CN110314482B - 一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统及其油气回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，包括热处理炉，热处理炉的出口连接有油气收集换热器，油气收集换热器通过管路连接有预冷器，预冷器连接有深度冷却器，深度冷却器的下部侧壁上设置有油气入口，油气入口通过管路与预冷器的一出口连接，深度冷却器的上部侧壁上设置有油气出口，油气出口通过管路与预冷器的另一进口连接，预冷器的另一出口通过管路连接有风机，风机的出风口通过管路与热处理炉的进风口连接，深度冷却器的侧壁上设置有进氮接口，进氮接口通过管路连接有供氮设备。该发明的技术效果为不影响业主的生产工艺，充分考虑油气回收与资源化利用，减少生产电能消耗和油气回收充分。
Description
技术领域
本发明涉及油气回收系统及方法技术领域，具体为一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统及其油气回收方法。
背景技术
根据对业主生产现场调查，目前已经有完整的气体收集设施，铝箔加工的油气回收达90％左右。每年加工铝箔7.9万吨，铝箔上残留有4-5.5kg/吨轧制油，残留在铝箔表面，随铝箔一起进入了热处理炉，被高温气化后排入了大气中，该部分约350吨/年左右。企业有热处理炉80台，按此数据推算，每年每炉有4.375吨左右轧制油被高温气化后排入大气中。
如在现有油气回收的基础上，对热处理炉气化的油进一步的收集，每年可以回收350吨左右的油，由于只经过了220℃的高温热处理，油只是经过了氮气体保护下的物理蒸发过程，因此该部分回收的油品完全有可能作为轧制油继续使用，如果多次重复的蒸发冷凝后，造成油品的物性改变，不能适应于轧制油使用，由于轧制油是由C12-C15等烷烃组成，其成分类似煤油，因此完全可以将收集的油当作燃料油资源化使用。
通过现场调查，目前铝箔加工的热处理工序普遍具有高能耗的特点，中基复合材料有限公司采用对热处理炉补入换热空气维持微正压的处理方式，折合每吨铝箔处理需要耗电250kwh已经是国内最好的技术经济指标，同行业如采用负压热处理方式，能耗指标估计大于300kwh/吨铝。无论是正压热处理还是负压热处理，都是通过引入空气将热处理炉内高温气化的油气排出炉内，必将有新的冷空气进入，要维持炉内温度则必须消耗电力持续将引入的冷空气加热至保温温度，尽管正压热处理工艺可以通过排出的热空气对进入的冷空气进行热交换预热，节省部分电力消耗，但气体换热技术的局限使新冷空气与炉内温度存在较大的温差，现场测得平均值为80℃，该部分温差需要消耗大量的电力来弥补。
因此，需要设计一种不影响业主的生产工艺，充分考虑油气回收与资源化利用，减少生产电能消耗和油气回收充分的供一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统及其油气回收方法非常必要。
发明内容
发明的目的在于提供一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统及其油气回收方法，以实现上述背景技术中提出的技术效果。
为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，包括热处理炉，所述热处理炉的出口连接有油气收集换热器，所述油气收集换热器包括换热器管体，所述换热器管体的两个圆面之间固定有若干个均匀排列的细铜管，所述换热器管体的一端螺纹固定有第一端套，所述换热器管体的另一端螺纹固定有第二端套，所述第一端套的圆面上设置有进气接头，所述进气接头通过管路与所述热处理炉的出口连接，所述第二端套的曲面上设置有出气接头，所述出气接头通过管路连接有预冷器，所述预冷器连接有深度冷却器，所述深度冷却器的下部侧壁上设置有油气入口，所述油气入口通过管路与所述预冷器的一出口连接，所述深度冷却器的上部侧壁上设置有油气出口，所述油气出口通过管路与所述预冷器的另一进口连接，所述预冷器的另一出口通过管路连接有风机，所述风机的出风口通过管路与所述热处理炉的进风口连接，所述深度冷却器的侧壁上沿竖直方向设置有若干个进氮接口，所述进氮接口通过管路连接有供氮设备。
优选的，所述换热器管体的两端分别设置有外螺纹接口，所述第一端套与所述第二端套上均设置有与所述外螺纹接口螺纹固定连接的内螺纹接口。
优选的，所述第二端套的圆面上设置有排油接头，所述排油接头通过管路及开关阀连接有第一集油罐。
优选的，所述换热器管体的侧壁上设置有进水接头与出水接头。
优选的，所述进水接头通过管路及循环水泵连接有储水箱。
优选的，所述出水接头通过管路与所述储水箱进口连接。
优选的，所述预冷器通过管路及开关阀连接有第二集油罐。
优选的，所述深度冷却器的下部侧壁上通过管路及开关阀连接有第三集油罐。
优选的，所述深度冷却器的上表面固定连接有放空管。
一种铝箔生产用热处理炉油气回收方法，具体包括以下步骤：
