CN109458780A - 一种液氮汽化冷量再利用装置 - Google Patents

一种液氮汽化冷量再利用装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109458780A
CN109458780A CN201811339475.8A CN201811339475A CN109458780A CN 109458780 A CN109458780 A CN 109458780A CN 201811339475 A CN201811339475 A CN 201811339475A CN 109458780 A CN109458780 A CN 109458780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid nitrogen
water
cold
heat exchanger
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811339475.8A
Other languages
English (en)
Inventor
邵雪
赵薇
满鑫香
杨雪秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoning University of Technology
Original Assignee
Liaoning University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning University of Technology filed Critical Liaoning University of Technology
Priority to CN201811339475.8A priority Critical patent/CN109458780A/zh
Publication of CN109458780A publication Critical patent/CN109458780A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/10—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using liquefied gases, e.g. liquid air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/08—Separating gaseous impurities from gases or gaseous mixtures or from liquefied gases or liquefied gaseous mixtures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

本发明提供了一种液氮汽化冷量再利用装置，包括液氮储罐、水箱和冷量回收装置，冷量回收装置包括带有水入口与水出口的外壳体和外壳体内部的套管式换热器，套管式换热器的管程为尾气通路，壳程为液氮通路，外壳体内部与套管式换热器外空间构成水通路。冷量回收装置中三个通路相互独立，但尾气与液氮、液氮与水之间可以进行传热。本发明优点：该装置将液氮气化装置与尾气处理和工艺水冷却装置集成在一起，可以有效将液氮汽化时所产生的冷量通过热交换的形式，传递给尾气处理***和工艺冷却水***，充分的利用了液氮汽化所产生的冷量。节省了尾气处理***和工艺冷却水***的能耗、节约能源、降低成本。

Description

一种液氮汽化冷量再利用装置
技术领域
本发明涉及一种液氮汽化冷量再利用装置，属于工业循环再利用领域。
背景技术
目前，电子行业中，氮气的使用比较广泛，常被用作保护气体和氮气氛围；氮气一般采用液氮汽化的方式来供应，因工厂都备有液氮储罐以及液氮汽化用的汽化器等设备。液氮在汽化过程中会吸收大量的热。目前而言，液氮汽化吸收的热量主要是来源于周围的空气，况且包括液氮储罐和汽化器的液氮站都建在室外，所以液氮在汽化过程中能够提供的冷却能力没有得到充分利用，也造成了很大的浪费。
另一方面，工业生产中会产生大量的混合性尾气，这部分尾气一般是利用低温技术将其液化分离，然后进行回收利用。尾气处理部分需要大量的冷量对其进行液化，能耗较高。同时温度较高的尾气中还含有一定的热量，这部分热量在液化过程中直接消耗掉，没有得到充分利用，造成能源浪费。同时，工业厂房一般会设置中央空调，其工艺冷却水主要由冷水机组提供，工业冷水机组将水冷却至指定温度后，通过换热器实现冷热交换。长期下来，工业冷水机组的能耗巨大。
