[发明专利]一种储能式液氮冷能利用的有机尾气回收方法及装置

权利要求书

1.一种储能式液氮冷能利用的尾气回收装置，其特征在于：包括预冷换热器、载冷剂换热器、液氮换热器以及载冷剂控温组件，所述预冷换热器和所述载冷剂换热器连通，所述载冷剂换热器还连通至所述液氮换热器上，所述液氮换热器还连通至所述预冷换热器上，所述载冷剂控温组件包括载冷剂储罐以及设置在所述载冷剂储罐内的储能罐，所述储能罐中存放有储能介质，所述载冷剂储罐中存放有载冷剂，所述载冷剂和所述储能介质在所述载冷剂储罐中进行热交换，所述载冷剂储罐连通至所述液氮换热器中，所述载冷剂储罐还连通至所述载冷剂换热器中，所述预冷换热器中流动有高浓度有机尾气、低浓度有机尾气以及回流的氮气，所述载冷剂换热器中流动有液氮，所述高浓度有机尾气依次流通所述预冷换热器和所述载冷剂换热器，所述液氮依次流经所述液氮换热器和所述预冷换热器，所述载冷剂从所述载冷剂储罐内流出后依次流经所述液氮换热器、所述载冷剂换热器后回流至所述载冷剂储罐中，所述载冷剂控温组件还包括连通至所述储能罐上的膨胀罐，所述膨胀罐和所述储能罐之间流通储能介质，所述膨胀罐上还连通有压力保护罐，所述膨胀罐和所述压力保护罐之间连通的管道上还安装有控制阀，所述膨胀罐、所述储能罐以及所述压力保护罐之间形成密闭系统，所述控制阀控制所述压力保护罐和所述膨胀罐之间的连通程度，控制所述储能罐中所述储能介质的压力值，控制所述储能罐中储能介质的沸点。

2.根据权利要求1所述的一种储能式液氮冷能利用的尾气回收装置，其特征在于：所述回收装置还包括暂存罐，所述载冷剂换热器还连通至所述暂存罐中。

3.根据权利要求2所述的一种储能式液氮冷能利用的尾气回收装置，其特征在于：所述暂存罐上设置有连通泵，所述连通泵启动后可将所述暂存罐中冷凝暂存的有机液体排出。

4.根据权利要求1所述的一种储能式液氮冷能利用的尾气回收装置，其特征在于：所述预冷换热器中存在三个换热空腔，其中两个所述换热空腔均连通至所述载冷剂换热器中，另一个所述换热空腔连通至所述液氮换热器中。

5.根据权利要求1所述的一种储能式液氮冷能利用的尾气回收装置，其特征在于：所述载冷剂为乙醇溶液，所述储能介质为三氟甲烷。

6.一种基于权利要求1至5任意一项所述的储能式液氮冷能利用的尾气回收装置的尾气回收方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤S1：确定有机尾气的冷凝回收的温度；

步骤S2：调整储能罐中储能介质的压力值，调整储能介质的沸点，使得储能介质和载冷剂进行热量交换，控制载冷剂的温度和液氮气化的温度对应；

步骤S3：接近恒温的载冷剂和液氮在液氮换热器内进行热交换，载冷剂受储能介质的调节，始终保持高于液氮沸点的温度，液氮蒸发时载冷剂的温度进一步下降，液氮蒸发成氮气后流入预冷换热器中；

步骤S4：载冷剂和高浓度有机尾气在载冷剂换热器中进行热量交换，载冷剂换热完成后回流至载冷剂储罐中，高浓度有机尾气冷凝出来的液体有机物回收，剩余低浓度有机尾气流动至预冷换热器中；

步骤S5：高浓度有机尾气在预冷换热器中初步冷凝，由于预冷换热器中流入低浓度有机尾气和氮气，可对高浓度有机尾气进行初步冷凝。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤S2中通过控制阀控制膨胀罐和压力保护罐之间的连通程度，膨胀罐中的压力越低，储能介质的沸点越低。