作排出，另一方面第一内腔102通过真空泵8吸附压力较低，需要提升第一内腔102的压力为第一内腔102下一步的吸附工作做准备；第七控制阀607打开，其他控制阀均关闭；第二内腔202中残留的难吸附组分经第七控制阀607流向第一内腔102，提高了第一内腔102的压力，同时降低了第二内腔202中的难吸附组分的浓度，有利于第二内腔202中的易吸附组分的回收纯度。

第一分离罐1和第二分离罐2按照上述步骤循环交替对待分离制冷剂进行分离，有效地提高了回收、净化、分离共沸或近共沸制冷剂的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种制冷剂回收系统，用于将制冷剂中的易吸附组分和难吸附组分分离，其特征在于，包括：

混合罐(3)，用于储存待回收制冷剂；

第一换热器(401)，其具有相互耦合的第一通路(4011)和第二通路(4012)；所述第一通路(4011)的进口与所述混合罐(3)的出口连通；

第一压缩机(501)，其进口与所述第一通路(4011)的出口连通；

分离装置，其进口与所述第一压缩机(501)的出口连通；所述分离装置包括第一出口和第二出口，第二通路(4012)所述易吸附组分从所述第一出口排出，所述难吸附组分从所述第二出口排出，由所述第二出口排出的难吸附组分的部分热量用于使流经所述第一通路(4011)的制冷剂升温；

第一储存装置，用于储存从所述第一出口排出的易吸附组分；

第二储存装置，用于储存从所述第二出口排出的难吸附组分。

2.根据权利要求1所述的制冷剂回收系统，其特征在于，所述分离装置包括第一分离罐(1)和第二分离罐(2)；

所述第一分离罐(1)和所述第二分离罐(2)为双层壳体结构；

所述第一分离罐(1)的双层壳体之间的空腔为第一夹层(101)，所述第一分离罐(1)的内腔为第一内腔(102)；所述第二分离罐(2)的双层壳体之间的空腔为第二夹层(201)，所述第二分离罐(2)的内腔为第二内腔(202)；

所述第一压缩机(501)的出口可选择的与所述第一夹层(101)、所述第二夹层(201)连通，所述第一内腔(102)和所述第二内腔(202)内均设置有吸附剂。

3.根据权利要求2所述的制冷剂回收系统，其特征在于，所述第一压缩机(501)的出口与所述第一夹层(101)的进口之间相连的管道上设置有第一控制阀(601)，所述第一压缩机(501)的出口与所述第二夹层(201)的进口之间相连的管道上设置有第二控制阀(602)，所述第一夹层(101)的出口与所述第二内腔(202)的进口之间的相连的管道上设置有第三控制阀(603)，所述第二夹层(201)的出口与所述第一内腔(102)的进口之间相连的管道上设置有第四控制阀(604)。

4.根据权利要求3所述的制冷剂回收系统，其特征在于，所述第一储存装置包括真空泵(8)，所述真空泵(8)的进气口与所述第一内腔(102)的进气口之间的管道上设置有第十控制阀(610)，所述真空泵(8)的进气口与所述第二内腔(202)的进气口之间管道上设置有第十一控制阀(611)；

所述分离装置包括出口阀组，由所述第一分离罐(1)和所述第二分离罐(2)排出的难吸附组分均经过所述出口阀组后排出至所述第二储存装置。

5.根据权利要求4所述的制冷剂回收系统，其特征在于，所述第一内腔(102)的出口与所述第二通路(4012)的进口之间的管道上设置有第五控制阀(605)，所述第二内腔(202)的出口与所述第二通路(4012)的进口之间的管道上设置有第六控制阀(606)。

6.根据权利要求4所述的制冷剂回收系统，其特征在于，所述制冷剂回收系统还设置有第二换热器(402)，所述第二换热器(402)包括第三通路(4021)和第四通路(4022)；

所述第一内腔(102)的出口与所述第三通路(4021)的进口之间的管道上设置有第八控制阀(608)，所述第二内腔(202)的出口与所述第三通路(4021)的进口之间的管道上设置有第九控制阀(609)；

所述第四通路(4022)与所述第二通路(4012)经冷媒循环管路(7)连通，所述冷媒循环管路(7)上设置有第二压缩机(502)，所述第二压缩机(502)的出口与所述第二通路(4012)的进口连通，所述第二压缩机(502)的进口与所述第四通路(4022)的出口连通。

7.根据权利要求6所述的制冷剂回收系统，其特征在于，所述第二通路(4012)的出口与所述第四通路(4022)的进口之间的所述冷媒循环管路(7)上设置有膨胀阀(701)。

8.根据权利要求5或6所述的制冷剂回收系统，其特征在于，所述第一内腔(102)的出口与所述第二内腔(202)的出口之间的管道上设置有第七控制阀(607)。

9.一种用于权利要求5或6所述的制冷剂回收系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：控制所述第二控制阀(602)、所述第四控制阀(604)和所述第十一控制阀(611)开启，控制所述出口阀组关闭，控制所述真空泵(8)启动；

控制所述步骤一保持第一预设时长，然后执行下一步骤；

步骤二：控制所述出口阀组处于第一模式，其他控制阀均关闭，控制所述真空泵(8)停止；当所述出口阀组处于所述第一模式时，所述第一内腔(102)内的所述难吸附组分从所述第一内腔(102)排出；控制所述步骤二保持第二预设时长，然后执行下一步骤；

步骤三：控制所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭，控制所述真空泵(8)停止；当所述出口阀组处于所述第一模式时，所述第一内腔(102)和所述第二内腔(202)连通；

控制所述步骤三保持第三预设时长，然后执行下一步骤；

步骤四：控制所述第一控制阀(601)、所述第三控制阀(603)和所述第十控制阀(610)开启，控制所述出口阀组关闭，控制所述真空泵(8)打开；

控制所述步骤四保持第四预设时长，然后执行下一步骤；

步骤五：控制所述出口阀组处于第三模式，其他控制阀均关闭；当所述出口阀组处于所述第三模式时，所述第二内腔(202)内的所述难吸附组分从所述第二内腔(202)排出；

控制所述步骤五保持第五预设时长，然后执行下一步骤；

步骤六：控制所述出口阀组处于第二模式，其他控制阀均关闭；

控制所述步骤六保持第六预设时长，然后执行步骤一；

如此循环。

10.一种用于权利要求9所述的制冷剂回收系统的控制方法，其特征在于：

当所述制冷剂回收系统设置有第二压缩机(502)时，当所述制冷剂回收系统处于所述步骤一时，还控制所述第二压缩机(502)启动并持续所述第一预设时长；当所述制冷剂回收系统处于所述步骤四时，还控制所述第二压缩机(502)启动并持续所述第四预设时长。