[发明专利]低温蒸气回收方法和系统

说明书

本发明涉及一种利用冷凝作用来取出气流中的可冷凝蒸气的低温蒸气回收方法和系统。更具体地说，本发明特别涉及这样一种方法和装置，即其中用于冷凝的致冷作用的是由一低温制冷剂提供的并且至少部分地回收由该低温制冷剂赋予气流的致冷作用。更具体地说，本发明涉及这样一种方法和装置，即其中两冷凝器不同步运转，当其中一个冷凝器处于在线状态，通过冷凝取出气流中的蒸气时，另一冷凝器处于离线状态，在进入在线状态之前被进行除霜。

已有技术中有用来取出含在气流中的可冷凝蒸气的低温蒸气回收系统。例如，在美国专利5,291,751中就揭示了这样一种系统，其中是由一混合系统将含在气流中的可冷凝蒸气从气流中取出的。在这种混合系统中，气流首先流过一个或多个机械式制冷设备，随后流过两个具有低温热交换器的低温制冷装置以冷凝出气流中的可冷凝蒸气。这两个低温制冷装置不同步运转，当一个热交换器充满固体冷凝物时，另一热交换器就进入运转状态，以使一热交换器起冷凝器作用而对另一热交换器进行除霜。美国专利3,967,938揭示出了一种经特别设计的、利用丙烷作制冷剂来冷凝汽油罐的汽油蒸气的低温蒸气回收系统。

在美国专利5,291,738中揭示的低温蒸气回收系统是另一个例子，其中气流流过一机械式冷冻器、一节能热交换器、一由液氮回路制冷的主冷凝器，和一除湿器。由液氮回路赋予气流的制冷作用在节能热交换器中至少得到部分的回收，在该节能热交换器中，进入系统的气流与从系统排出前的气流之间进行间接热交换。主冷凝器通过经加热器加热之后的气流的再循环部分而得到除霜。由于除霜作业需要系统停止运转，为了达到连续运行的目的，只能使用两套系统。与前面提到的别的专利相比较，美国专利5,291,738认识到气流得到了制冷作用，如果气流不是再循环，制冷作用就将丢失。但是，由于制冷作用在冷凝器的上游进行回收，故可冷凝蒸气的冻结有可能在冷凝器之前发生，从而造成系统的堵塞。

正如将在下文中论述的，本发明提供了一种低温蒸气回收系统，其中气体中的制冷作用至少得到部分的回收，系统设计得可以连续运转而不需要整整的两套系统并且其中可冷凝蒸气的冻结被限制发生在与系统一同使用的冷凝器内。

本发明提供了一种用来取出含在气流中的可冷凝蒸气的低温蒸气回收方法。根据该方法，气流中的可冷凝蒸气通过间接地将气流的热量热交换给制冷剂流而得到冷凝，由此产生一经冷却的气流和一被加热的制冷剂流。热量再至少部分地从被加热的制冷剂流热交换给冷却的气流以使被加热的制冷剂流成为一经冷却的制冷剂流。制冷剂流是通过将一低温流(液态或气态低温流或液态和气态相混合的低温流)和至少部分被冷却的制冷剂流相混合而得到的。

另一方面，本发明提供了一种用来取出含在气流中的可冷凝蒸气的低温蒸气回收系统。该系统包括至少一个冷凝器，它具有一用于所述气流的入口和一用于制冷剂的入口，其中，来自气流中的热量间接地热交换给制冷剂流。该冷凝器冷凝气流中的可冷凝蒸气而产生一被冷却的气流和一被加热的制冷剂流。有一热交换器连接至该冷凝器，用来将至少部分被加热的制冷剂流中的热量进一步热交换给被冷却的气流以从将被加热的制冷剂流形成一冷却的制冷剂流。还设置一混合流道循环回路，用来将至少部分的被冷却的制冷剂流与一低温流相混合。这种混合生成了制冷剂流。该混合流道循环回路还能在系统内产生循环使制冷剂流流向至少一个冷凝器，并且使至少部分的被加热的制冷剂流流向节能热交换器，并使至少部分的被冷却的制冷剂流从节能热交换器流出从而与至少部分被冷却的制冷剂流相混合。

由于制冷作用在制冷剂流中被回收而不是在待处理的气流中回收，故本发明特别适于用在采用多个冷凝器进行连续运转的低温蒸气回收系统中。此外，由于制冷作用是在冷凝器的下游回收并随后在制冷剂流中回收，故不会在冷凝器的上游过早发生可冷凝蒸气的冻结。

虽然本说明书是以明确指出申请人的发明的主题的 来结束的，但是我们相信，结合附图进行描述将能是本发明得到更好的理解，在各附图中：

图1是本发明的低温蒸气回收系统的示意图；

图2是本发明的低温蒸气回收系统的另一实施例的示意图，为了在叙述该实施例时避免不必要的重复，在该示意图中凡是与图1中起同样作用的诸构件都使用与图1中相同的标号。

请参阅图1。图1示出了一用来从气流中取出可冷凝蒸气的低温蒸气回收系统1。虽然未予以示出，但气流可由一机械式制冷器或其他制冷设备加以预冷却。例如可以利用在低温蒸气回收系统1中使用的低温制冷剂气体来进行预冷却。