CN101460231A - 气体循环的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用来循环热处理室(10)排放的排出的气氛气体的系统，其中所述热处理室(10)使用保护性气氛气体。所述系统包括为接收所述排出的气氛气体(16)而配置的气体循环装置(15)。所述气体循环装置包括为将所述排出的气氛气体分为提纯的气氛气体流和不纯的物流而配置的气体分离器(13)。所述气体循环装置是为将所述提纯的气氛气体流送入所述热处理室而配置的。可以提供储存容器(11)以接收来自所述气体循环装置的提纯的气氛气体流，并且所述存储容器(11)是为了用所述提纯的气氛气体流向所述热处理室(1)补充气氛气体供应而配置的。

Description

气体循环的方法和系统
发明背景
发明领域
本发明涉及从其中利用保护性气氛气体的热处理室中排放的排出的气氛气体的循环。
背景讨论
金属零件在生产过程中一般要进行热处理以获得所述金属零件的想要的特性。热处理通常在保护性气体中进行，以防止不利的化学反应，例如氧化、渗碳、氢脆、或渗氮。对于大多数应用，优选化学惰性气体(例如，对于某些金属是氩、氮)或化学还原性气体(尤其是部分或全部是氢气的气体)。特别地，氢气退火表现出特别的优点，因为氢气具有比其它气体显著更好的传热性能和更低的粘度，并且因此允许本领域强对流罩式退火炉目前状态的开发，其中罩式退火炉机械循环所述要进行热处理的金属周围的氢气气体以获得均匀的加热且不发生化学副反应。
因为要退火的金属通常已经用油润滑剂机械处理过，进行或没有进行随后的洗涤，通常会在所述金属上存在大量的油和/或水形式的污染物。自然，所述退火气体最初也充满大气，该大气中含有大量的氧气、氮气和二氧化碳，所有这些气体在所述金属被加热到用
Figure A200780020548D0009083009QIETU
八、应力消除等的希望的温度时可以导致不希望的化学反应。在当前的热处理设备中，所述大气被第一清扫气体代替(该第一清扫气体可以是或者可以不是所述最终气氛气体)以便替代所述空气和某些蒸气污染物。安全通常规定该第一清扫气体是不可燃的。或者，可以单独使用或与惰性气体联合使用适度的真空以达到同样的目的。
当所述金属被加热时，可以连续地加入所述第一清扫气体以带走蒸发的油和水，并防止进入空气，或者可以引入第二种气体(通常是氢气)。因为在所述炉气体中由于液体物料蒸发和化学分解使得烃、碳的氧化物、氮气和水蒸气杂质的水平反而升高，所以从所述热处理炉中连续地移出所述气体。一些通常使用的处理所述气氛气体的策略是在出口燃烧(常常称作“火焰幕”)、作为低价值燃料收集和燃烧或简单的排放到大气中。
从所述热处理气体中除去杂质的这些方法苦于几个缺点。首先是这些方法浪费了所述气氛气体本身，而这些气体通常是昂贵的。即使作为燃料回收，所回收的气氛气体的燃料价值通常远远低于消耗掉的纯气氛气体的成本。至于排放所述气氛气体，所述气体中挥发性有机化合物和一氧化碳杂质则分散到周围的空气中，并形成空气污染。很多地方限制这些污染物的排放，并严格禁止额外的排放，需要增加昂贵的后处理设备，例如热或催化氧化器。
已经提出了循环金属处理气体的方法。例如Krueger等人的美国专利6881242(后文中称作“＇242专利”)中提出了氢气循环系统，其中所述气氛气体被过滤、压缩，然后提供给金属膜氢气净化器。该方法在几个方面是有限的。因为气氛气体通常非常热，将该气体压缩至所述＇242专利中需要的压力是不切实际的，除非打算用非常小的流量。此外，所述＇242专利没有提供所述分离步骤之前的除去油蒸气的方法，这意味着所述分离器必须在暴露于来自分解的金属成型油、漂洗液等的混合的油和污染物时操作。金属膜净化器对于硫、碳沉积等引起的中毒非常敏感，并且因此不能用于含此类化合物的一般的炉气体中。
