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1、(10)申请公布号 CN 103672396 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103672396 A (21)申请号 201310568362.6 (22)申请日 2013.11.15 F17C 7/04(2006.01) (71)申请人 苏州金宏气体股份有限公司 地址 215143 江苏省苏州市相城区黄埭镇潘 阳工业园安民路 6 号 (72)发明人 金向华 李荷庆 (74)专利代理机构 南京众联专利代理有限公司 32206 代理人 周新亚 (54) 发明名称 一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种高纯气体液体储罐泻压放 空回收利用的。
2、方法， 是通过对工业气体生产过程 中高纯气体液体储罐的自然汽化而泻压气体的收 集， 与气瓶充装系统有机地连接在成一个可以回 收利用的系统， 将本来因自然汽化后通过安全阀 自动泻压的高纯气体， 采用气体压缩机回收后实 施对高压气瓶组的充装， 从而达到高纯气体液体 储罐泻放气体的回收利用， 工业气体生产过程中 自然损耗， 可节约高纯气体原料成本 10% 左右。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103672396 A CN 103672。
3、396 A 1/1 页 2 1. 一种气体液体储罐泄压放空回收利用装置， 它包括 ： 气体液体储罐、 高压液体泵、 空 气汽化器、 缓冲罐、 气体压缩机、 高压气瓶充装组、 气相连接管道， 其特征在于 ： 所述的气体 液体储罐顶部气相口通过气相连接管道与空气汽化器连接， 气体液体储罐底部液相口与高 压液体泵连接， 所述的高压液体泵与空气汽化器连接， 所述的空气汽化器设有两条管路， 其 中一条管路通过气相连接管道直接与高压气瓶充装组连接， 另一条管路与缓冲罐入口连 接， 所述的缓冲罐顶部出口设有管路与气体压缩机吸气口连接， 所述的气体压缩机排气口 与高压气瓶充装组连接。 2. 根据权利要求 1 。
4、所述的一种气体液体储罐泄压放空回收利用装置， 其特征在于 ： 所 述的气体液体储罐为高纯氮气液体储罐、 高纯氩气液体储罐和高纯氧气液体储罐。 3. 一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法， 其特征在于 ： 该方法包括以下几 个步骤 ： （1） 自然汽化气体的收集 ： 高纯气体液体在储罐内由于低温液体与外界环境温度相差 达 200左右， 因此， 很容易自然汽化， 汽化后的高纯气体富集在低温液体储罐的顶部， 液体 储罐顶部设有放空管阀， 将其与原有工业气体充装装置中的空气汽化器前相连接， 实施气 体的收集 ； （2） 富集气体的进一步汽化、 收集 ： 高纯气体液体在储罐富集的高纯气体通过与空气。
5、汽 化器连接， 由于外界温度远远高于富集气体温度， 因此， 进一步得到汽化， 再次汽化的高纯 气体进入气体缓冲罐 ； （3） 富集气体的压缩回收 ： 在上述缓冲罐与原来高纯气体充装系统中增设一台气体压 缩机， 将低压高纯气体进行增压 ； （4） 富集气体回收充装 ： 气体压缩机压缩后的气体， 通向原来高纯气体充装钢瓶组， 实 施高纯气体的瓶装气体充装， 将本来是自然汽化后富集在高纯气体液体在储罐顶部， 到达 安全阀起跳压力时向环境中泻压的高纯气体得以回收。 4. 根据权利要求 3 所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法， 其特征在 于 ： 所述的自然汽化气体的收集是利了用原来高纯气体。
6、液体在储罐内上部气相的空间， 当 液体储罐安全阀设定起跳压力为 1.0MPa 时， 在液体储罐压力上升到 0.95MPa 时， 打开液体 储罐顶部放空阀， 将富集气体泻向空气汽化器， 实施气体的收集。 5. 根据权利要求 3 所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法， 其特征 在于 ： 所述的空气汽化器是工业气体充装过程中常用的翅片式空温式汽化器。 6. 根据权利要求 3 所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法， 其特征 在于 ： 所述的气体缓冲罐是碳钢材料制造的压力容器， 设计压力在 1.5MPa， 使用压力在 1.3MPa。 7. 根据权利要求 3 所述的一种高纯气体液体。
