CN100371236C - 还原炉组氢气回收净化稳压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种还原炉组氢气回收净化稳压系统，由气动薄膜调节阀与膜片式减压阀以并联方式组合设置在原料氢气集气罐的进气端，在原料氢气集气罐上安装有前压力变送器，电气转换器的信号线与前压力变送器和气动薄膜调节阀相连，在产品氢气集气罐上安装有后压力变送器，风机变频器的信号线与后压力变送器和变频鼓风机相连。应用时：还原炉组未反应的过量氢气经淋洗气水分离装置进入原料氢气集气罐，而补充的新鲜氢气经缓冲器后、由膜片式减压阀和气动薄膜调节阀调压进入原料氢气集气罐，再由变频鼓风机将氢气送入纯化过滤装置，继而进入产品氢气集气罐，最后通入到还原炉组。本发明能够充分保证整个氢气回收净化系统压力自动平衡，运行可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种还原炉组氢气回收净化稳压装置。
背景技术
硬质合金的工业规模化生产中，将钨钼还原炉中过量(8～10倍)的反应氢气进行回收净化再利用，节约能源、降低生产成本。如图1所示，补充的新鲜氢气经缓冲器101、减压器102和玻璃转子流量计103，进入原料氢气集气罐104，再由罗茨鼓风机105将氢气送入纯化过滤装置106，经纯化过滤处理后的氢气进入产品氢气集气罐107，继而通入到还原炉组109，还原炉组109未反应的过量氢气进入淋洗气水分离装置110，氢气经淋洗、水封、气水分离处理后进入原料氢气集气罐104，实现循环利用。
根据还原炉氢气需求量的理论值或经验值，通过手工调节减压器102和玻璃转子流量计103及转子流量计108，实现还原炉组氢气压力的稳定。然而，此方法压力波动大，当装置压力波动过低时，钨钼粉的还原反应不充分，导致产品不合格；当装置压力波动过高时，钨钼粉的吹带量大，产量低；尤其生产量改变时，需增开或停开还原炉，还原炉台数的变化将导致前后装置压力波动，普通补氢或单一自动补氢极难恒定压力，靠实践摸索寻找合适的压力值，需较长时间寻找新的稳定压力点，造成产品质量不稳定。保证装置氢气压力的恒定是回收净化出纯氢再利用的重要关键技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种还原炉组氢气回收净化稳压装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
还原炉组氢气回收净化稳压装置，来自还原炉组未反应的过量氢气经淋洗气水分离装置进入原料氢气集气罐，而补充的新鲜氢气经缓冲器也进入原料氢气集气罐，再由罗茨鼓风机将氢气送入纯化过滤装置，继而进入产品氢气集气罐，最后通入到还原炉组，其特征在于：该装置还包括气动薄膜调节阀、膜片式减压阀、前压力变送器和电气转换器，气动薄膜调节阀与膜片式减压阀以并联方式组合设置在原料氢气集气罐的进气端，前压力变送器设置在原料氢气集气罐上，电气转换器的信号线与前压力变送器和气动薄膜调节阀相连。
进一步地，上述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，所述的罗茨鼓风机为变频式风机，相应地，该装置还包括后压力变送器和风机变频器，后压力变送器设置在产品氢气集气罐上，风机变频器的信号线与后压力变送器和鼓风机相连。
再进一步地，上述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，在缓冲器的进气端还设有自立式氢气减压阀，其公称压力为1.6MPa～50KPa。
更进一步地，上述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，所述膜片式减压阀的公称压力为2KPa～50KPa。所述前压力变送器的公称压力为0～10KPa。所述后压力变送器的公称压力为0～20KPa。
本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
①本发明对氢气回收净化的变工况生产均能全自动瞬间调定装置工作压力，并能快速自动向还原炉补充氢气；彻底改变了手动和单一控制的装置压力不恒定和产品质量不稳定的局面，避免故障和事故的发生，提高了生产效率。
②风机采用变频器后，确保了后装置的恒压调控和还原炉实需氢气量的自动供给，达到了节能效果。
③不管生产纯钨粉或纯钼粉或超细钼粉，都能确保产品高质量。
④应生产需求改变工作压力时，只需调整装置前后压力变送器的设定值即可，装置能瞬间达到一个新的恒定压力值，工作压力的调节不仅快速而且准确。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：背景技术的装置示意图；
图2：本发明的装置示意图；
图中各附图标记的含义见下表：
| 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 |
| 1 | 自立式减压阀 | 2 | 氢气缓冲器 | 3 | 膜片式减压阀 |
| 4 | 气动薄膜调节阀 | 5 | 电气转换器 | 6 | 前压力变送器 |
| 7 | 原料氢气集气罐 | 8 | 罗茨鼓风机 | 9 | 纯化过滤装置 |
| 10 | 产品氢气集气罐 | 11 | 后压力变送器 | 12 | 风机变频器 |
| 13 | 还原炉组 | 14 | 还原炉过量氢气淋洗、水封、气水分离装置 | A | 新鲜氢气的流向 |
具体实施方式