尾气处理与工艺冷却水降温都需要外界给予冷量，能耗较大。而液氮汽化过程会吸收大量的热，也就是会产生大量冷量，这部分冷量没有被利用。目前还没有能将工业尾气处理、工艺冷却水降温与液氮汽化集成在一起的装置，因此在工业生产中，这部分的能源没有得到充分利用，造成严重的能源浪费。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种将工业尾气处理、工艺冷却水降温与液氮汽化集成在一起，使液氮汽化冷量得到充分利用的装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种液氮汽化冷量再利用装置，其结构包括液氮储罐、水箱和冷量回收装置，所述冷量回收装置包括带有水入口与水出口的冷量回收装置外壳体和冷量回收装置外壳体内部的套管式换热器，所述套管式换热器包括套管式换热器外管和套管式换热器内管，套管式换热器内管与套管式换热器外管均由经电化学抛光的耐腐蚀的金属管件焊接制成，所述套管式换热器的管程为尾气通路，管程入口为尾气入口，管程出口为尾气出口，所述套管式换热器的壳程为液氮通路，壳程入口为液氮入口，壳程出口为氮气出口，所述冷量回收装置外壳体内部与套管式换热器外部构成水通路，所述尾气入口、尾气出口、液氮入口和氮气出口通过管线引出冷量回收装置，所述水箱的出口与水泵相连，水泵出口与水入口通过水管线连接，水管线上设置温控阀，水出口的管线上设置温度传感器，温度传感器与温控阀相连，所述液氮储罐的出口与液氮入口通过液氮管线相连，液氮管线上设置阀门，所述冷量回收装置外壳体外部设冷量回收装置外壳体保温层。
本发明一较佳实施方式中，所述套管式换热器的管束为四组并联。
本发明一较佳实施方式中，所述水出口与空调***相连。水箱中的水经过冷量回收装置后，从水出口流出，成为工艺冷却水，为空调***供应冷源。空调***包括流量计、中央空调冷水分支管、空调箱，流量计设置在水出口的管线上，流量计与中央空调冷水分支管相连，中央空调冷水分支管与空调箱相连。
本发明一较佳实施方式中，所述尾气出口与气液分离装置相连，气液分离装置的气相出口与尾气处理装置相连，气液分离装置的液相出口与回收装置相连。尾气在套管换热器内吸收液氮汽化产生的冷量，部分尾气液化后可以回收再利用，部分没有液化的尾气进入尾气处理***进行再处理。
本发明一较佳实施方式中，所述液氮管线上阀门为电磁阀。
本发明的有益效果为：本发明提供的液氮汽化冷量再利用装置，将液氮气化装置与尾气处理和工艺水冷却装置集成在一起，可以有效将液氮汽化时所产生的冷量通过热交换的形式，传递给尾气处理***和工艺冷却水***，充分的利用了液氮汽化所产生的冷量。同时为节省了尾气处理***和工艺冷却水***的能耗、节约能源、降低成本。使用电磁阀可以方便的调节液氮的流量，无需手工操作，降低劳动强度，提高了工作效率。通过水出口处设置的温度传感器来控制水箱温控阀门的开度，随时调节水量，防止水的温度降低到零度以下出现管壁结冰现象，保证装置的安全平稳运行。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明液氮汽化冷量再利用装置的结构示意图；
图2为本发明冷量回收装置的俯视剖面图。
图中：1、水通路，2、液氮通路，3、尾气通路，4、水出口，5、尾气出口，6、尾气入口，7、温控阀，8、氮气出口，9、液氮入口，10、阀门，11、液氮储罐，12、水箱，13、水泵，14、水入口，15、温度传感器，16、流量计，17、中央空调冷水分支管，18、空调箱，19、冷量回收装置，20、套管式换热器，21、冷量回收装置外壳体，22、冷量回收装置外壳体保温层，23、套管式换热器外管，24、套管式换热器内管。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详述。
实施例
如图1和图2所示，本实施例中液氮汽化冷量再利用装置，其结构包括液氮储罐11、水箱12和冷量回收装置19，所述冷量回收装置19包括带有水入口14与水出口4的冷量回收装置外壳体21和冷量回收装置外壳体21内部的套管式换热器20，所述套管式换热器20的套管式换热器内管24与套管式换热器外管23均由经电化学抛光的耐腐蚀的金属管件焊接制成，所述套管式换热器20的管程为尾气通路3，管程入口为尾气入口6，管程出口为尾气出口5，所述套管式换热器20的壳程为液氮通路2，壳程入口为液氮入口9，壳程出口为氮气出口8，所述冷量回收装置外壳体21内部与套管式换热器20之间的空隙构成水通路1，所述尾气入口6、尾气出口5、液氮入口9和氮气出口8通过管线引出冷量回收装置19，所述水箱12的出口与水泵13相连，水泵13出口与水入口14通过水管线连接，水管线上设温控阀7，水出口4管线上设温度传感器15，温度传感器15与温控阀7相连，所述液氮储罐11的出口与液氮入口9通过液氮管线相连，液氮管线设阀门10，所述冷量回收装置外壳体21外部设置冷量回收装置外壳体保温层22。
