一种液氧冷量回收系统及工艺的制作方法

本发明属于液氧冷量回收
技术领域：
，特别涉及一种液氧冷量回收系统及工艺。
背景技术：
：液态氧(常用缩写lox或lo2表示)是氧气在液态状态时的形态。它在航天，潜艇和气体工业上有重要应用。液氧为浅蓝色液体，并具有强顺磁性。液氧具有广泛的工业和医学用途，液氧的总膨胀比高达860:1，因为这个优点它在现代被广泛应用于工业生产和军事方面。液氧在工业生产中通常都使用汽化器对液氮进行气化，在滚氮气化的过程中，大量冷量直接排放到空气中，没有得到回收利用。冷量回收就是把液氧汽化产生的冷里回收起来并应用到有一定温度和显度需求的制冷场合，取代制冷设备，节省部分用电。公开号为cn207163047u的中国实用新型专利公开了一种液氧冷量回收利用系统，包括反应系统、办公制冷系统及生产制冷系统，反应系统包括输氧管道(1)及换热膨胀阀(2)，办公制冷系统及生产制冷系统工质循环分别通过换热膨胀阀(2)，办公制冷系统包括设备间(3)及若干室内空气调节器(4)，生产制冷系统包括喷淋装置(5)、循环设备(6)及换热器(7)。使用时，液氧通过换热膨胀阀吸收大量热量，办公制冷系统及生产制冷系统单独循环，工质分别经过换热膨胀阀，为液氧气化过程不断提供热量。办公制冷系统及生产制冷系统工质降低后循环至使用位置，办公制冷系统可配合风机对办公室进行降温，生产制冷系统通过换热喷淋对设备或化工产物进行降温，从而达到回收利用冷量的目的。该系统只是简单的将液氧汽化时的冷量通过工质与办公制冷系统及生产制冷系统完成热交换，但是其系统缺乏有效的保护措施，安全性和可靠性得不到保证，容易出现换热膨胀阀内部出现结冰导致换热量不够，氧气出口温度过低的问题。因此，亟需一种安全可靠的一种液氧冷量回收工艺以提高液氧在使用过程中的冷量回收。技术实现要素：本发明的目的是提供一种液氧冷量回收系统及工艺，通过冷回收设备对液氧汽化冷量进行回收，通过自动控制系统保证供气的可靠性和稳定性，减少冷水机组能量消耗，减轻现有冷却回圈水系统的压力，节约电能，提高气体供应的稳定性和产品质量，大幅度减少空温式汽化器结霜及雾气的产生。本发明是通过以下技术方案实现的：本发明提供了一种液氧冷量回收系统，包括氧气站、生产设备和冷水机组，氧气站由储罐和空温式汽化器组成，在氧气站中接入冷回收组件，冷回收组件包括冷回收设备，冷回收设备与空温式汽化器并联接入管网中，冷回收组件还包括dcs控制器，储罐出液口一通过液氧管道与空温式汽化器连接，储罐出液口二通过液氧管道和冷回收设备连接，空温式汽化器和冷回收设备的出气口分别通过氧气管道与生产设备进气口连接，生产设备冷却水出水口一通过水管与冷水机组连接，生产设备冷却水出口二通过水管和冷回收设备连接，冷水机组出水口和冷回收设备出水口均通过水管与生产设备冷却水进水口连接。优选地，冷回收设备由一套双套管式的换热器和控制箱构成。本发明还提供了一种液氧冷量回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)先将部分液氧由储罐经液氧管道送入空温式汽化器，液氧在空温式汽化器中汽化成氧气，氧气经氧气管道输送至生产设备；(2)生产设备工作产生热量通过冷却水吸收，冷却水经水管送入冷水机组冷却后经水管回流至生产设备；(3)再将部分液氧由储罐经液氧管道送入冷回收设备，同时打开生产设备冷却水出口二将冷却水经水管送入冷回收设备，液氧在冷回收设备中与生产设备流出的冷却水换热后汽化为氧气，换热后的冷却水经水管回流至生产设备。优选地，步骤(1)和步骤(3)中总氧气流量范围为100-1500nm3/h，根据所需氧气流量和温度调整步骤(1)和步骤(3)中液氧比例。优选地，步骤(1)和步骤(3)中液氧的体积比为1-3:1。优选地，步骤(1)和步骤(3)中氧气温度不低于-10℃、回水压力不低于3bar、回水温度不低于20℃。优选地，氧气温度低于-10℃时，关闭储罐出液口二控制阀，液氧不流过冷量回收设备，全部流经空温式汽化器汽化。优选地，回水温度低于20℃时，关闭储罐出液口二控制阀，液氧不流过冷量回收设备，全部流经空温式汽化器汽化。优选地，回水流量低于3bar时，关闭储罐出液口二控制阀，液氧不流过冷量回收设备，全部流经空温式汽化器汽化。本发明的有益效果是：本发明液氧冷量回收系统及工艺，可以回生产设备中使用的液氧的冷量，并将回收的冷量输入冷却循环水中，从而减少冷水机组能量消耗，减轻现有冷却回圈水系统的压力，节约电能。本发明液氧冷量回收系统及工艺通过dcs控制器控制，控制氧气温度不低于-10℃、回水压力不低于3bar、回水温度不低于20℃，防止换热器内部出现结冰导致换热量不够，可以实现全年稳定的氧气供气温度，提高气体供应的稳定性和产品质量，大幅度减少空温式汽化器结霜及雾气的产生。