7、储罐泻压放空回收利用的方法， 其特征在 于 ： 所述的气体压缩机是采用的隔膜式压缩机， 其最高压缩压力可达到 20.0MPa。 8. 根据权利要求 3 所述的一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法， 其特征在 于 ： 所述的高纯气体充装钢瓶组， 是由 40L 高压气瓶， 20 个为一组所组成的充装系统， 钢瓶 充装压力为 20.0MPa 以内。 权 利 要 求 书 CN 103672396 A 2 1/3 页 3 一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法 技术领域 0001 本发明属于工业气体生产节能技术领域， 具体涉及一种回收利用高纯气体液体 储罐自然汽化、 安全泻压放空气体的方法， 。
8、是通过对工业气体生产过程中高纯气体液体储 罐的自然汽化而泻压气体的收集， 与气瓶充装系统巧妙地连接在成一个可以回收利用的系 统， 将本来因自然汽化后通过安全阀自动泻压的高纯气体， 采用气体压缩机回收后实施对 高压气瓶组的充装， 从而达到高纯气体液体储罐泻放气体的回收利用， 工业气体生产过程 中自然损耗， 可节约高纯氮原料成本 10% 左右。 背景技术 0002 高纯氮气、 高纯氩气和高纯氧气纯度一般可达 99.999% 以上。主要用于气相色谱 分析的载气、 半导体材料、 光纤制作的单晶炉、 区熔炉和外延炉等作为高温过程的保护气。 以及用于等离子溅射制取半导体器件和集成电路的金属电极膜等。随着上。
9、述工业的发展， 需求量亦日益增加。 0003 高纯氮气、 高纯氩气和高纯氧气一般是从普通工业气体经提纯而成， 在大规模充 装瓶装气体的生产中， 通常是以高纯气体的液体运输、 储存， 然后通过汽化、 充装。 0004 此类工艺的缺点是 ： 在液体储存过程中， 由于液体气体的温度低达近 200， 与外 界环境温度相差较大， 储存在气体罐中的液体会自然汽化， 汽化后的气态气体富集到液体 储罐的顶部， 为了保证储罐的安全， 顶部设有安全阀， 安全阀设定一定的起跳数值， 当富集 气体达到起跳设定值时， 安全阀开始打开， 将富集到液体储罐的顶部高纯气体全部泻压出 去。每次自然泻压气体的量可占到充装到钢瓶内。
10、量的 10% 左右， 而高纯气体价值也较高， 因 此， 浪费相当严重。 发明内容 0005 本发明的目的是为了克服上述背景技术的缺点， 提供一种回收利用高纯气体液体 储罐自然汽化、 安全泻压放空气体的方法， 是通过对工业气体生产过程中高纯气体液体储 罐的自然汽化而泻压气体的收集， 与气瓶充装系统巧妙地连接在成一个可以回收利用的系 统， 将本来因自然汽化后通过安全阀自动泻压的高纯气体， 采用气体压缩机回收后实施对 高压气瓶组的充装， 从而达到高纯气体液体储罐泻放气体的回收利用， 工业气体生产过程 中自然损耗， 可节约高纯氮原料成本 10% 左右。 0006 本发明的技术方案是 ： 一种气体液体储。
11、罐泄压放空回收利用装置， 它包括 ： 气体 液体储罐、 高压液体泵、 空气汽化器、 缓冲罐、 气体压缩机、 高压气瓶充装组、 气相连接管道， 所述的气体液体储罐顶部气相口通过气相连接管道与空气汽化器连接， 气体液体储罐底部 液相口与高压液体泵连接， 所述的高压液体泵与空气汽化器连接， 所述的空气汽化器设有 两条管路， 其中一条管路通过气相连接管道直接与高压气瓶充装组连接， 另一条管路与缓 冲罐入口连接， 所述的缓冲罐顶部出口设有管路与气体压缩机吸气口连接， 所述的气体压 缩机排气口与高压气瓶充装组连接。 说 明 书 CN 103672396 A 3 2/3 页 4 0007 所述的气体液体储罐。
12、为高纯氮气液体储罐、 高纯氩气液体储罐和高纯氧气液体储 罐。 0008 一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法， 该方法包括以下几个步骤 ： （1） 自然汽化气体的收集 ： 高纯气体液体在储罐内由于低温液体与外界环境温度相差 达 200左右， 因此， 很容易自然汽化， 汽化后的高纯气体富集在低温液体储罐的顶部， 液体 储罐顶部都有放空管阀， 将其与原有工业气体充装装置中的空气汽化器前相连接， 实施气 体的收集 ； （2） 富集气体的进一步汽化、 收集 ： 高纯气体液体在储罐富集的高纯气体通过与空气汽 化器的连接， 由于外界温度远远高于富集气体温度， 因此， 进一步得到汽化， 再次汽化的高 。