本实施例中，套管式换热器20的管束为四组并联。
本实施例中，水出口4与空调***相连，空调***包括流量计16、中央空调冷水分支管17和空调箱18。
本实施例中，尾气出口5与气液分离装置相连，气液分离装置的气相出口与尾气处理装置相连，气液分离装置的液相出口与回收装置相连。
本实施例中，液氮管线上阀门10为电磁阀。
使用时，液氮储罐11内的液氮通过液氮入口9进入液氮通路2，在液氮通路2中液氮汽化成氮气。氮气从氮气出口8排出，送至工业用气处。水箱12中的水通过水入口14进入水通路1，在水通路1中，水吸收液氮汽化产生的冷量，温度降低，成为工艺冷却水。工艺冷却水从水出口4排出，送至空调***，作为空调***的冷源。工业尾气通过尾气入口6进入尾气通路3，在尾气通路3中，工业尾气吸收了液氮汽化产生的冷量，部分尾气在低温下液化，部分尾气仍保持气态。低温尾气从尾气出口5排出，送至气液分离装置。气液分离装置的气相出口与尾气处理装置相连，气液分离装置的液相出口与回收装置相连。液化后的尾气可以回收再利用，部分没有液化的尾气进入尾气处理***进行再处理。冷量回收装置中三个通路相互独立，但尾气与液氮、液氮与水之间可以进行传热，保证液氮汽化冷量的充分利用。
为防止水的温度降低到零度以下出现管壁结冰现象，在本装置中增加一个控制回路，即通过温度传感器15测量管壁温度值。温度传感器15设在水出口4处。当管壁温度降低到接近0℃时，温度传感器15控制温控阀7加大开度，增加水的流量，从而管壁温度上升，不致管路结冰。
为了满足变负荷需求，在液氮管路处放置一个阀门10，当负荷有波动时，阀门10可以调节液氮的流量，以控制冷量的产生量，当负荷高时，可以加大液氮的流量，以满足所需，当负荷低时，通过减少液氮的流量，产生的冷量也就相应的减少，正好满足低负荷时的制冷用量，这也是满足负荷波动的一种方式。
以上所述，仅是本发明的具体实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述解释的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液氮汽化冷量再利用装置，其结构包括液氮储罐（11）、水箱（12）和冷量回收装置（19），其特征在于，所述冷量回收装置（19）包括带有水入口（14）与水出口（4）的冷量回收装置外壳体（21）和冷量回收装置外壳体（21）内部的套管式换热器（20），所述套管式换热器（20）包括套管式换热器外管（23）和套管式换热器内管（24），套管式换热器内管（24）与套管式换热器外管（23）均由经电化学抛光的耐腐蚀的金属管件焊接制成，所述套管式换热器（20）的管程为尾气通路（3），管程入口为尾气入口（6），管程出口为尾气出口（5），所述套管式换热器（20）的壳程为液氮通路（2），壳程入口为液氮入口（9），壳程出口为氮气出口（8），所述冷量回收装置外壳体（21）内部与套管式换热器（20）外部构成水通路（1），所述尾气入口（6）、尾气出口（5）、液氮入口（9）和氮气出口（8）通过管线引出冷量回收装置（19），所述水箱（12）的出口与水泵（13）相连，水泵（13）出口与水入口（14）通过水管线连接，水管线上设置温控阀（7），水出口（4）的管线上设置温度传感器（15），温度传感器（15）与温控阀（7）相连，所述液氮储罐（11）的出口与液氮入口（9）通过液氮管线相连，液氮管线上设置阀门（10），所述冷量回收装置外壳体（21）外部设冷量回收装置外壳体保温层（22）。
2.根据权利要求1所述的一种液氮汽化冷量再利用装置，其特征在于，所述套管式换热器（20）的管束为四组并联。
3.根据权利要求1所述的一种液氮汽化冷量再利用装置，其特征在于，所述水出口（4）与空调***相连。
4.根据权利要求3所述的一种液氮汽化冷量再利用装置，其特征在于，所述空调***包括流量计（16）、中央空调冷水分支管（17）、空调箱（18），流量计（16）设置在水出口（4）的管线上，流量计（16）与中央空调冷水分支管（17）相连，中央空调冷水分支管（17）与空调箱（18）相连。
5.根据权利要求1所述的一种液氮汽化冷量再利用装置，其特征在于，所述尾气出口（5）与气液分离装置相连，气液分离装置的气相出口与尾气处理装置相连，气液分离装置的液相出口与回收装置相连。
6.根据权利要求1所述的一种液氮汽化冷量再利用装置，其特征在于，所述液氮管线上设置的阀门（10）为电磁阀。
