本发明专利技术公开了一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置及回收方法，该回收装置包括：液氮工作装置、第一液氮储罐、真空泵、自增压汽化器、第二液氮储罐和控制装置，控制装置分别与液氮工作装置、真空泵、自增压汽化器、液氮排放调节阀、抽真空调节阀、自增压调节阀和第一液氮储罐调节阀电性连接。本发明专利技术自动回收装置通过合理设置第一液氮储罐和第二液氮储罐的容积、真空泵的抽速，可完成大部分的液氮回收，并能提高使用液氮装置的排液速度，降低液氮消耗，且采用DCS或PLC计算机控制完成，无需人工干预，自动化程度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分离提纯氖气和氦气工艺的改进方法，尤其涉及一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置及回收方法。
技术介绍
氖气与氦气是惰性气体，其在空气中的含量仅为18.18×10-6和5.24×10-6。氖气、氦气在空分设备精馏塔内为不凝气，而以气态聚集在主冷凝器顶部和氮回流液中，不易被分离。随着科技的发展，氖气和氦气已大量适用于工业的各个领域。氖气多用于充填航标灯、霓虹灯和用作低温实验室的安全致冷剂；氦气用作稀有金属精炼的保护气和配制深水作业、宇航中呼吸用气，用于压力容器、真空系统检漏和制作氦氖激光器，还在原子能、红外线探测、低温电子等方面得到应用。现有技术中，提取氖气原料主要从大空分提取粗氖气氦气混合气，然后经过以下几步提纯：加氧催化除氢、低温吸附净化、低温分离、低温吸附除氖提纯氦气。如专利CN103423968A公开了一种氖氦分离提取系统及工艺，此工艺中冷源来源主要是液氮提供，其中的吸附净化单元和氦获取单元的液氮消耗量大，因是两组切换使用，周期结束后(一般周期是8小时)，液氮直接排放到大气中，造成了浪费。如专利CN105402605A公开了一种利用真空泵回收液氮的装置及方法，通过增加一台小型液氮储罐和对相关降压增压装置及管道作技术改进处理，从而实现液氮回收再利用；以及CN105526500A公开了一种液氮回收装置及回收方法，其通过增加液氮储罐、在第一增压器以及在第二液氮储罐中设置第二增压器，从而实现了液氮回收再利用。但上述回收装置增加设备成本，回收方法繁琐，且存在人为操作误差大、液氨回收效率低等问题。因此，本领域的技术人员致力于开发一种降低液氮用量的自动回收装置，成为目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有氖氦混合气体分离过程中的液氮消耗量太大、周期型工作等特点，提出了一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置及回收方法，能够实现液氮的自动化回收及再利用，降低了液氮的消耗量。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置，所述回收装置包括：液氮工作装置，用于从氖、氦气混合气体中分离提纯氖、氦气体；第一液氮储罐，通过输送管道和液氮排放调节阀与所述液氮工作装置连接，用于存储液氮工作装置排放的液氮；真空泵，通过输送管道和抽真空调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于降低所述第一液氮储罐内的气压；自增压汽化器，通过输送管道和自增压调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于增大所述第一液氮储罐内的气压；第二液氮储罐，通过输送管道和第一液氮储罐调节阀与所述液氮工作装置连接，用于存储所述第一液氮储罐内由所述液氮工作装置排放的所述液氮；控制装置，分别与所述真空泵、自增压汽化器、液氮排放调节阀、抽真空调节阀、自增压调节阀和第一液氮储罐调节阀电性连接。进一步地，所述第一液氮储罐的容量小于所述第二液氮储罐的容量。进一步地，所述液氮排放调节阀、抽真空调节阀和第一液氮储罐调节阀均为电磁阀。进一步地，所述液氮工作装置包括吸附净化单元和氦获取单元。进一步地，所述第二液氮储罐通过输送管道和第二液氮储罐调节阀与所述液氮工作装置连接。进一步地，所述控制装置为DCS或PLC控制系统。本专利技术的第二个方面是提供一种氖氦分离过程中液氮自动回收方法，包括以下步骤：(1)于液氮工作装置的固定周期排放液氮之前，通过控制装置开启抽真空调节
阀和真空泵，将第一液氮储罐内的压力降低到真空状态；(2)通过控制装置开启液氮排放调节阀，保持真空泵处于工作状态，使液氮工作装置排放液氮至第一液氮储罐内；(3)待液氮工作装置排放液氮完毕后，关闭液氮排放调节阀、抽真空调节阀和真空泵；(4)由控制装置判断第一液氮储罐的液位是否到达指定高度，若是，则自动开启自增压调节阀和自增压汽化器，增大所述第一液氮储罐内的气压至所述液氮能灌进所述第二液氮储罐内的压力；(5)由控制装置开启第一液氮储罐调节阀，向第二液氮储罐内排放液氮，当第一液氮储罐内的液氮液位降低至较低液位后，由控制装置关闭第一液氮储罐调节阀停止排放液氮，完成一个循环的液氮回收。进一步地，所述步骤(1)中真空状态的压力小于等于80KPa。进一步地，所述步骤(4)中，若所述第一液氮储罐的液位未到达指定高度，则控制装置不开启第一液氮储罐调节阀，待所述第一液氮储罐的液位到达指定高度时开启第一液氮储罐调节阀排放液氮。进一步地，所述第二液氮储罐通过第二液氮储罐调节阀与所述液氮工作装置连接，向所述液氮工作装置提供所述回收的液氮。本专利技术采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术的液氮回收装置经过合理配置第一液氮储罐和第二液氮储罐的容积、真空泵的抽速可以完成大部分的液氮回收，并能提高使用液氮装置的排液速度，降低液氮消耗；且采用DCS或PLC计算机控制完成，无需人工干预，自动化程度高。