[實用新型]一種液氮氣化系統

有效

• 申請號: 201821199356.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN209131473U
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 李均方;劉盛鵬;陳吉剛;柴露華;謝仲海;王禮翔;張瑞春
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司成都天然氣化工總廠
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00
• 代理公司: 成都天既明專利代理事務所(特殊普通合伙) 51259
• 代理人: 彭立瓊;李欽

本實用新型提供一種液氮氣化系統，包括熱氣裝置、熱氣道、熱氣分布器、水箱、氮氣換熱管、液氮源，所述熱氣裝置、液氮源設于水箱外，所述熱氣道、熱氣分布器、氮氣換熱管設于水箱內；其中，所述熱氣道的進氣段與熱氣裝置連接，出氣段與下部的熱氣分布器連接；所述氮氣換熱管的一端通過管道與液氮源連接，另一端通過管道與氮氣引出機構連接；所述熱氣道內還設置阻水機構，所述熱氣分布器、氮氣換熱管設于水箱的液面之下。采用本實用新型提供的液氮氣化系統進行液氮的氣化，其需要產生的溫度低、熱利用率高，具有對環境適應性強，排放污染物少的優點。

技術領域

本實用新型屬于天然氣管道氮氣置換技術領域，具體涉及一種液氮氣化系統。

背景技術

天然氣作為一種清潔能源越來越受到各界的青睞，而天然氣管道里程數也在突飛猛進的增長。為了提高管道碰口、檢修等施工作業的安全性并考慮盡量縮短停氣時間，工程上要求將液氮高效氣化并短時間置換管道中的天然氣以便安全檢修，而注氮點往往較為偏遠。

關于液氮氣化的方法，最為常用的為空溫式氣化工藝、電加熱水浴式氣化工藝：

1)、常規空溫氣化工藝：

如圖1所示，包括液氮供應系統、空溫式氣化器。

液氮通過增壓進入空溫式氣化器，吸收熱量后氣化并過熱，再進入后方用氣管網。該工藝為最常用的液氮氣化工藝，主要是利用空氣自然對流加熱氮氣換熱管中的液氮，使其完全蒸發。

2)、電加熱水浴式氣化工藝：

如圖2所示，包括液氮供應系統、水箱、不銹鋼盤管、電加熱器。

液氮通過增壓進入浸沒在溫水中的不銹鋼盤管，吸收溫水的熱量后氣化并過熱，經再進入后方用氣管網。電加熱器加熱水，使水溫保持一定范圍。

上述現有工藝的作為氣化液氮用時的缺點是：

1、空溫式氣化工藝：雖然比較節能，但對環境的適應性較差，當環境溫度較低時氣化效果較差，溫度過低時甚至無法進行氣化作業。氮氣置換作業常常處于野外，道路條件有限，而該方法的設備較大，且單臺處理量較小，一般需要多臺串聯使用，這不僅加大了氮氣置換作業的難度和風險，還影響了氮氣置換作業的效率。

2、電加熱水浴式氣化工藝：加熱負荷對電力要求高，野外環境無法滿足；換熱效率偏低。

實用新型內容

基于以上問題，本實用新型的目的在于提供一種移動靈活、高效的液氮氣化系統。

為了實現以上目的，本實用新型采用的技術方案為：一種液氮氣化系統，包括熱氣裝置、熱氣道、熱氣分布器、水箱、氮氣換熱管、液氮源，所述熱氣裝置、液氮源設于水箱外，所述熱氣道、熱氣分布器、氮氣換熱管設于水箱內；其中，所述熱氣道的進氣段與熱氣裝置連接，出氣段與下部的熱氣分布器連接；所述氮氣換熱管的一端通過管道與液氮源連接，另一端通過管道與氮氣引出機構連接；所述熱氣道內還設置阻水機構，所述熱氣分布器、氮氣換熱管設于水箱的液面之下。

本實用新型提供的液氮氣化系統，使用前向水箱中注水或其他導熱液，流水量一般為水箱內體積的二分之一，最好使氮氣換熱管與熱氣分布器全部浸于水中，使用時，熱氣裝置將高溫煙氣經熱氣道通入，然后從熱氣分布器上的小孔噴射到水中，煙氣進入池水形成大量的氣泡，氣泡迅速上升后加熱并攪動池水，湍動的水浴再將氮氣換熱管加熱，將氮氣換熱管內的液氮進行加熱，液氮氣化后進入外源氮氣收集裝置中，通過熱氣裝置持續的通入高溫氣體，就可以對氮氣換熱管中從液氮源中得到的液氮進行不斷的加熱以得到氮氣。