[发明专利]一种液氩冷量回收方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及制氧机制氩生产领域，尤其涉及一种液氩冷量回收方法及装置。

背景技术

制氧机生产的氩气是将液氩经蒸汽和水加热汽化得到的，氩气的沸点是-185℃，需向水浴式液氩汽化器中通入蒸汽，水浴式液氩汽化器需要消耗大量的蒸汽。

制氧机进入分子筛的空气温度工艺要求为10℃，一般用冷却水将空压机输出的压缩空气冷却到10℃，冷却水中有一部分是冷冻水，冷冻水温度5-6℃是由冷冻机组把循环水冷却得到的，冷冻机组耗电量大，如果能使液氩的冷量作为冷冻水的冷源，进空冷塔的冷冻水作为汽化液氩的热源，一方面能解决液氩汽化的冷量浪费的问题，一方面还可节约电能，不用蒸汽加热，节约生产中的热能消耗。钢铁企业的氩气是通过液态氩不断汽化而连续供应的，这为回收液氩的冷量提供了条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种液氩冷量回收方法及装置，克服现有技术的不足，结合传统制氧机流程，既保证制氧机产品的各项指标，又能降低整个流程的能耗。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种液氩冷量回收方法，采用32-35℃的常温循环水作为液氩水浴式汽化器的加热源，液氩水浴式汽化器中液氩汽化后使常温循环水温度降到5-6℃，即可用于空气冷却塔中冷却空气的冷冻水，其实现的条件是当液氩汽化后的冷量Q_总大于冷冻水的放热量Q_水放时，即能满足制氧机的工艺要求，其数学模型如下：

液氩汽化后的冷量：Q_总＝Q_潜+Q_显＝M_氩(h₂-h₁)+M_氩(h₃-h₂)；

冷冻水的放热量：Q_水放＝M_水r(t₂-t₁)；

式中：M_氩-液氩的质量，Kg；h₁-液态氩在沸点的焓值，Kcal/Kg；h₂-气态氩在沸点的焓值，Kcal/Kg；h₃-氩气在常温下的焓值，Kcal/Kg；M_水-冷冻水的质量，Kg；r-冷冻水的比热容，J/Kg·℃；t₁-冷冻水的进水温度，℃；t₂-冷冻水的出水温度，℃。

上述方法采用的一种液氩冷量回收装置，包括液氩水浴式汽化器、水冷却塔、空气冷却塔和冷冻水泵，水冷却塔出水口一与空气冷却塔常温进水口之间设有水管道一，水冷却塔出水口二与液氩水浴式汽化器常温水入口之间设有水管道二，液氩水浴式汽化器的冷冻水出口经冷冻水泵与空气冷却塔冷冻水入口相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：克服了技术偏见，工艺简单，节省占地面积及项目的投资，取消冷冻机组，节约蒸汽，达到节能减排的目的，液氩的汽化是连续的，液氩和水都是连续运行，可以保证整套制氧机的正常运行。

附图说明

图1是本发明实施例工艺框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明一种液氩冷量回收装置实施例工艺框图，包括液氩水浴式汽化器、水冷却塔、空气冷却塔和冷冻水泵，水冷却塔有两路输入、一路接污氮气、一路接循环水，水冷却塔出水口一与空气冷却塔常温进水口之间设有水管道一，空压机经空气管路与空气冷却塔相连，空气冷却塔输出的冷空气去分子筛吸附器、输出的水经水管道三去循环水系统；

液氩水浴式汽化器的冷冻水出口经冷冻水泵与空气冷却塔冷冻水入口相连，水冷却塔出水口二与液氩水浴式汽化器常温水入口之间设有DN150的水管道二，水管道二上设有循环泵，水冷却塔的32-35℃出水送到液氩水浴式汽化器里和液氩进行冷量交换，液氩汽化为氩气，为吸热过程，当水的温度降到5-6℃时，通过冷冻水泵送到空气冷却塔中冷却空气，其中冷冻水管道需要有保冷设施。

以某钢厂35000Nm³/h制氧机为例，冷冻机组水量为M_水＝120t/h，进水温度t₁＝20℃，出水温度t₂＝6℃，温差Δt＝20-6＝14℃，冷冻水放出的总热量为：