[发明专利]一种液氮汽化冷量再利用装置

说明书

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，传递给尾气处理系统和工艺冷却水系统，充分的利用了液氮汽化所产生的冷量。节省了尾气处理系统和工艺冷却水系统的能耗、节约能源、降低成本。

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，所述水出口与空调系统相连。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，为空调系统供应冷源。空调系统包括流量计、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系统进行再处理。