一种用于低温液体槽车的泄压降噪回收装置的制作方法

本发明属于深度冷冻法空气分离领域，尤其涉及低温液体压力容器，具体涉及低温液体槽车的泄压排放。

背景技术：

近几年市场对低温液体产品如液氧、液氮、液氩的需求逐年增加，为满足市场需求，通常利用专用低温移动压力容器如低温液体槽车充装低温液体产品进行装运；因为低温液体产品的温度极低，因此槽车内的温度控制在-150℃～-190℃范围内，压力通常在0.05～0.1mpa范围内。如无特别说明，本发明中所提及的压力均指表压，以下论述中所提及的槽车均代表低温液体槽车的简称。

目前低温液体槽车大多采用自增压卸车，卸载时需要提高槽车储罐内压力，达到向目标低温压力容器充装的目的，其过程为开启槽车顶部的蒸发器气化少量低温液体，将气化后的气体回充入槽车内，即可将槽车内的压力提高至0.4～0.8mpa，具体需要达到的压力根据欲充装的目标低温压力容器内压力而定，从而确保槽车内的低温液体顺利充装入目标低温压力容器。当槽车内低温液体即将卸尽时，为防止负压造成槽车罐体内的纯度污染，通常会保留一定的压力，约0.2-0.4mpa。当再次向槽车充装低温液体前，需要先将槽车罐体内保留的压力对大气进行泄压，槽车罐体内压力应降至0.02mpa以下，低于低温液体产品的储罐或管网压力，便于再次充装低温液体。由于低温液体槽车的容积通常为25～30m³，而泄压排放口管径通常为25～40mm，因此泄压时，大量气体在压力作用下高速通过狭窄管径，产生极大噪音，甚至达到90分贝以上，且排放时间持续15～20分钟左右，对周围环境造成严重噪声污染；同时在气体泄压排放过程中，约有1～3％高纯度的气体排放到大气中，被白白浪费；此外，由低温液体蒸发而形成的低温气体温度极低，槽车泄压排放口附近的温度约-50℃左右，如安全防范措施不到位，极易对附近的人或物品造成伤害或损坏。

目前，通常的做法是在指定安全区域内，槽车再次充装前对大气进行排放泄压，不仅造成周围环境噪声污染，浪费部分高纯度氧、氮或氩产品气体，同时带来一定的安全隐患。因此本发明所要解决的技术问题是如何降低槽车再次充装前泄压产生的噪声问题以及槽车内余气回收问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明给出了技术方案一：一种用于低温液体槽车的泄压降噪回收装置，所述装置包括一个泄压降噪密闭式回收桶，所述回收桶内装填有耐低温换热填料，所述回收桶下部外桶壁上设有进口管，进口阀设置在进口管上，顶部桶盖上设有出口管，出口阀设置在出口管上，所述回收桶外桶壁上均匀分布有换热片。本技术方案将槽车内保压残留的高压气体通过耐低温波纹软管引入一个密闭式回收桶，高压气体进入大容积的桶内达到泄压的目的；回收桶内装有填料起到缓冲降低噪音的作用，同时低温气体与填料通过充分换热后进入出口管回收；回收桶外桶壁上还均匀分布有换热片，换热片有助于桶内低温气体与桶外常温大气换热，使桶内低温回收气体温度升高为常温，通过本装置后，槽车内保压残留的低温高压气体达到泄压降噪的目的，同时恢复常温常压的气体可以进入出口管回收利用。

本发明技术方案二：在上述回收桶内还安装有内置桶，内置桶通过支架悬挂在回收桶内，所述内置桶底部及桶壁下部均匀分布有换气孔，内置桶内装填有耐低温换热填料，回收桶和内置桶顶部和底部同时密封，进口管设置在回收桶下部外桶壁上，进口阀设置在进口管上，出口管设置在内置桶顶部，出口阀设置在出口管上。技术方案二是为了达到更好的换热效果，在技术方案一的基础上增加了内置桶，槽车内泄压气体进入回收桶后，先与回收桶外桶壁上的换热片换热，之后在进气压力作用下通过内置桶壁上的换气孔进入内置桶，与内置桶内的耐低温填料进行充分换热后通过内置桶顶部的出气管回收利用。

