CN101956061A

CN101956061A - 钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺及其装置

Info

Publication number: CN101956061A
Application number: CN2010102372706A
Authority: CN
Inventors: 俞江; 杨旭锋
Original assignee: SUZHOU POLYON GAS EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: SUZHOU POLYON GAS EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: CN101956061B

Abstract

本发明涉及钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺及其装置，钟罩式光亮退火炉群的回流保护气经冷却冷凝器进行油和气的冷却冷凝，冷凝冷却后的保护气进入汽水分离器除去大部分的水和油，经过冷却除水除油后的保护气进入前级缓冲罐，保护气经过前级缓冲罐缓冲后通过罗茨鼓风机进行增压，增压后的保护气经过吸油器吸油和除氧器除氧，除氧器反应生成水放出热量，保护气再由冷却器冷却和冷凝器除水，冷却除水后的保护气进入汽水分离器分离掉水，保护气再进入吸附再生式干燥装置进行深度除水并去除杂质，纯气经后级缓冲罐减压稳压后供给钟罩式光亮退火炉群。实现将钟罩式光亮退火炉群的回流保护气进行回收净化，且再作为保护气进入退火炉循环利用。

Description

钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺及其装置

技术领域

本发明涉及钟罩式光亮退火炉，尤其涉及钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺及其装置。

背景技术

目前，钟罩式光亮退火炉用保护气主要为纯氢气或富氢气，并且尾气基本上直接燃烧掉或对大气排空，还有一部分厂家回收也仅仅是将一部分气当做燃烧气进行燃烧回收热量。这样不仅浪费了能量，并且很不安全。

钟罩式光亮退火炉，一般通入的保护气为氢气或者75％氢与25％氮气混合气(以下简称保护气)。要求退火的产品从进入罩式炉到成品出炉一般要24～72小时，除了刚开始装炉及退火结束出炉抽真空或者置换气体通氮气外，其他时间都通保护气，保护气的气量一般为12～20Nm³/h，这部分保护气实际在运行过程中实际损耗气只有5％左右，其余保护气直接燃烧掉或对大气排空。

因此，设计开发一种能够将浪费的大部分保护气进行回收利用的设备及工艺，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺及其装置，实现将保护气进行回收处理净化并且再作为保护气进入退火炉循环利用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，特点是：在钟罩式光亮退火炉群的回流保护气出气口端布置有冷却冷凝器，冷却冷凝器的出气口端设置有汽水分离器，汽水分离器的出气口端连接前级缓冲罐，前级缓冲罐的出气口端与罗茨鼓风机的进口相连，罗茨鼓风机的出口连接吸油器，吸油器的出气口端连接除氧器，除氧器的出气口端依次布置有冷却器和冷凝器，冷凝器的出气口端经过汽水分离器连接吸附再生式干燥装置，吸附再生式干燥装置的纯气出口端连通后级缓冲罐，后级缓冲罐接入至钟罩式光亮退火炉群，吸附再生式干燥装置的再生气排气口连接至冷却冷凝器的进气口端。

进一步地，上述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其中，在汽水分离器与前级缓冲罐之间的管路上设置有压力变送器，在吸附再生式干燥装置与后级缓冲罐之间的管路上设置有压力变送器；在汽水分离器与前级缓冲罐之间的管路上设置有安全放空管路，安全放空管路上安装有放空阀；在吸附再生式干燥装置与后级缓冲罐之间的管路上设置有置换排气管路，置换排气管路上安装有排气阀；在汽水分离器与前级缓冲罐之间的管路上设置有氢气补气管路，氢气补气管路上安装有控制阀；在吸附再生式干燥装置的纯气出口与前级缓冲罐的进气口之间设置有氢气回气管路，氢气回气管路上安装有压力调节阀；在吸附再生式干燥装置的纯气出口与前级缓冲罐的进气口之间设置有氢气稳压管路，氢气稳压管路上安装有回流调节阀；前级缓冲罐进气管路上的压力变送器通过PLC控制器分别与安全放空管路上的放空阀、氢气补气管路上的控制阀和氢气回气管路上的压力调节阀控制连接；后级缓冲罐进气管路上的压力变送器通过PLC控制器分别与置换排气管路上的排气阀和氢气稳压管路上的回流调节阀控制连接。