CN201811339475.8A 2018-11-12 2018-11-12 一种液氮汽化冷量再利用装置 Pending CN109458780A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811339475.8A CN109458780A (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种液氮汽化冷量再利用装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811339475.8A CN109458780A (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种液氮汽化冷量再利用装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109458780A true CN109458780A (zh) 2019-03-12

Family

ID=65610036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811339475.8A Pending CN109458780A (zh) 2018-11-12 2018-11-12 一种液氮汽化冷量再利用装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109458780A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111678370A (zh) * 2020-06-17 2020-09-18 中国航空发动机研究院 一种防凝固的换热器
CN115371455A (zh) * 2022-07-21 2022-11-22 瑞燃(上海)环境工程技术有限公司 一种用于液氮换热设备的保温结构及保温方法
CN116499151A (zh) * 2023-06-28 2023-07-28 广州广钢气体能源股份有限公司 一种冷能回收利用***及其回收方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6047767A (en) * 1998-04-21 2000-04-11 Vita International, Inc. Heat exchanger
US20100319397A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Lee Ron C Cryogenic pre-condensing method and apparatus
CN102012141A (zh) * 2010-11-01 2011-04-13 江苏永能光伏科技有限公司 液氮汽化冷量再利用装置
CN202036987U (zh) * 2011-03-19 2011-11-16 友邦（江苏）聚氨酯新材料有限公司 氮气保护下的低温反应釜
CN202087068U (zh) * 2011-03-15 2011-12-28 合肥宁垣工程技术有限责任公司 节能型液氨蒸发装置
CN103212270A (zh) * 2013-04-10 2013-07-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 尾气回收***及其换热器
CN203431484U (zh) * 2013-08-27 2014-02-12 克拉玛依新科澳石油天然气技术股份有限公司 车载锅炉lng汽化装置
CN104941383A (zh) * 2015-06-16 2015-09-30 浙江省天正设计工程有限公司 一种一氯甲烷尾气深度回收的方法及装置
CN205748055U (zh) * 2016-05-10 2016-11-30 四川清山绿水实业发展有限公司 一种液氮尾气能量回收装置
CN106679263A (zh) * 2016-12-07 2017-05-17 深圳市欣华兴节能科技有限公司 一种液氮冷气回收装置及控制方法
CN107599788A (zh) * 2017-08-03 2018-01-19 丹阳市利旺车辆部件有限公司 一种双汽化lng冷源利用装置
CN209131215U (zh) * 2018-11-12 2019-07-19 辽宁工业大学 一种液氮汽化冷量再利用装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6047767A (en) * 1998-04-21 2000-04-11 Vita International, Inc. Heat exchanger
US20100319397A1 (en) * 2009-06-23 2010-12-23 Lee Ron C Cryogenic pre-condensing method and apparatus
CN102012141A (zh) * 2010-11-01 2011-04-13 江苏永能光伏科技有限公司 液氮汽化冷量再利用装置
CN202087068U (zh) * 2011-03-15 2011-12-28 合肥宁垣工程技术有限责任公司 节能型液氨蒸发装置