步骤一：对热处理炉排放口油气分组收集，通过管路将各个热处理炉排放口油气集中处理，将收集的油气采用油气收集换热器冷却至50℃以下，使部分油气冷凝，冷凝液通过第一集油罐收集；
步骤二：经过油气收集换热器冷却后的油气进入预冷器，其中的预冷器内用-20℃的冷却气体将油气冷却至20℃以下，使油气中的油气进一步冷凝后，通过第二集油罐收集；
步骤三：将预冷后的油气导入深度冷却器，深度冷却器自带温度传感器自动感知油气的油气入口与油气出口温度，通过PLC控制器控制供氮设备工作往深度冷却器中喷入液氮，液氮迅速气化在深度冷却器的填料混合器中与油气混合，使温度降至0℃以下直至-20℃，使油气中油气及不饱和水蒸汽因温度急降而饱和冷凝析出，通过第三集油罐将冷凝液收集；
步骤四：通过深度冷却器深冷至-20℃的脱除油气与水的干燥达标油气再次进入预冷器，对油气进行预冷后，升温至10℃左右；
步骤五：将升温至8～12℃的富含氮气气体与热处理炉排出的油气换热，预热至50℃以上，替代原来的新鲜空气经风机送入热处理炉中。
与现有技术相比，发明的有益效果是：
1、该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，通过设置油气收集换热器及相应的第一集油罐利用冷水进行冷却，实现对油气中油的一级冷却回收，通过设置预冷器及第二集油罐利用冷空气进行冷却，实现对油气中油的二级冷却回收，通过设置深度冷却器及第三集油罐，利用液氮进行冷却实现对油气中油的三级冷却回收，实现对油气中的油充分的回收，并且其中的冷却方式能够减少生产电能消耗。
2、该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，油气收集换热器包括换热器管体，换热器管体的两个圆面之间固定有若干个均匀排列的细铜管，换热器管体的一端螺纹固定有第一端套，换热器管体的另一端螺纹固定有第二端套，第一端套的圆面上设置有进气接头，进气接头通过管路与热处理炉的出口连接，第二端套的曲面上设置有出气接头，并且换热器管体的侧壁上设置有进水接头与出水接头，进水接头通过管路及循环水泵连接有储水箱，出水接头通过管路与储水箱进口连接，其中的从储水箱输送来的冷水进入换热器管体中，油气进入细铜管中与处于细铜管外的冷水发生热交换进行冷却，其中许多细铜管的设置可以提高热交换的面积，提高一级冷却集油的效果，其中的换热后的水以及在储水箱中的冷水在循环水泵的作用下实现循环往复冷却降温，节约能量。
3、该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其中的预冷器连接有深度冷却器，深度冷却器的下部侧壁上设置有油气入口，油气入口通过管路与预冷器的一出口连接，深度冷却器的上部侧壁上设置有油气出口，油气出口通过管路与预冷器的另一进口连接，并且深度冷却器的侧壁上沿竖直方向设置有若干个进氮接口，进氮接口通过管路连接有供氮设备，利用液氮进行上下层的全面降温，并且将冷却温度降低的更多，提高对油气中的油的充分回收，并且节约电能。
4、该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，通过在深度冷却器的上部侧壁上设置有油气出口，油气出口通过管路与预冷器的另一进口连接，预冷器的另一出口通过管路连接有风机，风机的出风口通过管路与热处理炉的进风口连接，将处理后的油气进行循环利用，不影响业主的生产工艺，充分考虑油气回收与资源化利用。
附图说明
图1为一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统的连接示意图；
图2为一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统的油气收集换热器结构示意图；
图3为一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统的油气收集换热器的内部结构示意图。
图中：1-热处理炉；2-油气收集换热器；21-换热器管体；22-第一端套；23-第二端套；24-出气接头；25-进气接头；26-排油接头；27-进水接头；28-出水接头；29-外螺纹接口；210-细铜管；3-预冷器；4-深度冷却器；5-开关阀；6-第一集油罐；7-第二集油罐；8-第三集油罐；9-油气入口；10-油气出口；11-放空管；12-供氮设备；13-进氮接口；14-风机；15-储水箱；16-循环水泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，发明提供一种技术方案：一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，包括热处理炉1，所述热处理炉1的出口连接有油气收集换热器2，所述油气收集换热器2包括换热器管体21，所述换热器管体21的两个圆面之间固定有若干个均匀排列的细铜管210，所述换热器管体21的一端