一種氮氣回收過濾裝置,循環(huán)利用減少運(yùn)行成本。應(yīng)合理選擇較佳的流程。
使用液氮冷能的生產(chǎn)裝置流路大致如下:液氮來自低溫貯槽,貯槽內(nèi)壓力保持在0.4Mpa以上,溫度飽和狀態(tài)進(jìn)生產(chǎn)裝置,在裝置中經(jīng)液化器、第一冷卻器及第二冷卻器被復(fù)熱到-30℃出裝置,排放壓力約0.25Mpa。
要將這股氣態(tài)氮再進(jìn)一步冷卻并使之液化。我們知道,只有當(dāng)氣態(tài)物質(zhì)的溫度降低到其臨界溫度以下才能液化,氮氣的臨界溫度遠(yuǎn)比環(huán)境溫度低,要使其液化必須應(yīng)用人工制冷的方法。目前普遍的方法就是節(jié)流液化循環(huán)與帶膨脹機(jī)的液化循環(huán),而壓縮氣體進(jìn)入膨脹機(jī)膨脹并對外做功,可獲得大的溫降及冷量,采用氣體輸出外功絕熱膨脹的循環(huán),是目前在氣體液化和分離設(shè)備中應(yīng)用較廣泛的流程形式。
從冷箱復(fù)熱出來的0.11MPa(A)氮氣進(jìn)入循環(huán)氮壓機(jī)壓縮至0.9MPa(A),經(jīng)膨脹機(jī)增壓端增壓后又分為兩部分,一部分經(jīng)主換熱器冷卻后從主換熱器中部抽出進(jìn)入膨脹機(jī),膨脹后返回主換熱器,復(fù)熱后進(jìn)入循環(huán)氮壓機(jī),完成循環(huán)。另一部分經(jīng)主換熱器冷卻液化為液氮,液氮經(jīng)閥門節(jié)流為后返回主換熱器,復(fù)熱后進(jìn)入循環(huán)氮壓機(jī),完成循環(huán)。
原料氮氣(0.35MPa(A),-30℃)經(jīng)主換熱器冷卻后液化,進(jìn)入液體量筒,經(jīng)低溫液氮泵加壓到0.5MPa(A),送入貯槽循環(huán)利用。也可采用有預(yù)冷的液化循環(huán)組織,主換熱器中抽出-16℃氮氣進(jìn)冷凍機(jī)組冷卻到-28℃再進(jìn)主換熱器,經(jīng)過ASPEN模擬后,雖然可減少些循環(huán)氮氣量,但投資上增加了一臺低溫冷凍機(jī)組,且冷凍機(jī)也消耗一部分電能,總的來說,并沒有太明顯的優(yōu)勢。
這種流程組織相對簡單,運(yùn)行可靠,但能耗不占優(yōu)勢,主要的是必須配置兩臺加壓泵(一用一備),否則液化后的氮氣無法進(jìn)入帶壓的貯槽中,所以這種流程組織并不是完善的。
以上對氮氣過濾回收并液化循環(huán)流程方案的對比,采用第二方案是經(jīng)濟(jì)合理的,不僅操作簡便、投資較少,且運(yùn)行能耗低、機(jī)型選擇范圍寬、設(shè)備維護(hù)方便。相對其它兩種方案,這種流程組織中循環(huán)氮壓機(jī)進(jìn)口壓力較高,壓比小采用兩級壓縮即可滿足工藝要求,設(shè)備投資小,維護(hù)費(fèi)用少。
這種液化過濾裝置的流程組織形式多樣化,但其原理都是一樣的,對于設(shè)計者來說,通過對能耗、運(yùn)行、投資的對比合理選擇出一種流程配置。