[实用新型]一种液氮制备系统

说明书

本实用新型公开了一种液氮制备系统，包括液氮制备装置、液氮存储器和热交换器，其中热交换器用于第一气体与第二气体热量交换，第一气体为液氮制备装置制备出口闪蒸形成的氮气；第二气体为流入液氮制备装置之前的用于制备液氮的氮气；本实用新型在液氮制备装置的氮气进口端和液氮出口端增加一个热交换器，用于回收液氮出口端液氮闪蒸出来的低温氮气的冷量，这样进入液氮制备装置中的氮气吸收闪蒸出来的低温氮气的冷量，进入液氮制备装置的氮气温度降低，从而更容易被液化，该过程中消耗的冷量和电能明显减少，降低单位产量能耗，并且大大提升液氮制备装置的效率和产量。根据计算，本实用新型所提供的液氮制备系统可以提升液氮产量在18％以上。

技术领域

本实用新型涉及液氮制备技术领域，特别涉及一种液氮制备系统。

背景技术

液氮是一种无色无臭无毒、温度极低的物质，常常作为冷却剂广泛应用于医疗、生物、材料、食品、电子和军事等诸多领域。随着深低温技术应用的不断拓展，社会对液氮的需求量不断提升，液氮制备系统由此应运而生。

液氮制备系统通常利用空气或者氮气通过各种低温技术对氮气进行降温从而获得液氮。从常温氮气(25℃左右)到低温液氮(-196℃)之间存在200℃以上的巨大温差，液氮制备设备的效率并不高，充分利用每一份能量就显得尤为重要。

目前，液氮制备系统生产出来的液氮需要存储至液氮存储容器中，液氮在由液氮制备系统流入液氮存储容器过程中，部分液氮蒸发形成低温氮气，这一部分低温氮气被排放到环境中，真正存储下来能被有效利用的量大打折扣。同时由于液氮存储容器漏热的原因，部分液氮蒸发产生的低温氮气也需要排放到环境中。这样就导致大量冷量在存储和输出利用过程中被白白浪费。

如何提高液氮制备设备所生产液氮的利用效率，是本领域内技术人员一直亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种液氮制备系统，包括液氮制备装置和液氮存储器，所述液氮制备装置用于制备液氮；所述液氮存储器用于存储液氮；还包括热交换器，用于第一气体与第二气体热量交换，所述第一气体为所述液氮制备装置制备出口闪蒸形成的氮气；所述第二气体为流入所述液氮制备装置之前的用于制备液氮的氮气。

本实用新型在液氮制备装置的氮气进口端和液氮出口端增加一个热交换器，用于回收液氮出口端液氮闪蒸出来的低温氮气的冷量，这样进入液氮制备装置中的氮气吸收闪蒸出来的低温氮气的冷量，进入液氮制备装置的氮气温度降低，从而更容易被液化，该过程中消耗的冷量和电能明显减少，降低单位产量能耗，并且大大提升液氮制备装置的效率和产量。根据计算，本实用新型所提供的液氮制备系统可以提升液氮产量在18％以上。

可选的，所述热交换器具有第一换热进口、第一换热出口、第二换热进口和第二换热出口，所述第一换热进口通过管路连接于所述液氮存储器的进口位置，所述第一换热出口连通大气；所述第二换热进口连通氮气气源出口，所述第二换热出口连通所述液氮制备装置的氮气进口。

可选的，所述第一换热进口与所述液氮存储器的进口连通管路上还设置有回收阀门，用于连通或断开液氮制备装置出口和热交换器之间管路。

可选的，所述液氮制备装置与所述液氮存储器之间还设置有流量阀，所述流量阀位于所述液氮制备装置与所述第一换热进口连接位置的上游。

可选的，所述热交换器的第二换热进口还设置有通断阀，用于连通或者断开所述热交换器与所述氮气气源的连通管路。

可选的，所述热交换器为板式换热器、板翅式换热器、管壳式换热器，缠绕管式换热器或者套管换热器。

可选的，所述氮气气源至少包括空压机、氮气分离器和压力储罐，三者沿气流方向依次布置，所述压力储罐的出口连通所述热交换器的第二换热进口，并且所述通断阀设置于所述压力储罐的出口和所述第二换热进口的连通管道上。