(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010328844.4
(22)申请日 2020.04.23
(71)申请人 华北制药股份有限公司
地址 050051 河北省石家庄市和平东路388
号
(72)发明人 段志钢 王平 付忠心 陈国元
王佳玉 王润茜 周峰 吴翔
刘新刚 马士良 刘晓静 赵彬
宋斌 杨建根 任晓磊 崔正月
田万福
(74)专利代理机构 石家庄国为知识产权事务所
13120
代理人 田甜
(51)Int.Cl.
C01B 21/04(2006.01)
(54)发明名称
用系统
(57)摘要
了一种氮气回收循环利用工艺及氮气回收循环
利用系统。工艺包括以下步骤：气体分类运输，将
废氮气按压力进行分类，分为高压废气和低压废
气，并将高压废气和低压废气分开输送；气体混
合收集，将高压废气和低压废气进行混合并收
集；压缩增压，将混合后的混合废气进行压缩增
压处理；冷凝分离除湿，将增压后的混合废气进
行冷凝，使混合废气中的气体与溶剂分离；降压
回用，将分离后的气体降压分离为高压气体和低
压气体，并使高压气体和低压气体分别流入到高
压用气设备和低压用气设备。本发明提供的氮气
回收循环利用工艺，为不同压力的废气循环利用
需求提供了工艺指导，使不同压力的废气循环利
用的实施成为可能。权利要求书2页 说明书9页 附图5页CN 111498817 A 2020.08.07
C N 111498817
A
1.氮气回收循环利用工艺，用于同时处理含有同一种溶剂的不同压力的氮气，其特征在于，包括以下步骤：
气体分类运输，将废氮气按压力进行分类，分为高压废气和低压废气，并将所述高压废气和所述低压废气分开输送；
气体混合收集，将所述高压废气和所述低压废气进行混合并收集；
压缩增压，将混合后的混合废气进行压缩增压处理；
冷凝分离除湿，将增压后的所述混合废气进行冷凝，使所述混合废气中的气体与溶剂分离；
降压回用，将分离后的气体降压分离为高压气体和低压气体，并使所述高压气体和所述低压气体分别流入到高压用气设备和低压用气设备。
2.如权利要求1所述的氮气回收循环利用工艺，其特征在于，所述气体分类还包括：在所述将废氮气按压力进行分类，分为高压废气和低压废气，并将所述高压废气和所述低压废气分开输送之后，对所述高压废气进行初步的冷却和气液分离，得到初步减压、除湿后的高压废气。
3.如权利要求1所述的氮气回收循环利用工艺，其特征在于，所述压缩增压还包括：使用所述冷凝分离后的所述溶剂对混合后的所述混合气体进行冷却。
4.如权利要求1-3任一项所述的氮气回收循环利用工艺，其特征在于，在所述降压回用之前还包括：
升温气体，利用所述压缩增压产生的热量对经所述冷凝分离后的气体进行升温作业。
5.氮气回收循环利用系统，基于如权利要求1所述的氮气回收循环利用工艺，用于同时处理不同压力的氮气，其特征在于，包括：
气体分类运输模块，用于将分类后的高压废气和低压废气分开输送；
气体混合收集模块，用于将所述高压废气和所述低压废气进行混合并收集；
压缩增压模块，用于经所述气体混合收集模块混合收集后的混合废气进行压缩增压处理；
冷凝分离模块，用于将经所述压缩增压模块增压后的所述混合废气进行冷凝，使所述混合废气中的气体与溶剂分离；以及
降压回用模块，用于将经所述冷凝分离模块分离后的气体降压分离为高压气体和低压气体，并使所述高压气体和所述低压气体分别输送流入到高压用气设备和低压用气设备。
6.如权利要求5所述的氮气回收循环利用系统，其特征在于，所述气体分类模块包括：
高压混合气体输送通道，所述高压混合气体输送通道的两端分别与高压用气设备和所述气体混合收集模块连通；
低压混合气体输送通道，所述低压混合气体输送通道的两端分别与低压用气设备和所述气体混合收集模块连通；