13、纯气体进入气体缓冲罐 ； （3） 富集气体的压缩回收 ： 在上述缓冲罐与原来高纯气体充装系统中增设一台气体压 缩机， 将低压高纯气体进行增压 ； （4） 富集气体回收充装 ： 气体压缩机压缩后的气体， 通向原来高纯气体充装钢瓶组， 实 施高纯气体的瓶装气体充装， 将本来是自然汽化后富集在高纯气体液体在储罐顶部， 到达 安全阀起跳压力时向环境中泻压的高纯气体得以回收， 可降低原料成本 10% 左右。 0009 所述的自然汽化气体的收集是利了用原来高纯气体液体在储罐内上部气相的空 间， 当液体储罐安全阀设定起跳压力为1.0MPa时， 在液体储罐压力上升到0.95MPa时， 打开 液体储罐顶部放空阀。
14、， 将富集气体泻向空气汽化器， 实施气体的收集 ； 所述的空气汽化器是工业气体充装过程中常用的翅片式空温式汽化器。 0010 所述的气体缓冲罐是碳钢材料制造的压力容器， 设计压力在 1.5MPa， 使用压力在 1.3MPa。 0011 所述的气体压缩机是采用的隔膜式压缩机， 不会对高纯气体造成二次污染和降低 产品质量， 其最高压缩压力可达到 20.0MPa。 0012 所述的高纯气体充装钢瓶组， 是由 40L 高压气瓶， 20 个为一组所组成的充装系统， 钢瓶充装压力为 20.0MPa 以内。 0013 本发明的有益效果是 ： 利用本发明的方法， 只需要通过对高纯氮液体储罐放空气 相管与原有汽。
15、化器相连通， 增加一台压缩机， 就可回收相当于一般气体充装量 10% 高纯气 体， 效果相当显著。 附图说明 0014 图 1 为本发明生产系统结构示意图 ； 其中 ： 1、 气体液体储罐， 2、 高压液体泵， 3、 空气汽化器， 4、 缓冲罐， 5、 气体压缩机， 6、 高压气瓶充装组， 7、 气相连接管道， 8、 气相连接管道。 具体实施方式 0015 本实施例为一种高纯气体液体储罐泄压放空回收利用装置， 它包括 ： 气体液体 储罐 （1） 、 高压液体泵 （2） 、 空气汽化器 （3） 、 缓冲罐 （4） 、 气体压缩机 （5） 、 高压气瓶充装组 （6） 、 气相连接管道 （7） 和气。
16、相连接管道 （8） 。 0016 如图 1 所示， 气体液体储罐 （1） 顶部气相口通过气相连接管道 （7） 与空气汽化器 说 明 书 CN 103672396 A 4 3/3 页 5 （3） 连接， 完成泄压氮气的回收通道， 气体液体储罐 （1） 底部液相口与高压液体泵 （2） 连接， 所述的高压液体泵 （2） 与空气汽化器 （3） 连接， 所述的空气汽化器 （3） 设有两条管路， 其中 一条管路通过气相连接管道 （8） 直接与高压气瓶充装组 （6） 连接， 该条管路为正常充装做 的辅线管道， 在不需要回收气体液体储罐 （1） 的富集气体时使用 ； 另一条管路与缓冲罐 （4） 入口连接， 所。
17、述的缓冲罐 （4） 顶部出口设有管路与气体压缩机 （5） 吸气口连接， 将气体液体 储罐 （1） 的富集气体引入气体压缩机 （5） ， 所述的气体压缩机 （5） 排气口与高压气瓶充装组 （6） 入口连接， 完成充装全过程的连接， 并可实施回收装。 0017 一种高纯气体液体储罐泻压放空回收利用的方法， 其特征在于 ： 该方法包括以下 几个步骤 ： （1） 自然汽化气体的收集 ： 高纯气体液体在储罐内由于低温液体与外界环境温度相差 达 200左右， 因此， 很容易自然汽化， 汽化后的高纯气体富集在低温液体储罐的顶部， 液体 储罐顶部都有放空管阀， 将其与原有工业气体充装装置中的空气汽化器前相连接。
18、， 实施气 体的收集 ； （2） 富集气体的进一步汽化、 收集 ： 高纯气体液体在储罐富集的高纯气体通过与空气汽 化器的连接， 由于外界温度远远高于富集气体温度， 因此， 进一步得到汽化， 再次汽化的高 纯气体进入气体缓冲罐 ； （3） 富集气体的压缩回收 ： 在上述缓冲罐与原来高纯气体充装系统中增设一台气体压 缩机， 将低压高纯气体进行增压 ； （4） 富集气体回收充装 ： 气体压缩机压缩后的气体， 通向原来高纯气体充装钢瓶组， 实 施高纯气体的瓶装气体充装， 将本来是自然汽化后富集在高纯气体液体在储罐顶部， 到达 安全阀起跳压力时向环境中泻压的高纯气体得以回收， 可降低原料成本 10% 左右。 说 明 书 CN 103672396 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103672396 A 6 。