CN114471072A - 连续热镀锌退火炉氢气回收装置 - Google Patents

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CN114471072A CN202210275880.8A CN202210275880A CN114471072A CN 114471072 A CN114471072 A CN 114471072A CN 202210275880 A CN202210275880 A CN 202210275880A CN 114471072 A CN114471072 A CN 114471072A
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Abstract

本发明公开了一种连续热镀锌退火炉氢气回收装置，涉及氢气回收装置技术领域。其中，该连续热镀锌退火炉氢气回收装置，包括：连续热镀锌退火炉；尾气排放口，设置于连续热镀锌退火炉一侧；多级冷却装置，通过第一管道与尾气排放口相连通；除尘过滤器，通过第二管道与多级冷却装置的出口相连通；除油过滤器，通过第三管道与除尘过滤器的出口相连通；脱离装置，通过第四管道与除油装置相连通，用于完全脱离氧气和水分。本发明，解决现有技术中，连续热镀锌退火炉尾气中混入了不超过2％体积的杂质成分：杂质主要是灰尘、油污、氧气、水、氮气，这些杂质无法进行有效的去除，导致氢气无法进行回收，进而造成浪费和容易发生危险的问题。

Description

连续热镀锌退火炉氢气回收装置
技术领域
本发明涉及氢气回收装置技术领域，尤其是一种连续热镀锌退火炉氢气回收装置。
背景技术
热处理炉分为退火炉、淬火炉、回火炉、正火炉、调质炉，主要用于大型碳钢、合金钢零件的退火；表面淬火件回火；焊件消除应力退火、时效等热处理工艺。加热方式有电加热、燃油、燃气、燃煤、热风循环，退火炉是一种新型换热设备，经过退火炉换热后的气体含有大量的氢气气体，直接排放浪费资源，而且氢气是易燃易爆气体，氢气与空气的混合物超过一定的范围后会产生爆炸，为工厂的生产安全带来严重的隐患。
现有技术中，连续热镀锌退火炉尾气中混入了不超过2％体积的杂质成分：杂质主要是灰尘、油污、氧气、水、氮气，这些杂质无法进行有效的去除，导致氢气无法进行回收，进而造成浪费和容易发生危险的问题。针对上述出现的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
发明目的：提供一种连续热镀锌退火炉氢气回收装置，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：一种连续热镀锌退火炉氢气回收装置，包括：连续热镀锌退火炉；尾气排放口，设置于所述连续热镀锌退火炉一侧；多级冷却装置，通过第一管道与所述尾气排放口相连通；除尘过滤器，通过第二管道与所述多级冷却装置的出口相连通；除油过滤器，通过第三管道与所述除尘过滤器的出口相连通；脱离装置，通过第四管道与所述除油装置相连通，用于完全脱离氧气和水分；氢氮配气装置，通过第五管道与所述脱离装置相连通；及氢气供给口，设置于所述连续热镀锌退火炉远离所述尾气排放口一侧；通过回收所述尾气排放口排放的杂质气体，并分别通过所述多级冷却装置、所述除尘过滤器、所述除油过滤器、所述脱离装置和所述氢氮配气装置对杂质气体进行净化，以获得可供连续热镀锌退火炉循环使用的氢气。
作为优选，所述连续热镀锌退火炉两侧分别对称设置有钢带入口和钢带出口。
作为优选，所述钢带入口处分别设置有循环进水口、循环出水口和氮气口，所述循环进水口和所述循环出水口设置于一侧，另一侧设置有氮气口。
作为优选，所述多级冷却装置包括：用于冷却尾气的高温冷却器，所述高温冷却器的出口与前工艺罐的入口相连，所述前工艺罐与第一冷却器相连，所述第一冷却器与冷凝器相连，所述第一冷却器和所述冷凝器用于进一步降温脱水。
作为优选，所述冷凝器与所述除尘过滤器之间设置有汽水分离器，用于汽水分离。