Garg等人的美国专利5348592(后文称作“＇592专利”)提供了仅用于除去水蒸气和氧气杂质的另一种气体循环方法。与所述＇242专利类似，所述＇592专利建议可以使用吸附气体干燥器来除去水蒸气。在＇592专利的情况下，该水蒸气实际上是由痕量的氧气与氢气的催化反应以及所述排出的气氛气体中预先存在的水蒸气而形成的。所述＇592专利中使用的催化剂也对于由烃蒸气、由金属工作油中存在的硫和由一氧化碳引起的失活非常敏感。因此，所述＇592专利中的方法不适用于存在这些杂质的冶金气体。所述＇592方法也不能除去不想要的惰性气体的排出的气氛气体，例如氮气，因此当希望要循环的气体不含氮气时，例如在氩气或氢气气体中，所述＇592方法是不适用的。
所述＇242专利或所述＇592专利中都没有提供当杂质水平不能通过提纯装置有效地除去时在循环过程中排除排出的气氛气体的方法。因此，在这类循环过程中，所述排出的气氛气体可导致设备退化或故障，或导致大量的杂质循环到所述热处理气体中。
发明概述
在消除上面讨论的限制和问题的努力中，发明人构建了下面叙述的热处理气体循环的方法和系统。
由于上面讨论的原因，希望提供从一般的热处理应用的不纯的排出气体中循环提纯的气氛气体的方法和装置。
还希望大大降低所述热处理方法中的挥发性有机化合物的排放。
还希望提供能够在排出气体的广泛变化的流量和组成下操作的方法和装置，其中所述排放气体来自于单个热处理炉或许多热处理炉，其中所述热处理炉就其气氛气体的使用而言为操作在相内或相外。
还希望提供用于在循环过程中选择性地回收气氛气体的方法以使所循环的气体的回收率和纯度独立地最大化。
还希望提供气氛气体循环系统，该系统能够同时从所述循环的气氛气体中除去水蒸气、氮气、氧气、挥发性有机物、碳的氧化物和硫化合物而不退化。
还希望提供气氛气体循环系统，该系统不管所述排出的气体的流量、温度和组成如何变化，可以维持所述循环的气氛气体中基本恒定的纯度水平。
附图简述
参考下面的详述，特别是当与附图结合起来考虑时，对本发明更完整的理解和许多其伴随的优点会容易变得显而易见，其中：
图1是提供了保护性气氛气体的热处理装置的示意流程图。
图2是与气体循环装置连接的提供了保护性气氛气体的热处理装置的示意流程图。
图3a-图3c表明了对于气体循环装置的一个具体应用来说产物流量相对于回收率和纯度的趋势，该具体应用是对原料气中有三种不同的污染水平的氢气进行提纯。
图4描述了根据本发明的气体循环装置的实施方案的详细的示意流程图。
发明详述
下文会参考附图描述本发明的实施方案。在下面的描述中，具有基本相同的功能和布置的组成元件用相同的标注数字表示，并且只在需要时进行重复描述。
图1描述了热处理炉10，其提供有来自气体供应11的保护性气氛气体。所述热处理炉10还由燃料12的燃烧或者可以用电加热来提供热量。所述保护性气体从所述炉10中排出，并可以经过油分离罐13，其中罐13中提供有冷凝油除去装置。所述气体离开所述油分离罐13并任选地经过防止常压空气进入的背压阀或单向阀14。所述排出的气氛气体的一部分可以通过导管15作为燃料循环。该循环导管15被描述为在所述背压阀14之前连接，但是可以理解的是，取出作为燃料的排出的气体可以在所述系统的任何地方发生。最后，所述排出的气体与气体排空口16连接。在操作过程中，所述排出的气体可以非常热，超过300℉，以及油冷凝可以非常少。在这些循环中，蒸发的烃被输送到下游，并且可以通过所述气体排空口16排出。
图2描述了与所述燃料供应12、油分离器13、背压阀14和气体排空口16连接的热处理炉10。所述炉也仍然装备有气氛气体供应11，这里描述为用于储存氢气、氩气和/或氮气的低温、液化气体的储罐。虽然显示出单一的气氛气体罐11，但可以由分开的罐供应惰性清扫气体和还原性气体，例如氢气。或者，这些气体中的任何气体可以作为在环境温度和高压下的输送气体来供应。此外，可以现场产生一种或多种气氛气体，例如通过选择性渗透膜或变压吸附(PSA)产生氮气，或通过电解、烃的蒸气转化、氨催化离解或气体产生领域的技术人员已知的其它方法供应氢气。