第一冷凝器，串接于所述高压混合气体输送通道，用于对高压混合气体进行冷却；以及第一气液分离器，串接于所述高压混合气体输送通道并位于所述第一冷凝器之后，用于对高压混合气体进行气体和溶剂的初步分离作业。
7.如权利要求5或6所述的氮气回收循环利用系统，其特征在于，所述冷凝分离模块包括用于对增压后的混合气体进行冷凝的第二冷凝器以及用于使经所述第二冷凝器冷却后
的混合气体气液分离的第二气液分离器，所述第二气液分离器的出气口与所述降压回用模块连通。
8.如权利要求7所述的氮气回收循环利用系统，其特征在于，所述压缩增压模块包括压缩机，所述压缩机为液环式压缩机，所述压缩机具有低压进气口、高压出气口以及溶剂进液口，所述低压进气口与所述气体混合收集模块连通，所述高压出气口与所述第二冷凝器连通，所述溶剂进液口与所述第二气液分离器的出液口连通。
9.如权利要求8所述的氮气回收循环利用系统，其特征在于，所述冷凝分离模块还包括第三气液分离器，所述第三气液分离器的进气口与所述高压出气口导通，所述第三气液分离器的出气口与所述第二冷凝器导通，所述第三气液分离器的进液口与所述第二气液分离器的出液口导通，所述第三气液分离器的出液口与所述溶剂进液口导通；
所述第三气液分离器还设有溢流管路，所述第三气液分离器与所述压缩机形成连通器结构，所述第三气液分离器内的溶剂液面与所述压缩机内的溶剂液面等高。
10.如权利要求9所述的氮气回收循环利用系统，其特征在于，所述冷凝分离模块还包括换热器，所述
换热器包括换热箱体以及设有工作液的热管，所述换热箱体设有互不导通的冷凝腔和蒸发腔，所述热管包括冷凝段和与所述冷凝段连通的蒸发段，所述冷凝段设置于所述冷凝腔内，所述蒸发段设置于所述蒸发腔内，所述蒸发腔分别与所述第三气液分离器的出气口和所述第二冷凝器导通，所述冷凝腔分别与所述第二气液分离器和所述降压回用模块导通；
所述工作液在所述热管中从所述蒸发段流向所述冷凝段，实现在所述蒸发腔内对增压后的混合气体冷却降温，并在所述冷凝腔内对经所述第二气液分离器分离后的气体进行升温作业。
氮气回收循环利用工艺及氮气回收循环利用系统
技术领域
[0001]本发明属于气体回收利用技术领域，更具体地说，是涉及一种氮气回收循环利用工艺及氮气回收循环利用系统。
背景技术
[0002]在制药、化工行业，氮气用于含溶剂、有爆炸危险的场所以及热干燥气、保护气、压料气、压滤气、反吹气等场合。使用后的氮气废气因为含有有机溶剂不允许直排，而且氮气的费用在0.8～1.0元/Nm3，大量氮气直排也会造成生产成本升高。为此需要对氮气循环回用。
[0003]目前常用的氮气回用工艺主要采用冷凝除湿的方式，且工艺只是对同一种压力(压强)的氮气回用，如果需要对不同压力的氮气进行循环利用，就需要建造两套循环系统分别对两种压力的氮气进行处理，循环利用成本极高。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供一种氮气回收循环利用工艺，旨在解决现有工艺不能对两种压力的含溶剂气体进行同时循环利用的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种氮气回收循环利用工艺，包括以下步骤：
[0006]气体分类运输，将废氮气按压力进行分类，分为高压废气和低压废气，并将所述高压废气和所述低压废气分开输送；
[0007]气体混合收集，将所述高压废气和所述低压废气进行混合并收集；
[0008]压缩增压，将混合后的混合废气进行压缩增压处理；
[0009]冷凝分离除湿，将增压后的所述混合废气进行冷凝，使所述混合废气中的气体与溶剂分离；
[0010]降压回用，将分离后的气体降压分离为高压气体和低压气体，并使所述高压气体和所述低压气体分别流入到高压用气设备和低压用气设备。
[0011]进一步地，所述气体分类还包括：在所述将废氮气按压力进行分类，分为高压废气和低压废气，并将所述高压废气和所述低压废气分开输送之后，对所述高压废气进行初步的冷却和气液分离，得到初步减压、除湿后的高压废气。
[0012]进一步地，所述压缩增压还包括：使用所述冷凝分离后的所述溶剂对混合后的所述混合气体进行冷却。
[0013]进一步地，在所述降压回用之前还包括：
[0014]升温气体，利用所述压缩增压产生的热量对经所述冷凝分离后的气体进行升温作业。
[0015]本发明的另一目的是提供一种氮气回收循环利用系统，包括：
[0016]气体分类运输模块，用于将分类后的高压废气和低压废气分开输送；
[0017]气体混合收集模块，用于将所述高压废气和所述低压废气进行混合并收集；[0018]压缩增压模块，用于经所述气体混合收集模块混合收集后的混合废气进行压缩增压处理；
[0019]冷凝分离模块，用于将经所述压缩增压模块增压后的所述混合废气进行冷凝，使所述混合废气中的气体与溶剂分离；以及
[0020]降压回用模块，用于将经所述冷凝分离模块分离后的气体降压分离为高压气体和低压气体，并使所述高压气体和所述低压气体分别输送流入到高压用气设备和低压用气设备。
[0021]进一步地，所述气体分类模块包括：
[0022]高压混合气体输送通道，所述高压混合气体输送通道的两端分别与高压用气设备和所述气体混合收集模块连通；
[0023]低压混合气体输送通道，所述低压混合气体输送通道的两端分别与低压用气设备和所述气体混合收集模块连通；
[0024]第一冷凝器，串接于所述高压混合气体输送通道，用于对高压混合气体进行冷却；以及
[0025]第一气液分离器，串接于所述高压混合气体输送通道并位于所述第一冷凝器之后，用于对高压混合气体进行气体和溶剂的初步分离作业。
[0026]进一步地，所述冷凝分离模块包括用于对增压后的混合气体进行冷凝的第二冷凝器以及用于使
经所述第二冷凝器冷却后的混合气体气液分离的第二气液分离器，所述第二气液分离器的出气口与所述降压回用模块连通。
[0027]进一步地，所述压缩增压模块包括压缩机，所述压缩机为液环式压缩机，所述压缩机具有低压进气口、高压出气口以及溶剂进液口，所述低压进气口与所述气体混合收集模块连通，所述高压出气口与所述第二冷凝器连通，所述溶剂进液口与所述第二气液分离器的出液口连通。
[0028]进一步地，所述冷凝分离模块还包括第三气液分离器，所述第三气液分离器的进气口与所述高压出气口导通，所述第三气液分离器的出气口与所述第二冷凝器导通，所述第三气液分离器的进液口与所述第二气液分离器的出液口导通，所述第三气液分离器的出液口与所述溶剂进液口导通；
[0029]所述第三气液分离器还设有溢流管路，所述第三气液分离器与所述压缩机形成连通器结构，所述第三气液分离器内的溶剂液面与所述压缩机内的溶剂液面等高。
[0030]进一步地，所述冷凝分离模块还包括换热器，所述换热器包括换热箱体以及设有工作液的热管，所述换热箱体设有互不导通的冷凝腔和蒸发腔，所述热管包括冷凝段和与所述冷凝段连通的蒸发段，所述冷凝段设置于所述冷凝腔内，所述蒸发段设置于所述蒸发腔内，所述蒸发腔分别与所述第三气液分离器的出气口和所述第二冷凝器导通，所述冷凝腔分别与所述第二气液分离器和所述降压回用模块导通；
[0031]所述工作液在所述热管中从所述蒸发段流向所述冷凝段，实现在所述蒸发腔内对增压后的混合气体冷却降温，并在所述冷凝腔内对经所述第二气液分离器分离后的气体进行升温作业。
[0032]本发明提供的氮气回收循环利用工艺，与现有技术相比，通过将不同压力的废氮
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