本发明技术方案一的进一步技术方案为：方案一中所述的进口管进入回收桶桶壁内通过三通分为两路进气支管，进气支管两头分别与一根环形管的二端连接，所述环形管通过胶黏或支架沿回收桶内桶壁环形安装，所述环形管内侧均匀分布有气孔。采用环形管有利于进气均匀，能更好的实现与填料的换热效果。

本发明技术方案二的进一步技术方案为：在回收桶内桶壁进口正前方安装有导流板，在回收桶内桶壁进口周围径向焊接有支架，导流板通过支架悬空安装在内桶壁进口正前方。槽车内低温高压的泄压气体从进口管涌入回收桶，造成回收桶内进口管附近低温气体集聚，不利于换热和泄压，导流板的设置可以引导入口气体快速分流，提高泄压换热的有效性。

本发明技术方案一和二的更进一步技术方案为：在所述泄压降噪回收装置的出口阀前安装有放空阀和分析取样口。对进入出口管的气体进行分析取样，如果纯度达到产品要求则进入管网或其它利用，对纯度不合格的气体则通过放空阀排入大气。

本发明技术方案一和二的更进一步技术方案还包括在所述泄压降噪回收装置的底部安装有移动装置。考虑到回收桶体积较大，在装置底部安装有移动装置，能更好的适用于生产现场。

本发明技术方案一和二的更进一步技术方案还包括所述耐低温换热填料可以分层装填。耐低温换热填料可以直接装填也可以分层装填，本技术方案优选分层装填，可以达到提高换热效果的目的。

本发明技术方案一和二的更进一步技术方案还包括所述耐低温换热填料优选不锈钢波纹填料。

由于本发明装置工作介质为低温气体，故本发明技术方案所述装置部件包括桶壁、进出气管及阀门，导流板及换热板翅片均采用不锈钢耐低温材质。

本发明技术方案一的进一步技术方案所述环形管可以采用耐低温软管或铜管。

附图说明

图1：一种用于低温液体槽车的泄压降噪回收装置技术方案一示意图；

图2：一种用于低温液体槽车的泄压降噪回收装置技术方案二示意图；

图3：换热片分布示意图；

附图符号说明：1.低温液体槽车；2.放空阀；3.羊角式快速接头；4.波纹软管；5.进口阀；6.进口管；10.回收桶；11.填料；12.换热片；13.出口管；14.出口阀；15.放空阀；16.分析取样口；17.环形管；18.出气孔；20.内置桶；21.导流板；22.换气孔；30、移动装置。

具体实施方式

下面结合附图1、2和3对本发明技术方案做进一步详细说明：

技术方案一实施例：

如图1所示：制作直径为1000mm，高度为3200mm的不锈钢回收桶10，沿桶外壁每隔200mm圆周纵向焊接3000mm×150mm的不锈钢换热片12，不锈钢换热片12的分布见图3；进口管6在回收桶10下部800mm处用不锈钢管25mm引入，并在其上安装不锈钢管25mm阀门5一只，进口管6进入桶内后沿内桶壁通过三通分为二路支管，二路支管分别连接一根耐低温环形软管17的二端，耐低温环形软管17在进口管高度沿内桶壁胶黏或支架环形安装，环形软管17上均匀分布有出气孔18；在回收桶内每隔300mm加装一层100mm不锈钢波纹填料11；将回收桶10的两端用不锈钢板密封，出口管13在回收桶10顶部用不锈钢管40mm引出，接入相对应介质低压管网，在出口管13上依次安装分析取样口16、不锈钢管40mm放空阀15、不锈钢管25mm出口阀14各一只。

