[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

说明书

本发明提供了一种储能式液氮冷能利用的尾气回收方法及其装置，装置包括预冷换热器、载冷剂换热器、液氮换热器以及载冷剂控温组件，载冷剂控温组件包括载冷剂储罐以及储能罐，储能罐中存放储能介质，载冷剂储罐中存放载冷剂，预冷换热器中流动高浓度有机尾气、低浓度有机尾气以及氮气，载冷剂换热器中流动有液氮，回收方法包括：步骤S1：确定高浓度有机尾气沸点；步骤S2：调整储能介质的沸点；步骤S3：接近恒温的载冷剂和液氮进行热交换；步骤S4：载冷剂和高浓度有机尾气热量交换；步骤S5：高浓度有机尾气初步冷凝，利用上述装置以及使用方法，可保证液氮蒸发时释放的冷量被载冷剂完全运输至载冷剂换热器中，从而可实现对液氮冷量的完全利用。

技术领域

本发明涉及环保处理设备等技术领域，尤其涉及一种储能式液氮冷能利用的有机尾气回收方法及装置。

背景技术

在石油化工等行业内，生产现场往往会排放出高浓度有机尾气，这些尾气不仅严重污染环境，对人类身体健康造成极大的危害，而且存在容易爆炸等潜在的安全隐患，而在现有技术中，往往使用冷凝法对有机尾气进行分级冷凝，在消除安全隐患的同时对有机尾气进行回收，提高液体物料的利用效率，而在具体的回收过程中，由于冷凝采用的冷媒往往为液氮，液氮在使用的过程中，由于液氮蒸发时吸热的速度和有机尾气的数量不匹配，液氮的利用效率较低，换热效率不均衡，容易影响换热器的畅通程度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在有机尾气的冷凝过程中，所使用的液氮蒸发吸热速度和有机尾气的数量不匹配。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种储能式液氮冷能利用的尾气回收装置，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，所述载冷剂为乙醇溶液，所述储能介质为三氟甲烷。

进一步的，一种上述的储能式液氮冷能利用的尾气回收装置的回收方法，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；