附图说明图1为本发明液氧冷量回收系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，本发明提供了一种液氧冷量回收系统，包括氧气站、生产设备和冷水机组，氧气站由储罐和空温式汽化器组成，在氧气站中接入冷回收组件，冷回收组件包括冷回收设备，冷回收设备与空温式汽化器并联接入管网中，冷回收组件还包括dcs控制器，储罐出液口一通过液氧管道与空温式汽化器连接，储罐出液口二通过液氧管道和冷回收设备连接，空温式汽化器和冷回收设备的出气口分别通过氧气管道与生产设备进气口连接，生产设备冷却水出水口一通过水管与冷水机组连接，生产设备冷却水出口二通过水管和冷回收设备连接，冷水机组出水口和冷回收设备出水口均通过水管与生产设备冷却水进水口连接，冷回收设备由一套双套管式的换热器和控制箱构成。本发明还提供了一种液氧冷量回收工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)先将部分液氧由储罐经液氧管道送入空温式汽化器，液氧在空温式汽化器中汽化成氧气，氧气经氧气管道输送至生产设备；(2)生产设备工作产生热量通过冷却水吸收，冷却水经水管送入冷水机组冷却后经水管回流至生产设备；(3)再将部分液氧由储罐经液氧管道送入冷回收设备，同时打开生产设备冷却水出口二将冷却水经水管送入冷回收设备，液氧在冷回收设备中与生产设备流出的冷却水换热后汽化为氧气，换热后的冷却水经水管回流至生产设备。步骤(1)和步骤(3)中总氧气流量范围为100-1500nm3/h，根据所需氧气流量和温度调整步骤(1)和步骤(3)中液氧比例，步骤(1)和步骤(3)中液氧的体积比为1-3:1。步骤(1)和步骤(3)中氧气温度不低于-10℃，氧气温度低于-10℃时，关闭储罐出液口二控制阀，液氧不流过冷量回收设备，全部流经空温式汽化器汽化。步骤(1)和步骤(3)中回水压力不低于3bar，回水流量低于3bar时，关闭储罐出液口二控制阀，液氧不流过冷量回收设备，全部流经空温式汽化器汽化步骤(1)和步骤(3)中回水温度不低于20℃，回水温度低于20℃时，关闭储罐出液口二控制阀，液氧不流过冷量回收设备，全部流经空温式汽化器汽化。实施例1在某金属加工厂中使用本发明液氧冷量回收系统及工艺，该工厂液氧消耗量为800nm3/hr，每天工作时间为24h，每年停气检修5天，故全年按照360天执行时间计算，其液氧冷量回收工艺数据如下表1所示：表1金属加工厂液氧冷量回收工艺数据项目符号数据液氧消耗量(nm3/hr)a800每天工作时间(h)b24每年工作天数(d)c360液氧冷能(kwh/nm3lox)d0.136平均电能/冷能转化率e0.5电费(元/kwh)f0.70co2碳足迹(kgco2/度)g0.566循环水水泵功率(kw)h0.0冷量回收设备效率j85％根据上述表1中的液氧冷量回收工艺数据进行节能计算，得到数据如表2所示：表2金属加工厂液氧冷量回收节能数据项目计算公式数据液氧气化的冷能(kw)k＝a×d×j108.8电能节约量(kw)l＝e×k-h46.2全年电费节约(元)m＝b×c×f×l279660全年co2碳足迹减少(吨)n＝b×c×g×l/1000226由表2可以看出该金属加工厂每年电费节约可达约28万元，有利于节能减排工作，并减轻厂内电负荷，同时每年的co2排放减少可达到200余吨，实现全年稳定的氧气供气温度，提高气体供应的稳定性和产品质量，消除了因采用空温式汽化器而产生大量结冰和雾气，影响厂内通行的风险。实施例2在某化工厂中使用本发明液氧冷量回收系统及工艺，该工厂液氧消耗量为300nm3/hr，每天工作时间为24h，每年停气检修5天，故全年按照360天执行时间计算，其液氧冷量回收工艺数据如下表3所示：表3化工厂液氧冷量回收工艺数据项目符号数据液氧消耗量(nm3/hr)a300每天工作时间(h)b24每年工作天数(d)c360液氧冷能(kwh/nm3lox)d0.136平均电能/冷能转化率e0.5电费(元/kwh)f1.2co2碳足迹(kgco2/度)g0.566循环水水泵功率(kw)h0.0冷量回收设备效率j80％根据上述表1中的液氧冷量回收工艺数据进行节能计算，得到数据如表4所示：表4化工厂液氧冷量回收节能数据项目计算公式数据液氧气化的冷能(kw)k＝a×d×j32.64电能节约量(kw)l＝e×k-h16.32全年电费节约(元)m＝b×c×f×l169206全年co2碳足迹减少(吨)n＝b×c×g×l/100079.8由表4可以看出该化工厂使用本发明液氧冷量回收工艺每年电费节约可达约17万元，同时每年的co2排放减少可达到80吨左右。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属
技术领域：
技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。当前第1页12