图2还描述了驱动阀20，该阀与所述气体排空管路以流体连通。如果几个加热处理炉10排列起来操作，它们每一个可提供有油分离器13、背压阀14和气体排空口16。或者，它们可以全部与提供这些功能的普通装配件连接。此外，一种或多种所述功能元件可以不存在于给定的装置中。实际上，至少一个阀20然后可以以与所述排出的气氛气体流体连通的形式安装，选择性地允许所述气体与所述气体循环装置21之间流体连通。所述阀20的备选实施方案包括转向阀，这意味着导致所有来自所述炉10的所述排出的气体穿过所述循环装置21，而不可能直接流到所述排空口16。在其它备选实施方案中，在所述循环装置21和所述排出系统之间没有驱动阀20，以使得流动一直是有可能的。
当所述循环装置21和所述炉10之间建立流体连通时，可以导致一部分所述气氛气体流向所述循环装置21，在那里它被分为流向存储容器(storage volume)22的提纯的物流，和与一个或多个所述气体出口16和所述循环燃料导管15连通的不纯的物流。如果所述炉10必须在不同于气体存储容器22的压力下操作，那么可以提供降压设备，例如前压力(forward pressure)调节器23。这有助于所述气体存储容器在第一最大储存压力下使用，而所述炉10在第二、较低的操作压力下操作。
因为一部分所述气氛气体作为不纯气体从所述循环装置21中损失，仍然需要从所述供应11补充气氛气体流。如果所述供应是通过低温液化气进行的，所述气体供应具有提供有初级蒸发器27的初级压力调节器24。所述压力调节器24的设定压力有利地设为低于所述压力调节器23的设定值。以这种方式，循环的气氛气体优先在第一、较高的设定压力下使用，直到所述存储容器22中的气体压力降为低于所述阀23的设定压力。如果气氛气体的流动在该点必须连续，继续从所述存储容器22中流动，降低其压力直到出现从所述供应11通过所述初级压力调节器24流动新鲜气氛气体。以这种方式使来自所述供应11的气氛气体的使用最小化。
如果所述气体供应11是具有液体部分29和气体部分30的低温罐，并且经过所述阀24的流量被最小化了，所述供应罐11中的压力将由于所述液化气的蒸发而上升。如果该压力变得足够大，所述气体将经过所述安全减压阀26会被排放。如果所述低温罐11提供有节能阀25，该节能阀25的设定压力高于阀24的压力，但是低于安全阀26的压力，那么气体会流经节能阀25和补充的加热器28，如果安装了加热器28的话。为防止购买的气氛气体的浪费，因此希望阀23的输送压力低于阀25的输送压力，以使得可优先使用该蒸发的气氛气体代替能够存储在气体存储容器22中的循环的气氛气体。因此，希望所述循环的气氛气体调节器23的设定压力低于所述节能阀25的压力，但是高于初级气体供应阀24的设定压力。
所述循环的气体存储容器提供有安全阀31，这确定了放空之前可以存储的循环气的最大量。当所述气体循环存储容器接近安全阀31的设定压力时，通过提高作为燃料循环或释放到出口16的排出的气体的量来减少循环的气氛气体的流量。或者，可以发生通过安全阀31的放空。或者，可以选择循环的气体存储的量以最小化或消除高于安全阀31的设定压力的压力的发生。
所述循环装置21可以产生任何纯度的气氛气体。在一个实施方案中，所述循环的气氛气体可以具有比来自所述气体供应11的补充气氛气体更高的纯度。这种情况的实例是来自氨离解的还原气体供应，其中所述名义上的补充气体组成为75％的H2和25％的N2和痕量的未反应的氨。所述循环的气体可以除去绝大部分的氮物种，以使得该循环的部分实际上在气体中富含氢气。这有利地降低了要处理的物料的渗氮反应的化学势，该渗氮反应是热处理过程中潜在的不希望的副反应。