附图说明图1为本专利技术一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置的工艺流程图；图2为本专利技术一种氖氦分离过程中液氮自动回收方法的控制逻辑图；1-液氮工作装置，11-吸附净化单元，12-氮获取单元，2-液氮排放调节阀，3-第一液氮储罐，4-抽真空调节阀，5-真空泵，6-自增压调节阀，7-自增压汽化器，8-第一液氮储罐调节阀，9-第二液氮储罐。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本专利技术，但是下述实施例并不限制本专利技术范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置，该回收装置包括：液氮工作装置1，用于从氖、氦气混合气体中分离提纯氖、氦气体；第一液氮储罐3，通过输送管道和液氮排放调节阀2与液氮工作装置1连接，用于存储液氮工作装置1排放的液氮；真空泵5，通过输送管道和抽真空调节阀4与第一液氮储罐3连接，用于降低第一液氮储罐3内的气压；自增压汽化器7，通过输送管道和自增压调节阀6与第一液氮储罐3连接，用于增大第一液氮储罐3内的气压；第二液氮储罐9，通过输送管道和第一液氮储罐调节阀8与第一液氮储罐3连接，用于存储第一液氮储罐3内由液氮工作装置1排放的液氮；控制装置(图1未示出)，分别与真空泵5、自增压汽化器7、液氮排放调节阀2、抽真空调节阀4、自增压调节阀6和第一液氮储罐调节阀8电性连接，以实现氮气的自动化回收。作为本实施例的一个方面，第一液氮储罐3的容量小于第二液氮储罐的9容量。液氮排放调节阀2、抽真空调节阀4和第一液氮储罐调节阀8均为电磁阀，与控制装置电性连接。其中，液氮工作装置1包括吸附净化单元11和氦获取单元12。此外，为实现氮气资源的循环回收再利用，使第二液氮储罐9通过输送管道和第二液氮储罐调节阀(图1未示出)与液氮工作装置1连接。控制装置为DCS或PLC控制系统。如图2所示，本专利技术实施例还提供一种氖氦分离过程中液氮自动回收方法，包括以下步骤：(1)于液氮工作装置1的固定周期排放液氮之前，通过控制装置开启抽真空调节阀4和真空泵5，将第一液氮储罐内3的压力降低到真空状态；(2)通过控制装置开启液氮排放调节阀2，保持真空泵5处于工作状态，使液
氮工作装置1排放液氮至第一液氮储罐3内；(3)待液氮工作装置1排放液氮完毕后，关闭液氮排放调节阀2、抽真空调节阀4和真空泵5；(4)由控制装置判断第一液氮储罐3的液位是否到达指定高度，若本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置，其特征在于，所述回收装置包括：液氮工作装置，用于从氖、氦气混合气体中分离提纯氖、氦气体；第一液氮储罐，通过输送管道和液氮排放调节阀与所述液氮工作装置连接，用于存储液氮工作装置排放的液氮；真空泵，通过输送管道和抽真空调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于降低所述第一液氮储罐内的气压；自增压汽化器，通过输送管道和自增压调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于增大所述第一液氮储罐内的气压；第二液氮储罐，通过输送管道和第一液氮储罐调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于存储所述第一液氮储罐内由所述液氮工作装置排放的所述液氮；控制装置，分别与所述真空泵、自增压汽化器、液氮排放调节阀、抽真空调节阀、自增压调节阀和第一液氮储罐调节阀电性连接。
【技术特征摘要】
1.一种氖氦分离过程中液氮自动回收装置，其特征在于，所述回收装置包括：液氮工作装置，用于从氖、氦气混合气体中分离提纯氖、氦气体；第一液氮储罐，通过输送管道和液氮排放调节阀与所述液氮工作装置连接，用于存储液氮工作装置排放的液氮；真空泵，通过输送管道和抽真空调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于降低所述第一液氮储罐内的气压；自增压汽化器，通过输送管道和自增压调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于增大所述第一液氮储罐内的气压；第二液氮储罐，通过输送管道和第一液氮储罐调节阀与所述第一液氮储罐连接，用于存储所述第一液氮储罐内由所述液氮工作装置排放的所述液氮；控制装置，分别与所述真空泵、自增压汽化器、液氮排放调节阀、抽真空调节阀、自增压调节阀和第一液氮储罐调节阀电性连接。2.根据权利要求1所述的氖氦分离过程中液氮自动回收装置，其特征在于，所述第一液氮储罐的容量小于所述第二液氮储罐的容量。3.根据权利要求1所述的氖氦分离过程中液氮自动回收装置，其特征在于，所述液氮排放调节阀、抽真空调节阀和第一液氮储罐调节阀均为电磁阀。4.根据权利要求1所述的氖氦分离过程中液氮自动回收装置，其特征在于，所述液氮工作装置包括吸附净化单元和氦获取单元。5.根据权利要求1所述的氖氦分离过程中液氮自动回收装置，其特征在于，所述第二液氮储罐通过输送管道和第二液氮储罐调节阀与所述液氮工作装置连接。6.根据权利要求1所述的氖氦分离过程中液氮自动回收装置，其特征在于，所述控制装置为DCS或PLC控制系统。...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝文炳，刘永春，俞建，
申请(专利权)人：上海启元空分技术发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。