[其他]气体液化方法及所用的液化器

说明书

通过一个预冷却的热交换器，将超大气压力的气体送入低温发生器，在低温发生器中气体冷凝成液体，然后，通过液体分离器将冷凝液送入第二个热交换器，在第二个热交换器中，分别进行冷却和过冷却，第二个热交换器位于绝热贮气器已生成的液体中。通过与第二个热交换器相连接的压力调节器使冷凝液达到过冷却，通过调节用户压力（第二级压力）来控制过冷程度。由第二个热交换器中的气体冷却。本方法可用于液化氮气、氢气、氩气甲烷等的液化器。

本发明是有关气体液化方法及所用的液化器。具体地说，将供气装置供给的气体（其第一级压力为超大气压）送入低温发生器，然后使生成的液体达第二级压力，第二级压力等于或低于第一级压力。

在已发表的短评中提到了一种公知的方法（即在1979年11月，在美国休斯敦召开的气体讨论会上，Dr、A、M、Feibush等人发表了题为“加压振动吸附用于液化天然气/液化丙烷气设备的氮气”的评论）在低温发生器中冷凝的氮气以液体状态被收集在贮气容器中。为了使贮气容器中液氮量保持不变，将贮气容器中由于冷渗漏而蒸发的氮气回送到低温发生器，并再使其冷凝。当气体分离装置损坏时，将液氮从贮气容器送入蒸发器，然后以气体状态供给用户。当然，也可直接从贮气容器中取出液氮（不过，现在还没有设计出相应的装置）。

这种公知的方法有如下缺点：从贮气容器排出的液氮流经贮气容器和用户之间的管道时，会因冷渗漏和/或压力下降而变成氮气，这对用户来说就没有什么价值，因为用户要的是液氮。生成的氮气（表示冷却程度）是无用的。此外，低温发生器的安装位置只限于贮气容器的顶部以免回流的冷凝液充满低温发生器。

本发明的目的是提供气体液化的新方法，该方法可避免在用户供给管线中形成气体，并可防止气体冷凝液返回到低温发生器。

本发明的另一个目的是提供进行本发明方法所用的液化器。

本发明方法的特征为：由供气装置流出的气体经第一个气/气热交换器冷却后，再送入低温发生器，气体在低温发生器中经冷凝而生成饱和液体，然后，将饱和液体和湿蒸气送入液体分离器，从液体分离器中排出的饱和液体及经液体分离器以后因膨胀而生成的湿蒸气送入第二个热交换器，第二个热交换器位于绝热贮气器已生成的液体中，在第二个热交换器分别使气体冷凝并过度冷却，通过与第二个热交换器相连的压力调节器使冷凝液达到过冷程度，此后，通过调节第二级压力来控制过冷程度，第二级压力的数值处于低温发生器的压力和贮气器压力之间，（即第二级压力的最大值等于低温发生器的压力，第二级压力的最小值等于贮气器的压力），而且，在冷凝和过冷过程中放出的冷凝热和过冷热可使绝热贮气器中的部分液体蒸发，将贮气器中生成的蒸气送入第一个热交换器以冷却供气装置供给的气体，贮气器中蒸出的液体可通过与液体分离器出口相连接的供液管进行补充。

本发明的液化器的特征为：供气装置的出口与第一个绝热的热交换器相连接，第一个热交换器与第二个热交换器以及液体分离器一起位于绝热贮气器中，并与低温发生器相连。安装在绝热贮气器外面的低温发生器的输液管与液体分离器相连接，液体分离器的排液管与第二个热交换器相连接，第二个热交换器通过压力调节器与用户相连 压力调节器的敞开压力与用户压力无关。贮气器装有液面控制器，液面控制器与液体分离器的排液管相连接。

应该注意，本来从供气装置输送给用户的应是过冷的低温液体，以免因冷渗漏和/或压力下降而蒸发（参看美国专利说明书4296610），但是，这样会使冷凝和过冷过程中放出的冷凝热和过冷热损失，甚至会使低温液体的温度和压力增加，而增加的温度和压力还必须设法消除。

还应该注意的是，在气体供入低温发生器进行液化之前，先使其在一个热交换气中冷却，这也是公知的技术（参见美国专利3，354，664和4，432，216）。没有任何先有技术叙述过被配有第二热交换器的保温贮气罐，在该贮气罐中液化了的气体过冷至一定程度，过冷程度可通过连接到所述的第二热交换器上的压力控制器来调节。

下面将参照附图来进一步说明本发明：

图1是本发明液化器结构的示意图;

图2是图1中所示的液化器的绝热贮气器的剖面详图;

图3是图2中所示的压力调节器的剖面详图;