技术方案二实施例：

如图2所示：制作直径为1000mm，高度为3200mm的不锈钢圆柱形回收桶10一只，沿桶外壁每隔200mm圆周纵向焊接3000mm×150mm的不锈钢换热片12，不锈钢换热片12的分布见图3；进口管6在回收桶10下部800mm处用不锈钢管25mm引入，并在其上安装不锈钢管25mm阀门5一只，在回收桶10内桶壁进口正前方安装一块200x200mm导流板21，在回收桶10内桶壁进口周围径向焊接有支架，导流板21通过支架悬空安装在内桶壁进口正前方；再制做一只直径为980mm，高度为3000mm的不锈钢圆柱形内置桶20，在内置桶20桶底部至向上500mm高度桶壁上均匀打满直径8mm的换气圆孔22，将内置桶20套入回收桶10内，通过焊接桶间支撑固定，之后在内置桶20内部每隔300mm加装一层100mm不锈钢波纹填料11；将回收桶10和置于其中的内置桶20两端同时用不锈钢板密封，出口管13在回收桶10顶部用不锈钢管40mm引出，接入相对应介质低压管网，在出口管13上依次安装分析取样口16、不锈钢管40mm放空阀15、不锈钢管25mm出口阀14各一只。

上述方案一和方案二中，波纹软管4通过羊角式快速接头3与低温液体槽车1放空阀2后的接头连接，波纹软管4的另一端安装有进口阀5，阀后连接进口管6；

将上述方案一或方案二中描述的回收桶桶体固定在移动装置，即手动液压搬运车30上，便于在低压介质管道最近和最方便的移动位置进行重复性上述操作。

上述方案一和方案二的工作过程如下：

当低温液体槽车1充装低温液体之前，准备泄压时，将波纹软管4通过羊角式快速接头3与低温液体槽车1放空阀2后的接头连接并紧固，全开进口阀5同时打开放空阀15至1圈，全开低温液体槽车1上的放空阀2；采用技术方案一所述的装置时，槽车1内压力为0.2-0.4mpa的保压低温气体进入进口管6，通过环形软管17上的出气孔18均匀从桶内下部经耐低温换热填料11缓慢向桶上部扩散，在此过程中，低温气体充分与桶内换热填料11进行换热，同时通过桶壁和外壁上的不锈钢换热片与外界常温大气进行换热；采用技术方案二所述的装置时，槽车1内压力为0.2-0.4mpa的保压低温气体通过进口管6，在外桶10内入口处经导流板21均匀扩散至外桶内，通过桶壁和外壁上的不锈钢换热片与外界常温大气进行换热，同时通过内置桶20上分布的换气孔22进入内置桶，与内置桶20内的填料11进一步换热。

槽车泄压气体进入大容积的空间后压力降低，由于填料的阻碍流速减缓，压力和高速气流导致的噪音降低，这时利用压力差用换热后的高纯气体驱赶所述装置容器及管道中可能存在的不纯气体，将通过出口管13排出的气体经分析取样口16取样分析，纯度合格后，关闭放空阀15、分析取样口16，打开出口阀14至3圈向相同介质气体低压管网输送。当低温液体槽车1内压力降至0.02mpa以下时，关闭出口阀14和进口阀5，拆下羊角式快速接头3，低温液体槽车1完成充装前泄压，即可重新充装低温液体。密闭的回收桶装置可以放置至内部换热填料经过桶壁和外壁换热片与外界换热恢复常温后再次使用。

由于低温液体槽车内需泄压的低温气体容积有限，经过反复测试，回收桶的容积与槽车需泄压的气体容积相匹配，并填充相应容积的换热填料，即能实现换热充分的效果，使换热后的高纯气基本恢复常温，同时相对应的容积也实现了泄压降噪的效果。低温液体槽车内通常充装的是高纯液态气体如氧、氮等，具有较高的经济价值，利用本发明装置还能对高纯气体回收利用，且消除低温气体排放带来的安全隐患。

本发明一种用于低温液体槽车的泄压降噪回收装置，有效解决了低温液体槽车充装前泄压带来的噪音污染、安全隐患以及对高纯气体的浪费问题，将泄压的噪音降低的同时回收利用泄压后的高纯气体，实现了低温液体槽车充装前泄压过程达到环保要求、消除安全隐患、同时带来一定的经济收益；本发明装置设计简洁、紧凑、合理，投资费用低，运行成本低，操作方便，换热充分、噪音极低，可重复使用，因此本发明实用效果显著。