或者，所述循环的气体可以具有比所供应的气氛气体更低的纯度。这种情况的实例是所述通过提纯的低温气，例如液氢，的补充供应。液化的氢通常以总杂质低于50ppm进行供应。所述循环装置21可以接收排出的气氛气体，该排出的气氛气体被来自环境空气或来自炉惰性清扫气体中的氮气所污染。可以控制所述循环装置以除去所述排出的气氛气体中基本上全部的杂质。图3a-3c显示了对于所述循环装置的一个特别应用的计算的性能曲线，其中回收的气氛气体中的氢气的分率随着希望的杂质水平降低而下降。图3a描述了其中所引入的排出气体被10％的N2污染的例子，图3b描述了其中所引入的排出气体被5％的N2污染的例子，和图3c描述了其中所引入的排出气体被1％的N2污染的例子。如果待热处理的金属没有受到少量循环的氮气的不利影响，循环的气体的分数在纯度有小的下降的代价下可以合意地上升。图3a-图3c表明，如果所引入的排出气体被更低量的不想要的组分污染了，想要的纯度目标，例如通过组成分析器32测定的纯度，可以导致改进的氢气产物流量和回收率。
在一个实施方案中，气体纯度分析器32可以通过取样线33与进入所述炉10的气体原料连接，通过取样线34与来自所述循环装置21的循环的气体连接，或通过取样线35与混合良好的炉气或其放空管道流体连通。所述循环的气氛气体的纯度通过对来自分析器32的信号作出响应而通过所述循环装置21进行变化，以达到在这些位置中的任何一个位置或者在多于一个位置处的合意浓度，这通过连续地在每个位置取样或通过提供多于一个的分析器32来实现。
在另一个实施方案中，所述气氛气体的纯度可在遍及所述热处理循环的范围内变化，以使得当温度低且不利的反应，例如渗氮反应，不可能发生时，使用相对不纯的气体，但是当温度和所述气体与待处理的物料之间的不利反应的风险更高时，所述气氛气体的纯度可以提高。
图4描述了接收不纯的、排出的气氛气体50的所述气体循环装置21的实施方案。该不纯的、排出的气体可以处于升高的温度，并且可以在冷却器51中被冷却。可以使用这种和任何形式的其它冷却器，例如液体冷却的、空气冷却的、冷冻剂冷却的，等等。所述冷却的、不纯的气氛气体可能含有冷凝的液体作为气溶胶和/或液体物流。这种液体在提供有除沫器53的入口缓冲器52中被分离，并易于冷凝液通过阀54移出。或者，所述沫分离器53、冷凝物移出54和气体缓冲器52可以在分开的设备中工作。所述冷凝液将含有一部分残余烃，该烃会另外作为挥发性有机化合物，一种形式的空气污染，被排放到大气中。
所述基本无液体的不纯气然后流入至少一个压缩机55，或多个串联的压缩机。所述压缩机选自已知类型的压缩机以符合想要的操作条件。所述压缩机可以具有一个或多个压缩和中间冷却级，并且它可以用任何方法驱动，例如电动机、空气发动机、水力发动机、燃烧发动机。向所述压缩机提供能量的特别能量有效的方法是通过来自一个或多个废气氛气体流的排出的气氛气体提供，如果它们可以燃烧的话，例如在氢气气体的情况下。这可以通过在往复式发动机或燃气轮机内直接燃烧来实现，或通过使用所述排出的气氛气体产生的蒸气的蒸汽轮机来间接实现。
所述不纯的气氛气体在升高的压力和温度下离开所述压缩机，并且必须在冷却器57中被冷却。因为所述气氛气体的总压升高了，可冷凝的蒸气的分压升高。这会导致存在的挥发性有机物和任何水蒸气的进一步冷凝。这些可以在提供有除沫器59和冷凝物移出阀60的气体缓冲器58中被分离。就像在所述压缩机的入口侧一样，这些功能可选择地可以在分开的设备中进行。然后将所述基本不含液体的不纯的气氛气体导入分离器61。在该实施方案中，所述分离器是至少一个PSA装置。备选的实施方案为某些具有特定杂质的气氛气体而存在，包括选择性渗透膜。此外，此类膜可以与PSA结合以实现混合分离。这些配置能扩展成复杂的分级分离法，其使用串联或并联的每一种类型的分离中的一种或多种，而提纯的气体在有或没有后续再次加压的中等压力下回收。
