CN206862007U - 制氧系统中的氮气回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及废气回收设备领域，具体是制氧系统中的氮气回收装置，具有空气分离设备，空气分离设备分别连通有液氧储存罐和液氮储存罐，在空气分离设备上还连通有用于回收放空氮气的主管道，在主管道上沿氮气输送方向依次布置有对氮气进行初次加压的压缩机、对初次加压的氮气进行降温的冷却器、对氮气进行膨胀降温制冷的增压透平膨胀机、与增压透平膨胀机增压端连通的低温预冷机、主换热器、增加氮气过冷度的过冷器，过冷器与液氮储存罐连通；本实用新型通过在制氧系统中设计氮气回收装置，对传统工艺中需放空的氮气进行有效回收，回收率可达到70%，大大提高了企业效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及废气回收设备领域，具体是制氧系统中的氮气回收装置。
背景技术
液氧通常是利用空气分离设备从空气中提炼分离而成，由于空气中还含有大量氮气，而且氧气与氮气的冷凝点相差也不大（氧气为-183℃，氮气为-195.8℃），因此在工业生产中，为降低生产成本，液氧和液氮的制作一般是同时进行的。
然而在实际生产过程中，通常会产生大量氮气（大约8000m3/h），传统方法中，这些氮气直接被放空，造成了严重的浪费。
发明内容
为解决传统工艺设计中造成的大量氮气被放空浪费的现象，本实用新型针对制氧系统提供一种氮气回收装置，对放空的氮气进行有效回收，节约生产成本。
本实用新型的具体方案为：制氧系统中的氮气回收装置，具有空气分离设备，空气分离设备分别连通有液氧储存罐和液氮储存罐，在空气分离设备上还连通有用于回收放空氮气的主管道，在主管道上沿氮气输送方向依次布置有对氮气进行初次加压的压缩机、对初次加压的氮气进行降温的冷却器、对氮气进行膨胀降温制冷的增压透平膨胀机、与增压透平膨胀机增压端连通的低温预冷机、主换热器、增加氮气过冷度的过冷器，过冷器与液氮储存罐连通，所述冷却器与增压透平膨胀机的增压端连通；所述主管道位于主换热器与低温预冷机之间的部位还分接有用于低温氮气与常温氮气之间进行热交换的换热管道，换热管道沿低温氮气输送方向依次与增压透平膨胀机的膨胀端、主换热器连接，并最终与主管道形成回路。
本实用新型所述的主管道位于过冷器与液氮储存罐之间的部位还连通有换热支管道，换热支管道穿过过冷器后与换热管道连接，在换热支管道上还安装有控制液氮回收稳定性的节流阀。
本实用新型的原理为：常温下的放空氮气经过主管道上的压缩机和冷却器进行加压、冷却后，在增压透平膨胀机的增压端再次增压冷却，并进入主换热器内将氮气温度降低至-190℃左右，其中一部分低温氮气通过主管道上的过冷器增加过冷度，将氮气进行过冷液化（避免输送过程中液氮吸热升温气化），并直接输送至液氮储存罐中；
另一部分低温氮气则通过换热管道进入增压透平膨胀机的膨胀端进一步冷却，并进入主换热器中，对从增压透平膨胀机的增压端中输出的“高温”氮气进行换热冷却，此时被吸热升温的低温氮气再次回流至主管道中，重新进行冷却回收；
上述过程中，为保证液氮储存罐中压力的稳定性，当液氮储存罐过压时，节流阀开启，经冷却器冷却后的液氮会经过换热支管道进入换热管道对氮气进行降温。
本实用新型具备的优势在于：
1、通过在制氧系统中设计氮气回收装置，对传统工艺中需放空的氮气进行有效回收，回收率可达到70%，大大提高了企业效益；
2、本实用新型设计可靠、巧妙，特别是节流阀的设计，保障了氮气回收装置的稳定性，同时也可以较好的避免节流后液氮的汽化量过大导致储罐涨压，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型系统示意图。
图中：1-空气分离设备，2-液氧储存罐，3-液氮储存罐，4-主管道，5-压缩机，6-冷却器，7-增压透平膨胀机，8-增压端，9-低温预冷机，10-主换热器，11-过冷器，12-换热管道，13-膨胀端，14-换热支管道，15-节流阀。
具体实施方式
本实施例中，制氧系统中的氮气回收装置，具有空气分离设备1，空气分离设备1分别连通有液氧储存罐2和液氮储存罐3，在空气分离设备1上还连通有用于回收放空氮气的主管道4，在主管道4上沿氮气输送方向依次布置有对氮气进行初次加压的压缩机5、对初次加压的氮气进行降温并且与增压透平膨胀机7的增压端8连通的冷却器6、对氮气进行膨胀降温制冷的增压透平膨胀机7、与增压透平膨胀机增压端8连通的低温预冷机9、主换热器10、增加氮气过冷度的过冷器11，过冷器11与液氮储存罐3连通。
本实施例中，所述主管道4位于主换热器10与低温预冷机9之间的部位还分接有用于低温氮气与常温氮气之间进行热交换的换热管道12，换热管道12沿低温氮气输送方向依次与增压透平膨胀机7的膨胀端13、主换热器10连接，并最终与主管道4形成回路。
本实施例中，主管道4位于过冷器11与液氮储存罐3之间的部位还连通有换热支管道14，换热支管道14穿过过冷器11后与换热管道12连接，在换热支管道14上还安装有控制液氮回收稳定性的节流阀15。
Claims (2)
1.制氧系统中的氮气回收装置，具有空气分离设备，空气分离设备分别连通有液氧储存罐和液氮储存罐，其特征在于：在空气分离设备上还连通有用于回收放空氮气的主管道，在主管道上沿氮气输送方向依次布置有对氮气进行初次加压的压缩机、对初次加压的氮气进行降温的冷却器、对氮气进行膨胀降温制冷的增压透平膨胀机、与增压透平膨胀机增压端连通的低温预冷机、主换热器、增加氮气过冷度的过冷器，过冷器与液氮储存罐连通，所述冷却器与增压透平膨胀机的增压端连通；所述主管道位于主换热器与低温预冷机之间的部位还分接有用于低温氮气与常温氮气之间进行热交换的换热管道，换热管道沿低温氮气输送方向依次与增压透平膨胀机的膨胀端、主换热器连接，并最终与主管道形成回路。
2.根据权利要求1所述的制氧系统中的氮气回收装置，其特征在于：所述主管道位于过冷器与液氮储存罐之间的部位还连通有换热支管道，换热支管道穿过过冷器后与换热管道连接，在换热支管道上还安装有控制液氮回收稳定性的节流阀。
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