[發明專利]一種液氬冷量回收方法及裝置

有效

• 申請號: 201110335799.6
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103090611A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 孟強;李瑞行;徐鐵燕;王樹凡;李艷;李家黎
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團工程技術有限公司
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及制氧機制氬生產領域，尤其涉及一種液氬冷量回收方法及裝置。

背景技術

制氧機生產的氬氣是將液氬經蒸汽和水加熱汽化得到的，氬氣的沸點是-185℃，需向水浴式液氬汽化器中通入蒸汽，水浴式液氬汽化器需要消耗大量的蒸汽。

制氧機進入分子篩的空氣溫度工藝要求為10℃，一般用冷卻水將空壓機輸出的壓縮空氣冷卻到10℃，冷卻水中有一部分是冷凍水，冷凍水溫度5-6℃是由冷凍機組把循環水冷卻得到的，冷凍機組耗電量大，如果能使液氬的冷量作為冷凍水的冷源，進空冷塔的冷凍水作為汽化液氬的熱源，一方面能解決液氬汽化的冷量浪費的問題，一方面還可節約電能，不用蒸汽加熱，節約生產中的熱能消耗。鋼鐵企業的氬氣是通過液態氬不斷汽化而連續供應的，這為回收液氬的冷量提供了條件。

發明內容

本發明的目的是提供一種液氬冷量回收方法及裝置，克服現有技術的不足，結合傳統制氧機流程，既保證制氧機產品的各項指標，又能降低整個流程的能耗。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種液氬冷量回收方法，采用32-35℃的常溫循環水作為液氬水浴式汽化器的加熱源，液氬水浴式汽化器中液氬汽化后使常溫循環水溫度降到5-6℃，即可用于空氣冷卻塔中冷卻空氣的冷凍水，其實現的條件是當液氬汽化后的冷量Q_總大于冷凍水的放熱量Q_水放時，即能滿足制氧機的工藝要求，其數學模型如下：

液氬汽化后的冷量：Q_總＝Q_潛+Q_顯＝M_氬(h₂-h₁)+M_氬(h₃-h₂)；

冷凍水的放熱量：Q_水放＝M_水r(t₂-t₁)；

式中：M_氬-液氬的質量，Kg；h₁-液態氬在沸點的焓值，Kcal/Kg；h₂-氣態氬在沸點的焓值，Kcal/Kg；h₃-氬氣在常溫下的焓值，Kcal/Kg；M_水-冷凍水的質量，Kg；r-冷凍水的比熱容，J/Kg·℃；t₁-冷凍水的進水溫度，℃；t₂-冷凍水的出水溫度，℃。

上述方法采用的一種液氬冷量回收裝置，包括液氬水浴式汽化器、水冷卻塔、空氣冷卻塔和冷凍水泵，水冷卻塔出水口一與空氣冷卻塔常溫進水口之間設有水管道一，水冷卻塔出水口二與液氬水浴式汽化器常溫水入口之間設有水管道二，液氬水浴式汽化器的冷凍水出口經冷凍水泵與空氣冷卻塔冷凍水入口相連。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：克服了技術偏見，工藝簡單，節省占地面積及項目的投資，取消冷凍機組，節約蒸汽，達到節能減排的目的，液氬的汽化是連續的，液氬和水都是連續運行，可以保證整套制氧機的正常運行。

附圖說明

圖1是本發明實施例工藝框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

見圖1，是本發明一種液氬冷量回收裝置實施例工藝框圖，包括液氬水浴式汽化器、水冷卻塔、空氣冷卻塔和冷凍水泵，水冷卻塔有兩路輸入、一路接污氮氣、一路接循環水，水冷卻塔出水口一與空氣冷卻塔常溫進水口之間設有水管道一，空壓機經空氣管路與空氣冷卻塔相連，空氣冷卻塔輸出的冷空氣去分子篩吸附器、輸出的水經水管道三去循環水系統；

液氬水浴式汽化器的冷凍水出口經冷凍水泵與空氣冷卻塔冷凍水入口相連，水冷卻塔出水口二與液氬水浴式汽化器常溫水入口之間設有DN150的水管道二，水管道二上設有循環泵，水冷卻塔的32-35℃出水送到液氬水浴式汽化器里和液氬進行冷量交換，液氬汽化為氬氣，為吸熱過程，當水的溫度降到5-6℃時，通過冷凍水泵送到空氣冷卻塔中冷卻空氣，其中冷凍水管道需要有保冷設施。

以某鋼廠35000Nm³/h制氧機為例，冷凍機組水量為M_水＝120t/h，進水溫度t₁＝20℃，出水溫度t₂＝6℃，溫差Δt＝20-6＝14℃，冷凍水放出的總熱量為：