所述气体分离器61产生提纯的气氛气体流62和不纯的物流63。对于PSA分离器回收氢气、氦气或氮气的情况，所述提纯的产物物流处于几乎与所述压缩机排出压力一样高的升高的压力下。所述不纯的物流63则处于低压下。对于压力驱动的分离，例如PSA或选择性渗透膜，可以对物流63施加真空以分馏提高回收率、产物纯度或设备产出，或同时提高所有这些。可以向所述提纯的气氛气体流62提供缓冲罐64以使压力波动最小化。在使用PSA气体分离器的实施方案中这种构型是尤其合意的。此外，可以使用背压调节器65来在所述分离装置上施加恒定的背压条件。最后，所述提纯的气氛气体流66循环到图2中的储存容器22中。
可以使用适合于除去所述不纯的气氛气体中的杂质的任何PSA气体分离器。用来除去关键杂质的合适的PSA吸附剂的选择在本领域中是已知的。用于从氢气气体中除去杂质的合适的吸附剂的实例是二氧化硅凝胶和/或活化的氧化铝，以除去水蒸气和重质烃，如果存在的话。可以使用活性炭来除去烃和碳的氧化物。活性炭也可以用来除去氮气、氧气和一氧化碳，尽管硅铝酸盐沸石也是有效的。
所述循环的气氛气体62的分离效率和纯度是所述分离装置的函数。对于PSA装置，选择阀序列起作用的频率可以用来针对给定装置的尺寸和吸附剂特性改变产物的纯度。因此，当来自所述气体纯度分析器32的控制信号36表明所述纯度低于所述想要的目标值时，提高所述PSA循环操作的频率以提高纯度。这也导致了更大比例的废气氛气体，该废气氛气体然后或者排放，或者用作燃料气。如果所述循环的气体具有比所述目标值低的杂质，降低所述PSA循环的频率，提高所述杂质水平，但也提高被循环的气氛气体的比例。
在不使用气体纯度分析器的备选的实施方案中，所述PSA阀循环频率可以维持恒定。这会导致纯度随流向所述PSA的不纯的气氛气体的流量以及随所述不纯的气氛气体中的杂质水平而变化。或者，所述PSA阀循环频率可以随着所述不纯的气氛气体的流量而改变。该流量可以用流量计测量，或者，它可以被假定为与所述压缩机55的速度成比例。可以改变所述压缩机55的速度以维持与入口气体缓冲器以流体接触的压力基本恒定，该压力由压力传感器56测量。在该实施方案中，气体流经至少一个热处理炉10时的变化可以由所述压缩机速度的改变来补偿。在所述压缩机速度恒定的备选的实施方案中，只要背压阀14维持所述炉压基本恒定，所述流量会保持基本不变。这有利地降低了复杂性，但是导致了系统回收的气氛气体总量更小。所述压缩机还可以有利地在排放和吸入之间提供有旁路阀，该旁路阀提供再循环旁路以允许所述压缩机空转。这种结构允许处理比所述压缩机55容许的最小速度所提供的流量更低的流量。事实上，该旁路阀允许所述压缩机55在零净流量下连续地空转，易于迅速地返回至流动条件。
上面的流量控制方法可以与卸料阀的使用相结合。因此，在所述压缩机的最小速度下，通过启动抽气机或卸料阀卸料设备，可以实现排出气体流量的进一步调节。因此，这里设想的流量调节可以完全基于速度，或者可以基于容量控制，例如卸料阀或者抽气机节流。此外，这种调节可以是连续的，或者它可以是不连续的，这通过使用双速电机或通过使用所述压缩机55中提供的一套或多套卸料阀来实现。当使用不连续操作时，也可以使用相应的PSA阀循环时间的不连续变化以得到正确的循环气体的纯度，就像在所述变化基本连续的实施方案中一样。