螺纹固定有第一端套22，所述换热器管体21的另一端螺纹固定有第二端套23，所述第一端套22的圆面上设置有进气接头25，所述进气接头25通过管路与所述热处理炉1的出口连接，所述第二端套23的曲面上设置有出气接头24，所述出气接头24通过管路连接有预冷器3，所述预冷器3连接有深度冷却器4，所述深度冷却器4的下部侧壁上设置有油气入口9，所述油气入口9通过管路与所述预冷器3的一出口连接，所述深度冷却器4的上部侧壁上设置有油气出口10，所述油气出口10通过管路与所述预冷器3的另一进口连接，所述预冷器3的另一出口通过管路连接有风机14，所述风机14的出风口通过管路与所述热处理炉1的进风口连接，所述深度冷却器4的侧壁上沿竖直方向设置有若干个进氮接口13，所述进氮接口13通过管路连接有供氮设备12。
本实施例中，所述换热器管体21的两端分别设置有外螺纹接口29，所述第一端套22与所述第二端套23上均设置有与所述外螺纹接口29螺纹固定连接的内螺纹接口。
本实施例中，所述第二端套23的圆面上设置有排油接头26，所述排油接头26通过管路及开关阀5连接有第一集油罐6。
本实施例中，所述换热器管体21的侧壁上设置有进水接头27与出水接头28。
本实施例中，所述进水接头27通过管路及循环水泵16连接有储水箱15。
本实施例中，所述出水接头28通过管路与所述储水箱15进口连接。
本实施例中，所述预冷器3通过管路及开关阀5连接有第二集油罐7。
本实施例中，所述深度冷却器4的下部侧壁上通过管路及开关阀5连接有第三集油罐8。
本实施例中，所述深度冷却器4的上表面固定连接有放空管11。
一种铝箔生产用热处理炉油气回收方法，具体包括以下步骤：
步骤一：对热处理炉1排放口油气分组收集，通过管路将各个热处理炉1排放口油气集中处理，将收集的油气采用油气收集换热器2冷却至50℃以下，使部分油气冷凝，冷凝液通过第一集油罐6收集；
步骤二：经过油气收集换热器2冷却后的油气进入预冷器3，其中的预冷器3内用-20℃的冷却气体将油气冷却至20℃以下，使油气中的油气进一步冷凝后，通过第二集油罐7收集；
步骤三：将预冷后的油气导入深度冷却器4，深度冷却器4自带温度传感器自动感知油气的油气入口9与油气出口10温度，通过PLC控制器控制供氮设备12工作往深度冷却器4中喷入液氮，液氮迅速气化在深度冷却器4的填料混合器中与油气混合，使温度降至0℃以下直至-20℃，使油气中油气及不饱和水蒸汽因温度急降而饱和冷凝析出，通过第三集油罐8将冷凝液收集；
步骤四：通过深度冷却器4深冷至-20℃的脱除油气与水的干燥达标油气再次进入预冷器3，对油气进行预冷后，升温至10℃左右；
步骤五：将升温至8～12℃的富含氮气气体与热处理炉1排出的油气换热，预热至50℃以上，替代原来的新鲜空气经风机14送入热处理炉1中。
工作原理：该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，通过设置油气收集换热器2及相应的第一集油罐6利用冷水进行冷却，实现对油气中油的一级冷却回收，通过设置预冷器3及第二集油罐7利用冷空气进行冷却，实现对油气中油的二级冷却回收，通过设置深度冷却器4及第三集油罐8，利用液氮进行冷却实现对油气中油的三级冷却回收，实现对油气中的油充分的回收，并且其中的冷却方式能够减少生产电能消耗。该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，油气收集换热器2包括换热器管体21，换热器管体21的两个圆面之间固定有若干个均匀排列的细铜管210，换热器管体21的一端螺纹固定有第一端套22，换热器管体21的另一端螺纹固定有第二端套23，第一端套22的圆面上设置有进气接头25，进气接头25通过管路与热处理炉1的出口连接，第二端套23的曲面上设置有出气接头24，并且换热器管体21的侧壁上设置有进水接头27与出水接头28，进水接头27通过管路及循环水泵16连接有储水箱15，出水接头28通过管路与储水箱15进口连接，其中的从储水箱15输送来的冷水进入换热器管体21中，油气进入细铜管210中与处于细铜管210外的冷水发生热交换进行冷却，其中许多细铜管210的设置可以提高热交换的面积，提高一级冷却集油的效果，其中的换热后的水以及在储水箱15中的冷水在循环水泵16的作用下实现循环往复冷却降温，节约能量。该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其中的预冷器3连接有深度冷却器4，深度冷却器4的下部侧壁上设置有油气入口9，油气入口9通过管路与预冷器3的一出口连接，深度冷却器4的上部侧壁上设置有油气出口10，油气出口10通过管路与预冷器3的另一进口连接，并且深度冷却器4的侧壁上沿竖直方向设置有若干个进氮接口13，进氮接口13通过管路连接有供氮设备12，利用液氮进行上下层的全面降温，并且将冷却温度降低的更多，提高对油气中的油的充分回收，并且节约电能。