更进一步地，上述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其中，所述吸附再生式干燥装置的纯气出口端安装有氢气分析仪、微氧分析仪和露点仪。

更进一步地，上述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其中，所述罗茨鼓风机与变频器控制连接，所述冷却冷凝器为列管式冷却冷凝器或水喷淋冷却器。

本发明钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺，特点是：钟罩式光亮退火炉群的回流保护气经冷却冷凝器进行油和气的冷却冷凝，冷凝冷却后的保护气进入汽水分离器除去大部分的水和油，经过冷却除水除油后的保护气进入前级缓冲罐，保护气经过前级缓冲罐缓冲后通过罗茨鼓风机进行增压，增压后的保护气经过吸油器吸油和除氧器除氧，除氧器反应生成水放出热量，进而保护气再由冷却器冷却和冷凝器除水，冷却除水后的保护气进入汽水分离器分离掉水，最后，保护气再进入吸附再生式干燥装置进行深度除水并去除杂质，纯气经后级缓冲罐减压稳压后供给钟罩式光亮退火炉群。

再进一步地，上述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺，其中，所述罗茨鼓风机将保护气增压到10～50Kpa，保护气的温度上升20～80℃。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明设计新颖，实现将钟罩式光亮退火炉群的回流保护气进行回收处理净化，并且再作为保护气进入退火炉循环利用。从而，避免了保护气直接燃烧掉或对大气排空，大大节省了能源，适应节能减排发展方向，经济效益和社会效应显著，堪称是具有新颖性、创造性、实用性的好技术。

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：本发明的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

如图1所示，钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，在钟罩式光亮退火炉群E1的回流保护气出气口端布置有冷却冷凝器E2，钟罩式光亮退火炉群E1与冷却冷凝器E2之间安装有进气阀V1，冷却冷凝器E2的出气口端设置有汽水分离器E3，汽水分离器E3的出气口端连接前级缓冲罐E4，前级缓冲罐E4的出气口端与罗茨鼓风机E5的进口相连，罗茨鼓风机E5与变频器控制连接，通过变频器控制罗茨鼓风机E5的转速，前级缓冲罐E4与罗茨鼓风机E5之间安装有阀门V2，罗茨鼓风机E5的出口连接吸油器E6，罗茨鼓风机E5与吸油器E6之间安装有阀门V3，吸油器E6的出气口端连接除氧器E7，除氧器E7的出气口端依次布置有冷却器E8和冷凝器E9，冷凝器E9的出气口端经过汽水分离器E10连接吸附再生式干燥装置E11，吸附再生式干燥装置E11的纯气出口端连通后级缓冲罐E12，后级缓冲罐E12接入至钟罩式光亮退火炉群E1，吸附再生式干燥装置E11的再生气排气口连接至冷却冷凝器E1的进气口端。

在汽水分离器E3与前级缓冲罐E4之间的管路上设置有压力变送器P1，在吸附再生式干燥装置E11与后级缓冲罐E12之间的管路上设置有压力变送器P2；在汽水分离器E3与前级缓冲罐E4之间的管路上设置有安全放空管路B，安全放空管路B上安装有放空阀V14；在吸附再生式干燥装置E11与后级缓冲罐E12之间的管路上设置有置换排气管路D，置换排气管路D上安装有排气阀V15；在汽水分离器E3与前级缓冲罐E4之间的管路上设置有氢气补气管路C，氢气补气管路C上安装有控制阀V9和控制阀V10；在吸附再生式干燥装置E11的纯气出口与前级缓冲罐E4的进气口之间设置有氢气送气管路G，氢气送气管路G上安装有压力调节阀V5和压力调节阀V6；在吸附再生式干燥装置额E11的纯气出口与前级缓冲罐E4的进气口之间设置有氢气稳压管路H，氢气稳压管路H上安装有回流调节阀V7和回流调节阀V8；压力变送器P1通过PLC控制器分别与安全放空管路上的放空阀V14、氢气补气管路上的控制阀V9、控制阀V10和氢气送气管路上的压力调节阀V5、压力调节阀V6控制连接；压力变送器P2通过PLC控制器分别与置换排气管路上的排气阀V15和氢气稳压管路上的回流调节阀V7、回流调节阀V8控制连接。另外，吸附再生式干燥装置E11的纯气出口端安装有氢气分析仪A1、微氧分析仪A2和露点仪A3，冷却冷凝器E2为列管式冷却冷凝器或水喷淋冷却器。

运用上述装置对钟罩式光亮退火炉保护气进行回收循环利用时，钟罩式光亮退火炉群E1的回流保护气(回流保护气压力2～5Kpa)经冷却冷凝器E2进行油和气的冷却冷凝，冷凝冷却后的保护气进入汽水分离器E3除去大部分的水和油，经过冷却除水除油后的保护气进入前级缓冲罐E4，保护气经过前级缓冲罐E4缓冲后通过罗茨鼓风机E5进行增压，罗茨鼓风机E5将保护气增压到10～50Kpa，保护气的温度上升20～80℃，增压后的保护气经过吸油器E6吸油和除氧器E7除氧，除氧器E7反应生成水放出热量，进而保护气再由冷却器E8冷却和冷凝器E9除水，冷却除水后的保护气进入汽水分离器E10分离掉水，最后，保护气再进入吸附再生式干燥装置E11进行深度除水并去除杂质，纯气经后级缓冲罐E12减压稳压后供给钟罩式光亮退火炉群E1，吸附再生式干燥装置E11的再生气排气口连接至冷却冷凝器E2的进气口端。

A管路为钟罩式光亮退火炉群E1的回流保护气出气端，回流保护气中含油水等杂质。B管路为保护气安全放空端，控制系统安全，保证系统正常运行，系统出现钟罩式光亮退火炉群E1的回流保护气压力超高自动放空。C管路为氢气补气端，系统出现钟罩式光亮退火炉群E1的回流保护气压力低或者系统氢含量低时自动补充氢气，保证系统的工作稳定。D管路为置换排气端，氢含量低时自动排气置换不合格气，等达到工艺要求自动停止排气。E管路为钟罩式光亮退火炉群E1的供气端，供给纯气进入钟罩式光亮退火炉群E1。F管路为吸附再生式干燥装置E11的再生气排气端，再生排放气体回流到系统前部，自动回收。G管路为罗茨风机前抽真空回流端，当罗茨风机E5前出现进气不畅导致前级缓冲罐E4压力超低时，自动打开压力调节阀V5和压力调节阀V6向前级缓冲罐E4补气，防止出现低压危险。H管路为供气系统恒流管路，由于钟罩式光亮退火炉群E1由多个炉台组成，各个炉台在运行中流量有变化，导致A管路进口流量忽然变化时需要流量、压力调整，调整回流调节阀V7和回流调节阀V8，保证系统供气压力稳定。

压力变送器P1控制罗茨风机E5前面压力，分为：超高报警排空压力，控制放空阀V14打开放空；补气高压力，控制控制阀V9/控制阀V10补气停止；补气低压力，控制控制阀V9/控制阀V10开启补气；超低报警压力，控制调节阀V5/压力调节阀V6开启回流保护气；极限低报警压力，控制系统自动停机五种压力设定。

压力变送器P2控制罗茨风机后纯化装置后压力，分为：设定工作压力，PID自动调节罗茨风机E5转速来调节流量；恒压回流压力，自动控制调节阀V7，保证纯气压力稳定；纯气超高压力，控制排气阀V15自动排放。

氢气分析仪A1显示系统氢气含量，如果低于产品需求氢含量，控制排气阀V15排放，补充纯气置换系统中的不合格气体，等到达到指标后自动关闭排气阀V15。

微氧分析仪A2，检测成品气氧含量，当氧含量超高时报警并自动关闭系统，防止系统出现危险情况。

露点仪A3，检测成品气中的水含量，出现水含量高报警，提醒操作人员操作解决问题。

整个系统全自动运行，对应炉台个数可调，钟罩式退火炉随便运行几台都自动适应，大大节省了人力物力，整个系统的氢气回收达到80％以上，按照一个中型加工企业十台罩式炉每个每小时耗气15立方，那么一年的节省用气量10*365*24*15*0.8＝1051200立方，按照氢气价格4元/立方可节省四佰多万，按照富氢气价格2.5元/立方可节省两佰六十多万，经济效益显著。实现将钟罩式光亮退火炉群的回流保护气进行回收处理净化，并且再作为保护气进入退火炉循环利用，值得在业内广泛推广应用。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其特征在于：在钟罩式光亮退火炉群的回流保护气出气口端布置有冷却冷凝器，冷却冷凝器的出气口端设置有汽水分离器，汽水分离器的出气口端连接前级缓冲罐，前级缓冲罐的出气口端与罗茨鼓风机的进口相连，罗茨鼓风机的出口连接吸油器，吸油器的出气口端连接除氧器，除氧器的出气口端依次布置有冷却器和冷凝器，冷凝器的出气口端经过汽水分离器连接吸附再生式干燥装置，吸附再生式干燥装置的纯气出口端连通后级缓冲罐，后级缓冲罐接入至钟罩式光亮退火炉群，吸附再生式干燥装置的再生气排气口连接至冷却冷凝器的进气口端。

2.根据权利要求1所述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其特征在于：在汽水分离器与前级缓冲罐之间的管路上设置有压力变送器，在吸附再生式干燥装置与后级缓冲罐之间的管路上设置有压力变送器；在汽水分离器与前级缓冲罐之间的管路上设置有安全放空管路，安全放空管路上安装有放空阀；在吸附再生式干燥装置与后级缓冲罐之间的管路上设置有置换排气管路，置换排气管路上安装有排气阀；在汽水分离器与前级缓冲罐之间的管路上设置有氢气补气管路，氢气补气管路上安装有控制阀；在吸附再生式干燥装置的纯气出口与前级缓冲罐的进气口之间设置有氢气回气管路，氢气回气管路上安装有压力调节阀；在吸附再生式干燥装置的纯气出口与前级缓冲罐的进气口之间设置有氢气稳压管路，氢气稳压管路上安装有回流调节阀；前级缓冲罐进气管路上的压力变送器通过PLC控制器分别与安全放空管路上的放空阀、氢气补气管路上的控制阀和氢气回气管路上的压力调节阀控制连接；后级缓冲罐进气管路上的压力变送器通过PLC控制器分别与置换排气管路上的排气阀和氢气稳压管路上的回流调节阀控制连接。

3.根据权利要求1所述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其特征在于：所述吸附再生式干燥装置的纯气出口端安装有氢气分析仪、微氧分析仪和露点仪。

4.根据权利要求1所述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其特征在于：所述罗茨鼓风机与变频器控制连接。

5.根据权利要求1所述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用装置，其特征在于：所述冷却冷凝器为列管式冷却冷凝器或水喷淋冷却器。

6.钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺，其特征在于：钟罩式光亮退火炉群的回流保护气经冷却冷凝器进行油和气的冷却冷凝，冷凝冷却后的保护气进入汽水分离器除去大部分的水和油，经过冷却除水除油后的保护气进入前级缓冲罐，保护气经过前级缓冲罐缓冲后通过罗茨鼓风机进行增压，增压后的保护气经过吸油器吸油和除氧器除氧，除氧器反应生成水放出热量，进而保护气再由冷却器冷却和冷凝器除水，冷却除水后的保护气进入汽水分离器分离掉水，最后，保护气再进入吸附再生式干燥装置进行深度除水并去除杂质，纯气经后级缓冲罐减压稳压后供给钟罩式光亮退火炉群。

7.根据权利要求6所述的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环利用工艺，其特征在于：所述罗茨鼓风机将保护气增压到10～50Kpa，保护气的温度上升20～80℃。