一种液氩系统不凝气过滤回收工艺
阅读说明：本技术 一种液氩系统不凝气过滤回收工艺 (Non-condensable gas filtering and recycling process for liquid argon system ) 是由 汪朝富 姜在根 朱宏 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种液氩系统不凝气过滤回收工艺,所述液氩回收工艺由液氩储存罐、氩气回收器和液氮冷却器构成,所述液氩回收工艺步骤如下：将高压液氩储存罐和低压液氩储存罐排气口排放的液氩进行收集,并集中传输至氩气回收器中；氩气回收器与液氮冷却器连接,降低氩气回收器内部的温度,使得氩气回收器中的氩气冷却液化；氩气回收器中的氩气液化成氩气后,通过输送管将液氩回流至高压液氩储存罐中。本发明将现有的液氩储存设备排气口所排出的液氩进行收集,并通过液氮冷却器将氩气进行集中冷却液化,液化后的液氩再次回流至储存设备中,可对液氩进行有效收集,避免了浪费,还实现了全过程的零排放。(The invention discloses a liquid argon system noncondensable gas filtering and recovering process, which consists of a liquid argon storage tank, an argon gas recoverer and a liquid nitrogen cooler, and comprises the following steps: collecting the liquid argon discharged from the exhaust ports of the high-pressure liquid argon storage tank and the low-pressure liquid argon storage tank, and intensively transmitting the liquid argon to an argon gas recoverer; the argon gas recoverer is connected with the liquid nitrogen cooler, so that the temperature inside the argon gas recoverer is reduced, and the argon gas in the argon gas recoverer is cooled and liquefied; after argon in the argon gas recoverer is liquefied into argon gas, liquid argon flows back to the high-pressure liquid argon storage tank through the conveying pipe. The invention collects the liquid argon discharged from the exhaust port of the existing liquid argon storage equipment, intensively cools and liquefies the argon through the liquid nitrogen cooler, and the liquefied liquid argon flows back to the storage equipment again, so that the liquid argon can be effectively collected, the waste is avoided, and the zero emission of the whole process is realized.)
技术领域
本发明涉及液氩生产技术领域，具体为一种液氩系统不凝气过滤回收工艺。
背景技术
氩气是一种无色、无味的单原子气体，相对原子质量为39.948。一般由空气液化后，用分馏法制取氩气。氩气的密度是空气的1.4倍，是氦气的10倍。氩气是一种惰性气体，在常温下与其他物质均不起化学反应，在高温下也不溶于液态金属中，在焊接有色金属时更能显示其优越性。可用于灯泡充气和对不锈钢、镁、铝等的电弧焊接。
经过海量检索，发现现有技术，公开号为CN106555930A，公开了一种氩气回收装置，包括氩气缓冲罐、隔膜压缩机、高压集装罐及减压器。隔膜压缩机的进气端与氩气缓冲罐远离低压炉的一端连通。高压集装罐与隔膜压缩机的出气端连通。减压器一端与高压集装罐连通，另一端与低压炉的进口可连通，以将高压集装罐内的高压气体低压导入至低压炉内。低压炉中的氩气排出后进入氩气缓冲罐内，且当压力达到特定值后，隔膜压缩机将氩气压缩至高压集装罐内。经过加压后，高压集装罐内可存储的气体的量大大提升。而当需要为低压炉供气时，减压器则将高压的氩气变成低压气体。由于氩气存储在加压的高压集装罐，故氩气不会因压力平衡后便无法回收。通过上述氩气回收装置，可有效提高氩气回收效率。
综上所述，在精氩生产和储存过程中，由于罐体隔热不完全，导致低温液氩在长期的储存过程中不可避免的受热蒸发，由低温液态转变为气态，每立方液氩在常压下蒸发，其体积会膨胀为328872.617立方米氩气，体积的膨胀会导致储槽压力的急剧上升，给生产和储运带来极大的安全隐患，传统的做法是在储槽上安装压力自动控制阀门进行排放。这样做虽然能保证安全，但长期排放会造成极大的浪费。本研发中心通过在液氩排放上设计和安装了一个液氩回收装置，将生产和储运过程中因蒸发产生的氩气经过再次的液化回收，充分利用现有装置的产能，不但保证了现有装置的安全稳定，同时到达了液氩生产零排放的目标
发明内容
本发明的目的在于提供一种液氩系统不凝气过滤回收工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液氩系统不凝气过滤回收工艺，所述液氩回收工艺由液氩储存罐、氩气回收器和液氮冷却器构成，所述液氩回收工艺步骤如下：
S1：将高压液氩储存罐和低压液氩储存罐排气口排放的液氩进行收集，并集中传输至氩气回收器中；
S2：氩气回收器与液氮冷却器连接，降低氩气回收器内部的温度，使得氩气回收器中的氩气冷却液化；
S3：氩气回收器中的氩气液化成氩气后，通过输送管将液氩回流至高压液氩储存罐中。
优选的，基于液氩回收工艺的S1中：所述高压液氩储存罐和低压液压储存罐的排气口连接管路相连通，并连接至氩气回收器中；
氩气输送管道上安装单向节流阀，用于避免氩气和液氩的产生回流；
所述高压液氩储存罐与低压液氩储存罐的排气口均位于高压液氩储存罐与低压液氩储存罐的上端顶部。
优选的，基于液氩回收工艺的S2中：所述液氮冷却器的两端均与氮气生产系统两端进行连接，所述液氮冷却器的进管流通液氮，所述液氮冷却器的出管流通氮气；
所述液氮冷却器位于氩气回收器上端内部，液氮流通至液氮冷却器中，降低氩气回收器内部温度，所述氩气回收器中的氩气与液氮冷却器接触，氩气降温产生液化，液氩沉积于氩气回收器底端内部；
所述液氮冷却器中与氩气产生热交换后，液氮冷却器中的液氮产生气化，气化的液氮产生氮气，氮气通过液氮冷却器的出管回流至生产系统中，用于对氮气进行再次降温液化，并将液氮回流至液氮冷却器的进管中。
优选的，基于液氩回收工艺的S3中：所述氩气回收器中的氩气与液氮冷却器接触后，氩气与液氮接触产生热交换，使得氩气降温液化，形成液氩，沉积与氩气回收器底部，并通过回流管回流至高压液氩储存罐中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在现有的液氩储存装置的基础上设备氩气回收器，可将生产和存储过程中产生的氩气进行液化，液化后的液氩再经回流管进入液氩储存罐进行储存，液氩冷却所需的冷源采用液氮，液氮作用于氩气液化产生的热交换使得液氮气化产生氮气，氮气可回流至氮气生产系统中，可利于氮气的再次液化和生产使用，同时还将氩气进行有效的回收，避免了液氩产生的浪费和液氩气化造成的体积膨胀，造成安全隐患，还实现了生产全过程的零摆放，对大气环境的污染降至最低，更加环保。
附图说明
图1为本发明的工艺流程结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供的四种实施例：
实施例一：
一种液氩系统不凝气过滤回收工艺，液氩回收工艺由液氩储存罐、氩气回收器和液氮冷却器构成，液氩回收工艺步骤如下：
S1：将高压液氩储存罐和低压液氩储存罐排气口排放的液氩进行收集，并集中传输至氩气回收器中；
S2：氩气回收器与液氮冷却器连接，降低氩气回收器内部的温度，使得氩气回收器中的氩气冷却液化；
S3：氩气回收器中的氩气液化成氩气后，通过输送管将液氩回流至高压液氩储存罐中。
现有的液氩储存装置的基础上设备氩气回收器，可将生产和存储过程中产生的氩气进行液化，液化后的液氩再经回流管进入液氩储存罐进行储存，液氩冷却所需的冷源采用液氮，液氮作用于氩气液化产生的热交换使得液氮气化产生氮气，氮气可回流至氮气生产系统中，可利于氮气的再次液化和生产使用，同时还将氩气进行有效的回收，避免了液氩产生的浪费，还实现了生产全过程的零摆放，对大气环境的污染降至最低，更加环保。
实施例二：
基于液氩回收工艺的S1中：高压液氩储存罐和低压液压储存罐的排气口连接管路相连通，并连接至氩气回收器中；
氩气输送管道上安装单向节流阀，用于避免氩气和液氩的产生回流；
高压液氩储存罐与低压液氩储存罐的排气口均位于高压液氩储存罐与低压液氩储存罐的上端顶部。
实施例三：
基于液氩回收工艺的S2中：液氮冷却器的两端均与氮气生产系统两端进行连接，液氮冷却器的进管流通液氮，液氮冷却器的出管流通氮气；
液氮冷却器位于氩气回收器上端内部，液氮流通至液氮冷却器中，降低氩气回收器内部温度，氩气回收器中的氩气与液氮冷却器接触，氮气液化温度为-196℃，氩气液化温度为-185.7℃，氩气降温产生液化，液氩沉积于氩气回收器底端内部；
液氮冷却器中与氩气产生热交换后，液氮冷却器中的液氮产生气化，气化的液氮产生氮气，氮气通过液氮冷却器的出管回流至生产系统中，用于对氮气进行再次降温液化，并将液氮回流至液氮冷却器的进管中。
实施例四：
基于液氩回收工艺的S3中：氩气回收器中的氩气与液氮冷却器接触后，氩气与液氮接触产生热交换，使得氩气降温液化，形成液氩，沉积与氩气回收器底部，并通过回流管回流至高压液氩储存罐中。
工作原理：将高压液氩储存罐和低压液氩储存罐排气口排放的液氩进行收集，并集中传输至氩气回收器中，氩气回收器与液氮冷却器连接，降低氩气回收器内部的温度，使得氩气回收器中的氩气冷却液化，液氮冷却器的两端均与氮气生产系统两端进行连接，液氮冷却器的进管流通液氮，液氮冷却器的出管流通氮气，液氮冷却器位于氩气回收器上端内部，液氮流通至液氮冷却器中，降低氩气回收器内部温度，氩气回收器中的氩气与液氮冷却器接触，氩气降温产生液化，液氩沉积于氩气回收器底端内部。
液氮冷却器中与氩气产生热交换后，液氮冷却器中的液氮产生气化，气化的液氮产生氮气，氮气通过液氮冷却器的出管回流至生产系统中，用于对氮气进行再次降温液化，并将液氮回流至液氮冷却器的进管中，氩气回收器中的氩气液化成氩气后，通过输送管将液氩回流至高压液氩储存罐中。在现有的液氩储存装置的基础上设备氩气回收器，可将生产和存储过程中产生的氩气进行液化，液化后的液氩再经回流管进入液氩储存罐进行储存，液氩冷却所需的冷源采用液氮，液氮作用于氩气液化产生的热交换使得液氮气化产生氮气，氮气可回流至氮气生产系统中，可利于氮气的再次液化和生产使用，同时还将氩气进行有效的回收，避免了液氩产生的浪费和液氩气化造成的体积膨胀，造成安全隐患，还实现了生产全过程的零摆放，对大气环境的污染降至最低，更加环保。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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