在使用PSA的任何实施方案中，所述PSA吸附剂的性能将取决于不纯的气体原料气的温度。高温降低所述PSA中的吸附剂对杂质蒸气的容量，因此导致更低的循环气体纯度。更冷的温度导致更高的吸附容量，并且因此纯度在相同的阀循环频率下相应地提高。可以使用温度传感器67作为向所述PSA气体分离器61的控制输入。更高的温度对应于更高的阀切换频率，而更低的温度易于更低的频率和更高的气氛气体的回收率。阀频率的组合，所述阀频率与基于压缩机55的流量成比例并基于原料气温度67而调整，为所述PSA分离器61提供了简单的控制策略，该策略在希望的纯度水平下使回收率最大化，以补偿原料气流量和温度的变化。该实施方案希望降低与使用气体分析器32相比的成本，但是不希望的是：不能防止由于所述不纯的气氛气体原料中的杂质水平的波动而引起的循环气体的纯度波动，以致于二种实施方案在所有情况下都不是优选的。
本发明可用于循环在热处理工艺(例如冶金工艺或半导体工艺)中使用的气体中的组分。
应该注意的是，本文描述和叙述的示例性实施方案阐述了本发明优选的实施方案，并不意味着以任何方式将权利要求的范围限制在那里。
根据上面的教导，本发明的很多修改和变化是可能的。因此应该理解，在所附的权利要求的范围内，本发明可以以不同于本文具体描述的方式实践。

Claims (59)

1.用于循环热处理室所排放的排出的气氛气体的系统，其中所述热处理室使用保护性气氛气体，所述系统包括：
为接收所述排出的气氛气体而配置的气体循环装置，所述气体循环装置包括为了将所述排出的气氛气体分为提纯的气氛气体流和不纯的物流而配置的气体分离器，其中所述气体循环装置是为了将所述提纯的气氛气体流送入所述热处理室而配置的。
2.权利要求1的系统，还包括为接收来自所述气体循环装置的提纯的气氛气体流而配置的储存容器，并且所述存储容器是为了用所述提纯的气氛气体流向所述热处理室补充气氛气体供应而配置的。
3.权利要求2的系统，还包括：
在所述气氛气体供应和所述热处理室之间提供的初级压力调节器；和
在所述储存容器和所述热处理室之间提供的前压力调节器，
其中所述初级压力调节器的设定压力低于所述前压力调节器的设定压力。
4.权利要求3的系统，还包括在所述气氛气体供应和所述热处理室之间提供的节能阀，其中所述前压力调节器的设定压力低于所述节能阀的设定压力。
5.权利要求4的系统，其中所述前压力调节器的设定压力高于所述初级压力调节器的设定压力。
6.权利要求2的系统，其中所述气氛气体供应是具有液体存储部分和气体存储部分的低温储罐。
7.权利要求6的系统，其中所述低温储罐包括与其气体存储部分连接的安全减压阀。
8.权利要求7的系统，还包括：
与所述低温储罐的所述液体存储部分连接的第一供应路径，并且配置该第一供应路径以向所述热处理室供应气氛气体；和
与所述低温储罐的所述气体存储部分连接的第二供应路径，并且配置该第二供应路径以向所述热处理室供应气氛气体。
9.权利要求8的系统，其中所述第一供应路径包括初级压力调节器和初级蒸发器，和其中所述第二供应路径包括节能阀和补充加热器。
10.权利要求1的系统，还包括为检测向所述热处理室的气氛气体供应的供应纯度而配置的气体纯度分析器，所述气体纯度分析器是为检测所述排出的气氛气体的排放纯度而配置的，和所述气体纯度分析器是为检测来自所述气体循环装置的所述提纯的气氛气体流的循环纯度而配置的，其中配置所述气体纯度分析器以向所述气体循环装置发送信号以获得所述供应纯度、所述排放纯度和所述循环纯度中的一个或多个的想要的纯度水平。
11.权利要求1的系统，还包括为了从所述排出的气氛气体中除去冷凝液而配置的除沫器。
12.权利要求11的系统，还包括气体缓冲器，其中所述气体缓冲器包括所述除沫器。
13.权利要求1的系统，其中所述气体循环装置还包括一个或多个气体缓冲器。
14.权利要求13的系统，其中所述气体循环装置还包括与所述一个或多个气体缓冲器中的气体缓冲器的出口连接的压缩机，和与所述压缩机的出口连接的冷却装置。
15.权利要求14的系统，其中所述压缩机通过所述排出的气氛气体或所述不纯的物流的燃烧提供能量。