CN202036987U (zh) * 2011-03-19 2011-11-16 友邦（江苏）聚氨酯新材料有限公司 氮气保护下的低温反应釜
CN103212270A (zh) * 2013-04-10 2013-07-24 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 尾气回收***及其换热器
CN203431484U (zh) * 2013-08-27 2014-02-12 克拉玛依新科澳石油天然气技术股份有限公司 车载锅炉lng汽化装置
CN104941383A (zh) * 2015-06-16 2015-09-30 浙江省天正设计工程有限公司 一种一氯甲烷尾气深度回收的方法及装置
CN205748055U (zh) * 2016-05-10 2016-11-30 四川清山绿水实业发展有限公司 一种液氮尾气能量回收装置
CN106679263A (zh) * 2016-12-07 2017-05-17 深圳市欣华兴节能科技有限公司 一种液氮冷气回收装置及控制方法
CN107599788A (zh) * 2017-08-03 2018-01-19 丹阳市利旺车辆部件有限公司 一种双汽化lng冷源利用装置
CN209131215U (zh) * 2018-11-12 2019-07-19 辽宁工业大学 一种液氮汽化冷量再利用装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111678370A (zh) * 2020-06-17 2020-09-18 中国航空发动机研究院 一种防凝固的换热器
CN111678370B (zh) * 2020-06-17 2021-06-01 中国航空发动机研究院 一种防凝固的换热器
CN115371455A (zh) * 2022-07-21 2022-11-22 瑞燃(上海)环境工程技术有限公司 一种用于液氮换热设备的保温结构及保温方法
CN116499151A (zh) * 2023-06-28 2023-07-28 广州广钢气体能源股份有限公司 一种冷能回收利用***及其回收方法
CN116499151B (zh) * 2023-06-28 2023-09-26 广州广钢气体能源股份有限公司 一种冷能回收利用***及其回收方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109458780A (zh) 一种液氮汽化冷量再利用装置
CN107178928B (zh) 一种冲渣水余热提取型溴化锂吸收式冷热水机组
CN103499167B (zh) 压缩机制冷循环***中的余热回收式油分离器
CN106839481A (zh) 一种带辅助冷源的冷却机组
CN105444464A (zh) 采暖常温排烟的烟气型溴化锂吸收式冷、热水机组
CN105910456A (zh) 一种绿色综合冷岛设备和冷却方法
CN206817806U (zh) 一种具有新型微通道蒸发器的制冷***
CN108691813A (zh) 一种自循环空压机余热回收***
CN105910458A (zh) 三维高效蒸发换热***
CN209131215U (zh) 一种液氮汽化冷量再利用装置
CN104567060B (zh) 热虹吸油冷却***
CN104390387B (zh) 双工质双循环式制冷***
CN208565078U (zh) 一种自循环空压机余热回收***
CN105698427A (zh) 联碱法纯碱生产过程中结晶工段溴化锂制冷降温及外冷器热氨i母液清洗装置与方法
CN205718534U (zh) 一种绿色综合冷岛设备
CN205601041U (zh) 冷热一体模温机
CN212511916U (zh) 一种能单效供热的蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组
CN112050324B (zh) 基于风冷预冷的板翅式间接蒸发冷却机组
CN212778071U (zh) 提高提纯效率的冷媒分离提纯***和空调机组
CN205279512U (zh) 采暖常温排烟的烟气热水型溴化锂吸收式冷、热水机组
KR102012354B1 (ko) 열교환기 배치를 개선한 냉수 및 스팀 동시 생산 흡수식 히트펌프 시스템
CN210717915U (zh) 一种工业冷风机
CN106196531A (zh) 一种水冷式空调制冷主机***
CN208817753U (zh) 压缩机防喘振冷却***
CN206793079U (zh) 一种丁醇脱重塔塔顶气相余热回收的装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination