公布日：2023.11.07
申請日：2022.04.29
分類號：C02F1/04(2006.01)I;C02F1/20(2006.01)I;C02F1/66(2006.01)I;C01C1/02(2006.01)I;C01B32/50(2017.01)I;C01B21/22(2006.01)I;B01D5/00(2006.01)I;C02F101
/16(2006.01)N
摘要
本申請公開一種液化氣體的純化系統，包括一液體汽化裝置、一純化冷凝裝置以及一液化冷凝裝置，液體汽化裝置經配置以導入一水與液化氣體混合的液體并將其加熱汽化而增壓，以產生一氣體產物，氣體產物包含處于氣態的液化氣體以及水蒸氣。純化冷凝裝置經配置以導入氣體產物并對其進行連續的多次降壓冷凝，以從氣體產物中分離出水而得到一純化物。液化冷凝裝置經配置以導入純化物并將其降溫冷凝，以使純化物轉變成高純度液化氣體。基于相同的發明構思，本申請另公開一種氨氮廢水的資源化處理系統。
權利要求書
1.一種液化氣體的純化系統，其特征在于，所述液化氣體的純化系統包括：一液體汽化裝置，經配置以導入一水與液化氣體混合的液體并將其加熱汽化，以產生一氣體產物，其中所述氣體產物包含處于氣態的所述液化氣體以及水蒸氣；一純化冷凝裝置，經配置以導入所述氣體產物并對其進行連續的多次降壓冷凝，以從所述氣體產物中分離出水而得到一純化物，其中所述純化冷凝裝置包括多個串聯的純化冷凝單元，每一個所述純化冷凝單元的操作溫度接近所述液化氣體的露點，且其中一個所述純化冷凝單元的操作壓力及溫度高于下一個所述純化冷凝單元的操作壓力及溫度；以及一液化冷凝裝置，經配置以導入所述純化物并將其降溫冷凝，以使所述純化物轉變成液態。
2.根據權利要求1所述的液化氣體的純化系統，其特征在于，所述液化氣體為液氨、液化二氧化碳或液化一氧化二氮。
3.根據權利要求1所述的液化氣體的純化系統，其特征在于，多個所述純化冷凝單元通過一回流管線與所述液體汽化裝置連通。
4.根據權利要求1所述的液化氣體的純化系統，其特征在于，所述液體汽化裝置為一加熱蒸發裝置，多個所述純化冷凝單元各為一冷凝器。
5.根據權利要求1所述的液化氣體的純化系統，其特征在于，所述液化氣體的純化系統還包括一儲存裝置，用以儲存所述水與液化氣體混合的液體。
6.根據權利要求5所述的液化氣體的純化系統，其特征在于，所述液化氣體的純化系統還包括一調整裝置以及一脫氨裝置，所述調整裝置與所述脫氨裝置連通，且所述脫氨裝置與所述儲存裝置連通；其中，所述調整裝置經配置以接收一氨氮廢水，并以一堿性藥劑調整所述氨氮廢水的pH值，所述脫氨裝置經配置以導入經pH值調整的所述氨氮廢水，并從經pH值調整的所述氨氮廢水中分離出氨以制成一高濃度液氨作為所述水與液化氣體混合的液體。
7.根據權利要求6所述的液化氣體的純化系統，其特征在于，在所述調整裝置中，所述堿性藥劑為氫氧化鈉且以溶液形式加入于所述氨氮廢水，所述脫氨裝置為一蒸餾裝置。
8.根據權利要求6所述的液化氣體的純化系統，其特征在于，多個所述純化冷凝單元至少分成第一組純化冷凝單元與第二組純化冷凝單元，所述第一組純化冷凝單元通過一第一回流管線與所述儲存裝置連通，且所述第二組純化冷凝單元通過一第二回流管線與所述液體汽化裝置連通。
9.一種氨氮廢水的資源化處理系統，其特征在于，所述氨氮廢水的資源化處理系統包括：一脫氨裝置，經配置以導入一氨氮廢水，并從所述氨氮廢水中分離出氨以制成一高濃度液氨；一液體汽化裝置，經配置以導入所述高濃度液氨并將其加熱汽化，以產生一氣體產物，其中所述氣體產物包含氨氣以及水蒸氣；一純化冷凝裝置，經配置以導入所述氣體產物并對其進行連續的多次降壓冷凝，以從所述氣體產物中分離出水而得到一純化物，其中所述純化冷凝裝置包括多個串聯的純化冷凝單元，每一個所述純化冷凝單元的操作溫度接近氨液的露點，且其中一個所述純化冷凝單元的操作壓力及溫度高于下一個所述純化冷凝單元的操作壓力及溫度；以及一液化冷凝裝置，經配置以導入所述純化物并將其降溫冷凝，以使所述純化物轉變成液氨。
發明內容
本申請著重于解決現有技術生產高純度液化氣體所遭遇的問題，包括不易穩定操作、正常生產所需的最低的啟動量較大以及在生產過程中容易被不純物污染等，所采用的技術手段是：將所欲純化的液化氣體完全汽化而增壓之后，以氣體的形式導入多效冷凝裝置中，并控制每一效純化冷凝單元的溫度和壓力，隨著水分逐步移除(借由液化氣體與水氣液分壓平衡原理，逐步將水從每一效純化冷凝單元中移除)，處于氣態的液化氣體的純度逐步提高，最后轉變成高純度液化氣體。
為了解決上述的技術問題，本申請所采用的其中一技術方案是提供一種液化氣體的純化系統，其包括一液體汽化裝置、一純化冷凝裝置以及一液化冷凝裝置。所述液體汽化裝置經配置以導入一水與液化氣體混合的液體并將其加熱汽化而增壓，以產生一氣體產物，其中所述氣體產物包含處于氣態的所述液化氣體以及水蒸氣。所述純化冷凝裝置經配置以導入所述氣體產物并對其進行連續的多次降壓冷凝，以從所述氣體產物中分離出水而得到一純化物；所述純化冷凝裝置包括多個串聯的純化冷凝單元，每一個所述純化冷凝單元的操作溫度接近所述液化氣體的露點，且其中一個所述純化冷凝單元的操作壓力及溫度高于下一個所述純化冷凝單元的壓力及操作溫度。所述液化冷凝裝置經配置以導入所述純化物并將其降溫冷凝，以使所述純化物轉變成液態。
在本申請的一實施例中，所述液化氣體為液氨、液化二氧化碳或液化一氧化二氮。
在本申請的一實施例中，多個所述純化冷凝單元通過一回流管線與所述液體汽化裝置連通。
在本申請的一實施例中，所述液體汽化裝置為一加熱蒸發裝置，多個所述純化冷凝單元各為一冷凝器。
在本申請的一實施例中，所述液化氣體的純化系統還包括一儲存裝置，用以儲存所述水與液化氣體混合的液體。
在本申請的一實施例中，所述液化氣體的純化系統還包括一調整裝置以及一脫氨裝置，所述調整裝置與所述脫氨裝置連通，且所述脫氨裝置與所述儲存裝置連通。所述調整裝置經配置以接收一氨氮廢水，并以一堿性藥劑調整所述氨氮廢水的pH值。所述脫氨裝置經配置以導入經pH值調整的所述氨氮廢水，并從經pH值調整的所述氨氮廢水中分離出氨以制成一高濃度液氨作為所述水與液化氣體混合的液體。
在本申請的一實施例中，在所述調整裝置中，所述堿性藥劑為氫氧化鈉且以溶液形式加入于所述氨氮廢水，所述脫氨裝置為一蒸餾裝置。
在本申請的一實施例中，多個所述純化冷凝單元至少分成第一組純化冷凝單元與第二組純化冷凝單元，所述第一組純化冷凝單元通過一第一回流管線與所述儲存裝置連通，且所述第二組純化冷凝單元通過一第二回流管線與所述液體汽化裝置連通。
為了解決上述的技術問題，本申請所采用的另外一技術方案是提供一種氨氮廢水的資源化處理系統，其包括一脫氨裝置、一液體汽化裝置、一純化冷凝裝置以及一液化冷凝裝置。所述脫氨裝置經配置以導入一氨氮廢水，并從所述氨氮廢水中分離出氨以制成一高濃度液氨(含水液氨)。所述液體汽化裝置經配置以導入高濃度液氨并將其加熱汽化而增壓，以產生一氣體產物，其中所述氣體產物包含氨氣以及水蒸氣。所述純化冷凝裝置經配置以導入所述氣體產物并對其進行連續的多次降壓冷凝，以從所述氣體產物中分離出水而得到一純化物；所述純化冷凝裝置包括多個串聯的純化冷凝單元，每一個所述純化冷凝單元的操作溫度接近所述液氨的露點，且其中一個所述純化冷凝單元的操作壓力及溫度高于下一個所述純化冷凝單元的操作壓力及溫度。所述液化冷凝裝置經配置以導入所述純化物并將其降溫冷凝，以使所述純化物轉變成液氨。
本申請的其中一有益效果在于，本申請的其中一有益效果在于，本申請所提供的液化氣體的純化系統及氨氮廢水的資源化處理系統，其能通過“液體汽化裝置經配置以導入水與液化氣體混合的液體(高濃度液氨/含水液氨)并將其加熱汽化而增壓，以產生一氣體產物，其中所述氣體產物包含處于氣態的液化氣體(氨氣)以及水蒸氣”以及“純化冷凝裝置經配置以導入氣體產物并對其進行連續的多次降壓冷凝，以從氣體產物中分離出水而得到一純化物，其中純化冷凝裝置包括多個串聯的純化冷凝單元，每一個純化冷凝單元的操作溫度接近目標液化氣體(液氨)的露點，且其中一個純化冷凝單元的操作壓力及溫度高于下一個純化冷凝單元的操作壓力及溫度”的技術特征，以在不受最低啟動量限制的條件下達到液化氣體的精煉純化，操作彈性較高且可以節省能耗和降低成本；此外，在純化過程不易有污染的問題。
更進一步來說，本申請所提供的液化氣體的純化系統及氨氮廢水的資源化處理系統更符合環保效益和經濟效益。
（發明人：黃文慶;陳伯星;許鴻呈）
