[發(fā)明專利]一種回收氧氮資源的可變多循環(huán)氧氮冷能利用裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110309659.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113154796B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉道科;張得侖;李正錄;張娟娟;曹和慶;張格亮
• 申請（專利權(quán)）人: 金川集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04;F25J5/00
• 代理公司: 中國有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 甄薇薇

1.一種回收氧氮資源的可變多循環(huán)氧氮冷能利用裝置的利用方法，其特征在于，所述裝置包括液氮儲槽(1)、板式換熱器(3)、壓縮氮?dú)夤芫W(wǎng)(4)、高壓氧氣管網(wǎng)(5)、中壓氧氣管網(wǎng)(6)、低壓氧氣管網(wǎng)(7)、液氧儲槽(8)、低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)(11)、空氣分餾系統(tǒng)(9)；液氮儲槽(1)與板式換熱器(3)通過安裝有離心液氮泵(2)及閥門的管道連接，板式換熱器(3)與液氮儲槽(1)通過安裝有閥門的管道連接；板式換熱器(3)與壓縮氮?dú)夤芫W(wǎng)(4)通過安裝有閥門的管道連接，壓縮氮?dú)夤芫W(wǎng)(4)與低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)(11)通過安裝有氮?dú)鈮嚎s機(jī)群(10)的管道連接，板式換熱器(3)與低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)(11)通過安裝有閥門的管道連接；低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)(11)與空氣分餾系統(tǒng)(9)通過管道連接，高壓氧氣管網(wǎng)(5)、中壓氧氣管網(wǎng)(6)、低壓氧氣管網(wǎng)(7)分別與空氣分餾系統(tǒng)(9)通過管道連接，高壓氧氣管網(wǎng)(5)、中壓氧氣管網(wǎng)(6)、低壓氧氣管網(wǎng)(7)分別與板式換熱器(3)通過安裝有閥門的管道連接，板式換熱器(3)與液氧儲槽(8)通過安裝有閥門的管道連接；所述方法包括以下步驟：

步驟(一)：首先打開離心液氮泵進(jìn)口閥門，再依次打開自動調(diào)節(jié)切斷閥門、低壓氮?dú)庾詣诱{(diào)節(jié)閥門；控制中壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門的開度使安裝有中壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門的管道、板式換熱器與液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門之間的管道充壓；

步驟(二)：當(dāng)回收中壓氧氣時，板式換熱器中的液氮入口溫度降至小于-195℃且板式換熱器中的液氧出口溫度小于-180℃時，打開液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門，控制液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門的開度值小于5％；啟動離心液氮泵，控制液氮回流閥的開度使離心液氮泵的出口壓力高于壓縮氮?dú)夤芫W(wǎng)中氮?dú)鈮毫?.05Mpa～0.1Mpa；將板式換熱器中液化后的中壓氧氣輸入到液氧儲槽中存儲；

步驟(三)：當(dāng)回收高壓氧氣時，打開高壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門，將安裝有高壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門的管道的壓力控制在0.8Mpa～1.25Mpa；再關(guān)閉中壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門，打開液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門，將板式換熱器中液化后的高壓氧氣輸入到液氧儲槽中存儲；

步驟(四)：當(dāng)回收壓力氮?dú)鈺r，關(guān)閉自動調(diào)節(jié)切斷閥門，打開液氮回流閥、低壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門，打開液氮節(jié)流自動調(diào)節(jié)閥門、液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門；控制低壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門的開度值為27％～35％；將板式換熱器中液化后的壓力氮?dú)廨斎氲揭旱獌Σ壑写鎯Α?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收氧氮資源的可變多循環(huán)氧氮冷能利用裝置的利用方法，其特征在于，所述液氮儲槽(1)與離心液氮泵(2)之間的管道安裝有離心液氮泵進(jìn)口閥門(12)，離心液氮泵(2)與板式換熱器(3)之間的管道安裝有自動調(diào)節(jié)切斷閥門(13)；離心液氮泵(2)與自動調(diào)節(jié)切斷閥門(13)之間的管道與液氮儲槽(1)通過安裝有液氮回流閥(14)的管道連接；自動調(diào)節(jié)切斷閥門(13)與板式換熱器(3)之間的管道與液氮儲槽(1)通過安裝有液氮節(jié)流自動調(diào)節(jié)閥門(15)的管道連接；板式換熱器(3)與液氧儲槽(8)之間的管道安裝的閥門為液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門(16)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收氧氮資源的可變多循環(huán)氧氮冷能利用裝置的利用方法，其特征在于，所述高壓氧氣管網(wǎng)(5)與板式換熱器(3)之間的管道安裝的閥門為高壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門(20)，中壓氧氣管網(wǎng)(6)與板式換熱器(3)之間的管道安裝的閥門為中壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門(21)，低壓氧氣管網(wǎng)(7)與板式換熱器(3)之間的管道安裝的閥門為低壓氧氣自動調(diào)節(jié)閥門(19)；板式換熱器(3)與壓縮氮?dú)夤芫W(wǎng)(4)之間的管道安裝的閥門為氮?dú)怆p向流動自動調(diào)節(jié)閥門(18)，板式換熱器(3)與氮?dú)怆p向流動自動調(diào)節(jié)閥門(18)之間的管道與低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)(11)通過安裝有低壓氮?dú)庾詣诱{(diào)節(jié)閥門(17)的管道連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收氧氮資源的可變多循環(huán)氧氮冷能利用裝置的利用方法，其特征在于，步驟(二)、步驟(三)、步驟(四)中板式換熱器中的氮?dú)膺M(jìn)出口溫度與板式換熱器中的氧氣進(jìn)出口溫度的差值的絕對值小于15℃；步驟(二)中將液氮回流閥投入定壓控制；步驟(二)中和步驟(三)中將液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門投入定溫控制，液氧雙向流動自動調(diào)節(jié)閥門定溫控制的溫度設(shè)定范圍為-180℃～-183℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收氧氮資源的可變多循環(huán)氧氮冷能利用裝置的利用方法，其特征在于，步驟(二)中液氮回流閥采用定壓控制，定壓控制的壓力設(shè)定范圍為0.7Mpa～0.9Mpa；步驟(四)中液氮節(jié)流自動調(diào)節(jié)閥門采用定溫控制，定溫控制的溫度設(shè)定范圍為-172℃～-175℃。