本发明根据还原炉内氢气的消耗量，将中压水电解制得的新鲜氢气由自立式减压阀减压到50KPa后，经膜片式减压阀、气动薄膜调节阀、风机变频器等组成的稳压装置，进行自动调压，使前段工艺装置不会被风机抽负压，根据用氢量变化，风机又能自动调频，使后装置压力自动恒定；确保整个氢气回收净化装置自动平衡，运行可靠。
如图2所示，本发明还原炉组氢气回收净化稳压装置，气动薄膜调节阀4与膜片式减压阀3以并联方式组合安装在原料氢气集气罐7的进气端，前压力变送器6设置在原料氢气集气罐7上，电气转换器5的信号线与前压力变送器6和气动薄膜调节阀4相连；罗茨鼓风机8为变频式风机，后压力变送器11设置在产品氢气集气罐10上，风机变频器12的信号线与后压力变送器11和鼓风机8相连。
补充的新鲜氢气经自立式(靠弹簧压紧力)减压阀1进入氢气缓冲器2，由膜片式减压阀3和气动薄膜调节阀4调压后进入原料氢气集气罐7，再由罗茨鼓风机8将氢气送入纯化过滤装置9，经缓冲、纯化、去湿、过滤后的氢气进入产品氢气集气罐10，继而通入到还原炉组13。还原炉组13未反应的过量氢气进入淋洗分离装置14，经淋洗、水封、气水分离处理后进入原料氢气集气罐7。
具体应用，自立式氢气减压阀的公称压力为1.6MPa～50KPa，膜片式减压阀的公称压力为2KPa～50KPa，前压力变送器的公称压力为0～10KPa，后压力变送器的公称压力为0～20KPa。在装置的前段，以并联方式设有膜片式减压阀3和气动薄膜调节阀4，通常情况下，补充的新鲜氢气适时地由膜片减压阀3(类似液化钢瓶上用的膜片式减压阀，公称压力：2KPa～50KPa)进行粗调、并由气动薄膜调节阀4进行微调。一旦操作条件变更，特别是还原炉台数的突变，氢气的流量和压力变化较大，前压力变送器6瞬间发出压力变化讯号，通过电气转换器5驱动气动薄膜调节阀4，阀门实现开大开小动作。这样前装置能自动快速恒定在1.9±0.1KPa。在装置的后端，产品氢气集气罐10上设有压力变送器11，压力控制点设定在6.5KPa，当还原炉组氢气需求量出现变化，压力讯号随之变化，其压力变送器11上的压力变化讯号通过风机变频器12的变化频率信号来调节风机8的转速，即自动加大或减小风机的送风量，使进入还原炉组的氢气压力始终恒定在6～7KPa，供给还原炉组的氢气量也调整到实际所需的需求值。后装置压力的自动迅速恒定，还原炉压力也稳定，那么出还原炉的过量氢气压力也恒定。同时也不会影响前装置压力的自动恒定。前装置的压力自动迅速恒定，风机入口压力就恒定。还原炉和前装置就不会被抽成负压，压力也恒定。同时，也不影响后装置的压力自动恒定。
生产中，常用多个多管还原炉进行纯钨粉或纯钼粉生产，当生产量加大时，还原炉组13对氢气需求量也相应增大，产品氢气集气罐10的压力会迅速下降，压力变压器11的压力下降讯号会直接传送给变频器12，继而驱动鼓风机8，使电机提高转速，迅速增大风量，瞬时自动保持产品氢气集气罐10内压力恒定在6.5KPa。以恒定压力的氢气供给还原炉组13，保证产品质量的稳定。罗茨鼓风机8转速提高，风机入口流量加大，原料氢气集气罐7压力也会迅速下降而小于2KPa，压力变送器6会将原料氢气集气罐7的压力变化讯号直接传送给电气转换器5，继而驱动气动薄膜调节阀4，使阀门大开或全开，向原料氢气集气罐7内补充新鲜氢气，瞬时自动保持罐内2KPa的恒定压力。以恒定压力保证罗茨鼓风机的抽吸，还原炉组13和前装置都不会造成负压，确保稳定的运行环境。
所以不管增加或减少还原炉台数或变更其他工况，波动后的前后装置在很短的瞬间能自动达到原设的恒定压力值，保证正常生产。
当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (6)
1.还原炉组氢气回收净化稳压装置，来自还原炉组未反应的过量氢气经淋洗气水分离装置进入原料氢气集气罐，而补充的新鲜氢气经缓冲器也进入原料氢气集气罐，再由罗茨鼓风机将氢气送入纯化过滤装置，继而进入产品氢气集气罐，最后通入到还原炉组，其特征在于：该装置还包括气动薄膜调节阀、膜片式减压阀、前压力变送器和电气转换器，气动薄膜调节阀与膜片式减压阀以并联方式组合设置在原料氢气集气罐的进气端，前压力变送器设置在原料氢气集气罐上，电气转换器的信号线与前压力变送器和气动薄膜调节阀相连。
2.根据权利要求1所述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，其特征在于：所述的罗茨鼓风机为变频式风机，相应地，该装置还设有后压力变送器和风机变频器，后压力变送器设置在产品氢气集气罐上，风机变频器的信号线与后压力变送器和鼓风机相连。
3.根据权利要求1所述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，其特征在于：在缓冲器的进气端还设有自立式氢气减压阀，其公称压力为1.6MPa～50KPa。
4.根据权利要求1所述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，其特征在于：所述膜片式减压阀的公称压力为2KPa～50KPa。
5.根据权利要求1所述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，其特征在于：所述前压力变送器的公称压力为0～10KPa。
6.根据权利要求2所述的还原炉组氢气回收净化稳压装置，其特征在于：所述后压力变送器的公称压力为0～20KPa。
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