该铝箔生产用热处理炉油气回收系统，通过在深度冷却器4的上部侧壁上设置有油气出口10，油气出口10通过管路与预冷器3的另一进口连接，预冷器3的另一出口通过管路连接有风机14，风机14的出风口通过管路与热处理炉1的进风口连接，将处理后的油气进行循环利用，不影响业主的生产工艺，充分考虑油气回收与资源化利用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其特征在于：包括热处理炉（1），所述热处理炉（1）的出口连接有油气收集换热器（2），所述油气收集换热器（2）包括换热器管体（21），所述换热器管体（21）的两个圆面之间固定有若干个均匀排列的细铜管（210），所述换热器管体（21）的一端螺纹固定有第一端套（22），所述换热器管体（21）的另一端螺纹固定有第二端套（23），所述第一端套（22）的圆面上设置有进气接头（25），所述进气接头（25）通过管路与所述热处理炉（1）的出口连接，所述第二端套（23）的曲面上设置有出气接头（24），所述出气接头（24）通过管路连接有预冷器（3），所述预冷器（3）连接有深度冷却器（4），所述深度冷却器（4）的下部侧壁上设置有油气入口（9），所述油气入口（9）通过管路与所述预冷器（3）的一出口连接，所述深度冷却器（4）的上部侧壁上设置有油气出口（10），所述油气出口（10）通过管路与所述预冷器（3）的另一进口连接，所述预冷器（3）的另一出口通过管路连接有风机（14），所述风机（14）的出风口通过管路与所述热处理炉（1）的进风口连接，所述深度冷却器（4）的侧壁上沿竖直方向设置有若干个进氮接口（13），所述进氮接口（13）通过管路连接有供氮设备（12）；
所述换热器管体（21）的两端分别设置有外螺纹接口（29），所述第一端套（22）与所述第二端套（23）上均设置有与所述外螺纹接口（29）螺纹固定连接的内螺纹接口；
所述第二端套（23）的圆面上设置有排油接头（26），所述排油接头（26）通过管路及开关阀（5）连接有第一集油罐（6）。
2.如权利要求1所述的一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其特征在于：所述换热器管体（21）的侧壁上设置有进水接头（27）与出水接头（28）。
3.如权利要求2所述的一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其特征在于：所述进水接头（27）通过管路及循环水泵（16）连接有储水箱（15）。
4.如权利要求3所述的一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其特征在于：所述出水接头（28）通过管路与所述储水箱（15）进口连接。
5.如权利要求1所述的一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其特征在于：所述预冷器（3）通过管路及开关阀（5）连接有第二集油罐（7）。
6.如权利要求1所述的一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其特征在于：所述深度冷却器（4）的下部侧壁上通过管路及开关阀（5）连接有第三集油罐（8）。
7.如权利要求1所述的一种铝箔生产用热处理炉油气回收系统，其特征在于：所述深度冷却器（4）的上表面固定连接有放空管（11）。
8.一种铝箔生产用热处理炉油气回收方法，其特征在于：利用上述权利要求1-7中的任意一项实现铝箔生产用热处理炉油气回收方法，具体包括以下步骤：
步骤一：对热处理炉（1）排放口油气分组收集，通过管路将各个热处理炉（1）排放口油气集中处理，将收集的油气采用油气收集换热器（2）冷却至50℃以下，使部分油气冷凝，冷凝液通过第一集油罐（6）收集；
步骤二：经过油气收集换热器（2）冷却后的油气进入预冷器（3），其中的预冷器（3）内用-20℃的冷却气体将油气冷却至20℃以下，使油气中的油气进一步冷凝后，通过第二集油罐（7）收集；
步骤三：将预冷后的油气导入深度冷却器（4），深度冷却器（4）自带温度传感器自动感知油气的油气入口（9）与油气出口（10）温度，通过PLC控制器控制供氮设备（12）工作往深度冷却器（4）中喷入液氮，液氮迅速气化在深度冷却器（4）的填料混合器中与油气混合，使温度降至0℃以下直至-20℃，使油气中油气及不饱和水蒸气因温度急降而饱和冷凝析出，通过第三集油罐（8）将冷凝液收集；
步骤四：通过深度冷却器（4）深冷至-20℃的脱除油气与水的干燥达标油气再次进入预冷器（3），对油气进行预冷后，升温至10℃左右；
步骤五：将升温至8~12℃的富含氮气气体与热处理炉（1）排出的油气换热，预热至50℃以上，替代原来的新鲜空气经风机（14）送入热处理炉（1）中。
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2019
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