16.权利要求14的系统，其中所述气体循环装置还包括与所述压缩机串联提供的额外的压缩机。
17.权利要求13的系统，其中所述气体循环装置还包括在所述热处理室与所述一个或多个气体缓冲器之间提供的冷却器。
18.权利要求1的系统，其中所述气体分离器是选择性渗透膜。
19.权利要求1的系统，其中所述气体分离器是变压吸附装置。
20.权利要求1的系统，还包括在所述热处理室和所述气体分离器之间提供的冷却器。
21.权利要求1的系统，还包括：
为接收来自所述热处理室的排出的气氛气体而配置的油分离器；和
沿着气体排出导管提供的背压阀，所述背压阀在所述油分离器的下游提供，
其中所述气体循环装置是为在所述背压阀的上游和所述油分离器的下游位置接收所述排出的气体而配置的。
22.权利要求21的系统，其中所述油分离器是为接收来自至少一个额外的热处理室的排出的气氛气体而配置的。
23.权利要求1的系统，其中所述气体循环装置是为选择性地接收来自一个或多个额外的热处理室的排出的气氛气体而配置的，所述气体分离器是为将来自所述热处理室和/或所述一个或多个额外的热处理室的排出的气氛气体分为提纯的气氛气体流和不纯的物流而配置的，其中所述气体循环装置是为将所述提纯的气氛气体流选择性地送入所述热处理室和/或一个或多个额外的热处理室而配置的。
24.权利要求1的系统，还包括沿气体排出导管提供的背压阀。
25.权利要求24的系统，还包括：
沿着连接所述气体排出导管至所述气体循环装置的循环导管提供的驱动阀，
其中所述循环导管与位于所述背压阀的上游处的所述气体排出导管连接，和
其中所述驱动阀是为了选择性地允许来自所述热处理室的排出的气氛气体与所述气体循环装置之间的流体连通而配置的。
26.权利要求25的系统，其中所述驱动阀包括转向阀，其中所述转向阀是为使来自所述热处理室的所有排出的气氛气体选择性地转向以经过所述气体循环装置而配置的。
27.用于循环热处理室所排放的排出的气氛气体的方法，所述热处理室使用保护性气氛气体，所述方法包括：
接收由所述热处理室所排放的排出的气氛气体；
将所述排出的气氛气体分为提纯的气氛气体流和不纯的物流；和
将所述提纯的气氛气体流送入所述热处理室。
28.权利要求27的方法，还包括利用所述不纯的物流作为所述热处理室的燃料。
29.权利要求27的方法，还包括在储存容器内接收所述提纯的气氛气体流，和用所述提纯的气氛气体流向所述热处理室补充气氛气体供应。
30.权利要求29的方法，还包括：
在所述气氛气体供应与所述热处理室之间提供初级压力调节器；和
在所述储存容器与所述热处理室之间提供前压力调节器，
其中所述初级压力调节器的设定压力低于所述前压力调节器的设定压力。
31.权利要求30的方法，还包括在所述气氛气体供应与所述热处理室之间提供节能阀，其中所述前压力调节器的设定压力低于所述节能阀的设定压力。
32.权利要求31的方法，其中所述前压力调节器的设定压力高于所述初级压力调节器的设定压力。
33.权利要求29的方法，其中所述气氛气体供应是具有液体存储部分和气体存储部分的低温储罐。
34.权利要求33的方法，其中所述低温储罐包括与其气体存储部分连接的安全减压阀。
35.权利要求34的方法，还包括：
提供与所述低温储罐的液体存储部分连接的第一供应路径，并且配置该第一供应路径以向所述热处理室供应气氛气体；和
提供与所述低温储罐的气体存储部分连接的第二供应路径，并且配置该第二供应路径以向所述热处理室供应气氛气体。
36.权利要求35的方法，其中所述第一供应路径包括初级压力调节器和初级蒸发器，和其中所述第二供应路径包括节能阀和补充加热器。
37.权利要求27的方法，还包括提供为检测向所述热处理室的气氛气体供应的供应纯度而配置的气体纯度分析器，所述气体纯度分析器是为检测所述排出的气氛气体的排放纯度而配置的，和所述气体纯度分析器是为检测来自所述气体循环装置的所述提纯的气氛气体流的循环纯度而配置的，其中配置所述气体纯度分析器以向所述气体循环装置发送信号以获得所述供应纯度、所述排放纯度和所述循环纯度的一个或多个的想要的纯度水平。
