[发明专利]一种多级氮气回收系统及回收方法

说明书

本发明公开了一种多级氮气回收系统及回收方法：依次包括第一级回收系统、第二级回收系统，第一级回收系统是利用溶解‑扩散的原理，即分子通过膜向化学势降低的方向运动，由于混合气体中不同组分的气体通过膜时的速度不同，从而达到气体分离、回收气体的目的。氮气的分子区别于烯烃类、氢气类分子，经过多级分离的氮气纯度可达99%以上。本发明的第二级回收采用无动力膨胀深冷技术：利用有一定压力的气体在膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的，氮气被液化回收，而产生如此低温并不需任何外界能耗、动力即可完成。本发明相对结构简单、流程简单、造价低廉、经济环保等优势。

技术领域

本发明涉及氮气回收领域，具体涉及一种多级氮气回收系统及回收方法。

背景技术

目前塑料厂、有机合成厂、石化厂在生产过程中大量使用氮气作为生产装置的惰性保护气体。经过使用的氮气因含杂烃类物质、氢气等变成不可再利用气体，产生极大资源浪费，同时装置在日常运行过程中必须再次生产提供大量的氮气，生产氮气需要消耗较多的电力资源，能源消耗日趋严重。

在此背景下，现有技术中的常用方法是选择将此类尾气通过焚烧的方式处理，通过燃烧的方式去除尾气中的烃类物质、氢气，这样一方面造成（烃类物质、氢气）浪费，另一方面燃烧的同时也会造成一定的污染。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种多级氮气回收系统，解决了现有技术中氮气回收资源浪费、有污染的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种多级氮气回收系统，其特征在于：包括烯烃气分离膜、氢气分离膜、膨胀机、多通道换热器及储液罐，所述烯烃气分离膜的进料端连接原气体管道，所述烯烃气分离膜的出料端至少有两个，分别连接氢气分离膜的进料端、烯烃类液体回收管；

所述氢气分离膜的出料端至少有两个，其中一个连接氢气回收管道，另一个通过多通道换热器的a通道连接储液罐的进料端，储液罐的出料端k通过多通道换热器的b通道连接烯烃类液体回收管，储液罐的出料端j通过多通道换热器的c通道连接膨胀机的进料端m，膨胀机的进料端n通过多通道换热器的d通道连接膨胀机的进料端p，膨胀机的出料端q连接不凝气出口及膨胀机的进料端r。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种多级氮气回收系统，其特征在于：所述氢气分离膜内设有氢气优先透过膜，所述氢气优先透过膜连接烯烃气分离膜的出料端g。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种多级氮气回收系统，其特征在于：所述膨胀机是无动力膨胀机。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种多级氮气回收系统，其特征在于：还包括气体过滤器，所述气体过滤器的进料端、出料端分别连接原气体管道、烯烃气分离膜的进料端。

一种多级氮气回收方法，其特征在于：按照以下步骤工作：

原气体经过烯烃气分离膜分别进入至氢气分离膜、烯烃类液体回收管；

气体经过氢气分离膜分别进入至氢气回收管道、多通道换热器的a通道；

气体经过多通道换热器的a通道降温、冷凝之后，液化后的烃类进入储液罐；

储液罐内的液体经过换热器的b通道，冷量再次回用后输送至烯烃类液体回收管；储液罐内的气体经过多通道换热器的c通道进入至膨胀机的进料端m；

气体从膨胀机的出料端n依次经过多通道换热器的d通道、膨胀机的进料端p、膨胀机的出料端q进入至不凝气出口及膨胀机的进料端r。

作为本发明的一种优选方案，前述的一种多级氮气回收方法，其特征在于：原气体进入至烯烃气分离膜之前还经过气体过滤器。

本发明所达到的有益效果：