一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法和装置 |
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| 申请号 | CN201710785685.9 | 申请日 | 2017-09-04 | 公开(公告)号 | CN107421188A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 阳煤集团太原化工新材料有限公司; | 发明人 | 荆三伟; 蒲昭廷; 王克星; 李荣; 王金娟; 郝婉莹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及冷箱防漏领域，具体是一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法和装置。该方法是利用液氮 汽化 升温后形成的冷氮气通过管线送入冷箱内的设备和管道内，对设备和管道进行降温裸冷。该装置包括连接于液氮出料口上的 水 浴汽化器，连接于水浴汽化器出料口上的水浴加热器，水浴加热器的出料口通过管线连接至冷箱的原料气进冷箱管线上。本发明所述的利用液氮进行冷箱裸冷的方法和装置简单易行，节约大量的物料和 能源 ，裸冷效果更好，在高压氮气系统不具备投用条件的情况下，还可加快系统开车进度。本发明生产效果良好，可实施性强，适宜推广使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法，其特征在于，利用液氮汽化升温后形成的冷氮气通过管线送入冷箱内的设备和管道内，对设备和管道进行降温裸冷。 |
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| 说明书全文 | 一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法和装置技术领域[0001] 本发明涉及冷箱防漏领域，具体是一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法和装置。 背景技术[0002] 原冷箱裸冷的方法为采用高压氮气节流膨胀及焦耳-汤姆逊效应产生冷量，将系统冷却，使设备表面结霜。这种方法的高压氮气消耗量及能耗特别高，而且需要空分高压氮气系统具备投用条件，推迟系统开车进度。 发明内容[0003] 本发明为了解决原冷箱裸冷方法存在的诸多问题，提供了一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法和装置。 [0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法，利用液氮汽化升温后形成的冷氮气通过管线送入冷箱内的设备和管道内，对设备和管道进行降温裸冷。 [0005] 作为本发明技术方案的进一步改进，所述方法是在如下装置中实现的，所述装置包括连接于液氮出料口上的水浴汽化器，连接于水浴汽化器出料口上的水浴加热器，水浴加热器的出料口通过管线连接至冷箱的原料气进冷箱管线上。 [0006] 作为本发明技术方案的进一步改进，液氮通过水浴汽化器汽化并加热，通过调节水浴汽化器和水浴加热器的蒸汽加入量和排水量控制水浴加热器的出口温度，随着裸冷的进行，控制水浴加热器排水降温速率为15℃/h，裸冷后期降至-90℃±5℃。 [0008] 作为本发明技术方案的进一步改进，水浴汽化器和水浴加热器的水箱内的加热是通过蒸汽进料管和热水管实现的，所述蒸汽进料管和热水管均与水浴汽化器和水浴加热器的水箱相连通。 [0009] 本发明另外提供了一种利用液氮进行冷箱裸冷的装置，包括连接于液氮出料口上的水浴汽化器，连接于水浴汽化器出料口上的水浴加热器，水浴加热器的出料口通过管线连接至冷箱的原料气进冷箱管线上。 [0011] 本发明所述的利用液氮进行冷箱裸冷的方法和装置简单易行，节约大量的物料和能源，裸冷效果更好，在高压氮气系统不具备投用条件的情况下，还可加快系统开车进度。本发明生产效果良好，可实施性强，适宜推广使用。 附图说明 [0012] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0013] 图1为本发明所述一种利用液氮进行冷箱裸冷的装置与冷箱的连接示意图。 [0014] 图中：1-水浴汽化器，2-水浴加热器，3-原料气进冷箱管线，4-排污管，5-蒸汽进料管，6-热水管，7-氮洗塔，8-高压氮气管线，9-混合器，10-高压氮气分支管线，11-液氮罐，12-放空氮气管线，13-高压氮气冷却器，14-1#原料气冷却器，15-2#原料气冷却器，16-气液分离器，17-氢气分离器，18-热合成气管线，19-循环氢管线，20-燃料气管线，21-冷合成气， 22、23、24、25-管线。 具体实施方式[0015] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。 [0016] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。 [0017] 一种利用液氮进行冷箱裸冷的方法，利用液氮汽化升温后形成的冷氮气通过管线送入冷箱内的设备和管道内，对设备和管道进行降温裸冷。 [0018] 具体的，所述方法是在如下装置中实现的，所述装置包括连接于液氮出料口上的水浴汽化器1，连接于水浴汽化器1出料口上的水浴加热器2，水浴加热器2的出料口通过管线连接至冷箱的原料气进冷箱管线3上。所述原料气进冷箱管线3属于冷箱正常使用时所使用的进料管线，并不属于本发明所述方法所要保护的结构，本发明所述方法只是利用了原始冷箱正常生产所使用的管线。 [0019] 进一步的，液氮通过水浴汽化器1汽化并加热，通过调节水浴汽化器1和水浴加热器2的蒸汽加入量和排水量控制水浴加热器2的出口温度，随着裸冷的进行，控制水浴加热器2排水降温速率为15℃/h，裸冷后期(进入冷箱时的温度)降至-90℃±5℃。 [0020] 具体的，水浴汽化器1和水浴加热器2的水箱内用均通蒸汽的热水加热，水箱内的蒸汽管上有出气孔，通过阀门控制水箱内的蒸汽进气量，水箱底部设有用于排水的排污管4。 [0021] 具体实施时，水浴汽化器1和水浴加热器2的水箱内的加热是通过蒸汽进料管5和热水管6实现的，所述蒸汽进料管5和热水管6均与水浴汽化器1和水浴加热器2的水箱相连通。 [0022] 进一步的，一种利用液氮进行冷箱裸冷的装置，包括连接于液氮出料口上的水浴汽化器1，连接于水浴汽化器1出料口上的水浴加热器2，水浴加热器2的出料口通过管线连接至冷箱的原料气进冷箱管线3上。 [0023] 优选的，水浴汽化器1的换热管为不锈钢管，与液氮车的软管连接；水浴加热器2的换热管为并列多组不锈钢管。 [0024] 水浴汽化器1的换热管为3×6m的DN80不锈钢管，与液氮车软管的接头为DN40低温阀门；水浴汽化器1的水箱为7×1×1.5m，通入0.5MPa蒸汽，蒸汽管为长6m的DN50碳钢管，水箱内的蒸汽管上有Φ5cm的出气孔，通过DN50的阀门控制进气量；水箱底部有DN25排污管4，通过DN25的阀门控制排水量。水浴加热器2的换热管为并列两根，均为3×6m的DN100不锈钢管；水浴加热器2的水箱为7×1.5×1.5m，通入0.5MPa蒸汽，蒸汽管为并列两根长6m的DN50碳钢管，水箱内的蒸汽管上均有Φ5的出气孔，分别通过两个DN50的阀门控制进气量；水箱底部有DN25排污管4，通过DN25的阀门控制排水量。 [0025] 为了更清楚的说明本发明的技术方案，本发明提供了一种冷箱结构(如图1所示)： [0026] 裸冷时，液氮通过水浴汽化器1汽化并加热，通过调节蒸汽加入量和排水量控制水浴加热器2出口温度约-90℃，水浴汽化器1出口温度在裸冷初期约20℃，然后缓慢降温，控制降温速率约15℃/h，裸冷后期降至-90℃左右(-90℃±5℃)。裸冷后期冷箱内原料气进冷箱管线3进1#原料气冷却器14温度(冷却剂温度)约-90℃(-90℃±5℃)，原料气进冷箱管线3进2#原料气冷却器15温度(冷却剂温度)约-60℃(-60℃±5℃)，原料气进冷箱管线3进氮洗塔7温度约-40℃(-40℃±5℃)，冷箱内设备与管线结霜良好，证明无设备和管线泄漏问题。 [0027] 另外，需要说明的是，由于冷箱内的设备与管线中有部分设备和管线在正常生产时就是用于通氮气(如进氮洗塔7的高压氮气管线8、进混合器9的高压氮气分支管线10)或液氮(液氮罐11和连接于液氮罐11上的放空氮气管线12、管线24)的，通氮气和液氮的设备和管线本身就仅起到冷却的作用，而且例如高压氮气冷却器13、1#原料气冷却器14以及2#原料气冷却器15仅作为冷却使用，由于这些设备和管线中的氮气和液氮并不参与反应，因此具体裸冷时仅对参加反应的设备(氮洗塔7、气液分离器16、氢气分离器17以及混合器9)与管线(如原料气进冷箱管线3、热合成气管线18、循环氢管线19、燃料气管线20、冷合成气管线21以及设备与设备之间的连接管线22、23、25)进行裸冷。 [0028] 当图1所述的冷箱采用采用本发明方法进行裸冷时，消耗液氮66m3，折算氮气42768Nm3，折算能耗为17962kW·h，消耗低压蒸汽4t，折算能耗为4214kW·h，合计能耗 22176kW·h。传统方法采用高压氮气节流制冷裸冷(空分高压氮气系统)可消耗氮气 560000Nm3，折算能耗为136192kW·h。采用本发明方法裸冷可节约氮气92％，节约能耗 84％。 [0029] 表1本发明方法与传统方法消耗指标对比 [0030] 氮气消耗/Nm3 低压蒸汽消耗/t 能耗/kW·h 本发明方法 42768 4 22176 传统方法 560000 — 136192 [0031] 从上述实施例可以看出，采用本发明方法可节约大量的物料和能源，裸冷效果良好，在高压氮气系统不具备投用条件的情况下，还可加快系统开车进度，且生产效果良好，简单易行，可实施性强。 [0032] 本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，不经过创造性的劳动所作出的种种改变，均在本发明的保护范围内。 |
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