38.权利要求27的方法，还包括使用除沫器从所述排出的气氛气体中除去冷凝液。
39.权利要求38的方法，还包括为所述排出的气氛气体提供气体缓冲器，其中所述气体缓冲器包括所述除沫器。
40.权利要求27的方法，还包括提供一个或多个气体缓冲器，其中所述气体缓冲器包括为促进冷凝液的除去而配置的除沫器。
41.权利要求40的方法，还包括提供与所述一个或多个气体缓冲器中的气体缓冲器的出口连接的压缩机，和与所述压缩机的出口连接的冷却装置。
42.权利要求41的方法，其中所述压缩机通过所述排出的气氛气体的燃烧提供能量。
43.权利要求41的方法，还包括提供与所述压缩机串联提供的额外的压缩机。
44.权利要求27的方法，还包括在所述分离步骤之前冷却所述排出的气氛气体。
45.权利要求27的方法，其中使用选择性渗透膜将所述排出的气氛气体分为提纯的气氛气体流和不纯的物流。
46.权利要求27的方法，其中使用变压吸附装置将所述排出的气氛气体分为提纯的气氛气体流和不纯的物流。
47.权利要求46的方法，其中用与所述排出的气氛气体的想要的流量成比例变化的阀循环频率对所述变压吸附装置进行操作。
48.权利要求27的方法，还包括：
提供为了接收来自所述热处理室的排出的气氛气体而配置的油分离器；和
提供沿气体排出导管提供的背压阀，所述背压阀在所述油分离器的下游提供。
49.权利要求48的方法，其中所述油分离器是为了接收来自至少一个额外的热处理室的排出的气氛气体而配置的。
50.权利要求27的方法，还包括：
选择性地接收来自一个或多个额外的热处理室的排出的气氛气体；
将来自所述热处理室和/或所述一个或多个额外的热处理室的所述排出的气氛气体分为提纯的气氛气体流和不纯的物流；和
将所述提纯的气氛气体流选择性地送入热处理室和/或一个或多个额外的热处理室。
51.权利要求27的方法，还包括沿着连接至所述热处理室的气体排出导管提供背压阀。
52.权利要求51的方法，还包括提供驱动阀，其中所述驱动阀为选择性地允许来自所述热处理室的排出的气氛气体与为实施所述分离步骤而配置的气体循环装置之间的流体连通而配置。
53.权利要求52的方法，其中所述驱动阀包括为使来自所述热处理室的所有排出的气氛气体选择性地转向以经过所述气体循环装置而配置的转向阀。
54.权利要求27的方法，其中使用气体分离器实施所述分离步骤，并且还包括不管向所述热处理室的气氛气体供应流量如何变化，在所述气体分离器入口处维持排出的气氛气体的想要的流量。
55.权利要求54的方法，其中所述维持步骤包括提供沿连接至所述热处理室的气体排出导管的背压阀，和提供所述气体分离器与位于沿所述背压阀的所述气体排出导管上游的气体排出导管之间的流体连通。
56.权利要求54的方法，其中所述维持步骤包括：
提供为了接收来自所述热处理室的所述排出的气氛气体而配置的气体缓冲器；
提供与所述气体缓冲器的出口连接的压缩机；和
改变所述压缩机的速度以维持所述气体缓冲器中的恒定的压力。
57.权利要求56的方法，其中所述压缩机提供有在其排放侧和吸入侧之间的旁通阀。
58.权利要求56的方法，其中所述维持步骤还包括向所述压缩机提供驱动阀卸料器，配置该驱动阀卸料器以调整气体穿过那里的流量以维持排出的气氛气体在所述气体分离器入口处的想要的流量。
59.权利要求27的方法，其中所述分离步骤使用气体分离器进行，并且进一步包括控制排出的气氛气体在所述气体分离器入口处的流量以控制所述提纯的气氛气体流的纯度和/或所述不纯的物流的纯度。
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