作为优选，所述除油过滤器与所述脱离装置之间设置有罗茨风机，用于增压。
作为优选，所述脱离装置包括：与所述罗茨风机的出口相连的换热器，所述换热器与除氧器相连，所述除氧器与第二冷却器相连，所述第二冷却器与干燥器相连，用于再次脱离尾气中的氧气和水分，所述第二冷却器与冷水机组相连。
作为优选，所述氢氮配气装置上分别设置有氮气补气口和氢气补气口，通过对尾气的纯度进行检测，并分别通过所述氮气补气口和所述氢气补气口重新配气，以获得可使用的氢气。
作为优选，所述氢氮配气装置与所述氢气供给口之间设置有后工艺罐，用于混合缓冲气体。
作为优选，所述除油过滤器数量为两个，两个所述除油过滤器交替运行。
有益效果：在本申请实施例中，采用杂质净化分离的方式，通过回收所述尾气排放口排放的杂质气体，并分别通过所述多级冷却装置、所述除尘过滤器、所述除油过滤器、所述脱离装置和所述氢氮配气装置对杂质气体进行净化，以获得可供连续热镀锌退火炉循环使用的氢气，达到了逐级处理杂质气体的目的，从而实现了获得可供循环使用氢气的技术效果，进而解决了现有技术中，连续热镀锌退火炉尾气中混入了不超过2％体积的杂质成分：杂质主要是灰尘、油污、氧气、水、氮气，这些杂质无法进行有效的去除，导致氢气无法进行回收，进而造成浪费和容易发生危险的技术问题。
附图说明
图1是本发明的连续热镀锌退火炉氢气回收装置的示意图；
图2是本发明的连续热镀锌退火炉氢气回收装置中多级冷却装置的示意图；
图3是本发明的连续热镀锌退火炉氢气回收装置中脱离装置的示意图。
附图标记为：1、连续热镀锌退火炉；2、尾气排放口；3、多级冷却装置；4、第一管道；5、除尘过滤器；6、第二管道；7、除油过滤器；8、第三管道；9、脱离装置；10、第四管道；11、氢氮配气装置；12、第五管道；13、氢气供给口；14、钢带入口；15、钢带出口；16、循环进水口；17、循环出水口；18、氮气口；19、高温冷却器；20、前工艺罐；21、第一冷却器；22、冷凝器；23、汽水分离器；24、罗茨风机；25、换热器；26、除氧器；27、第二冷却器；28、干燥器；29、冷水机组；30、氮气补气口；31、氢气补气口；32、后工艺罐。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1-3所示，本申请涉及一种连续热镀锌退火炉氢气回收装置。该一种连续热镀锌退火炉氢气回收装置包括：连续热镀锌退火炉1；能够实现对钢带进行良好的退火效果，从而实现提高钢带性能的效果。进一步的，所述连续热镀锌退火炉1两侧分别对称设置有钢带入口14和钢带出口15。能够实现钢带良好的进出效果，从而实现对钢带进行退火处理的效果。更进一步的，所述钢带入口14处分别设置有循环进水口16、循环出水口17和氮气口18，所述循环进水口16和所述循环出水口17设置于一侧，另一侧设置有氮气口18。能够实现循环冷却的效果，从而实现防止钢带入口14温度过高的情况；同时，还能实现供氮气进入炉体的效果，从而实现良好的反应效果。
尾气排放口2，设置于所述连续热镀锌退火炉1一侧；能够实现尾气排放的效果，从而实现便于多尾气进行收集和处理的效果。多级冷却装置3，通过第一管道4与所述尾气排放口2相连通；能够实现良好的降温效果，从而实现保护后续罐体的效果，同时还能实现便于后道工序处理的效果。除尘过滤器5，通过第二管道6与所述多级冷却装置3的出口相连通；能够实现良好的除尘效果，从而实现将杂质中的灰尘进行处理的效果，进而实现提高杂质的洁净度。除油过滤器7，通过第三管道8与所述除尘过滤器5的出口相连通；能够实现去除杂质中的油污，从而提高尾气洁净度的同时还能实现便于后道工序净化处理的效果。
脱离装置9，通过第四管道10与所述除油装置相连通，用于完全脱离氧气和水分；能够实现将尾气中的氧气和水分进行再次脱离的效果，从而确保气体的洁净度。氢氮配气装置11，通过第五管道12与所述脱离装置9相连通；能够实现重新配气的效果，从而确保处理后的气体符合使用的标准。氢气供给口13，设置于所述连续热镀锌退火炉1远离所述尾气排放口2一侧；能够实现将净化后的氢气输送至退火炉内，从而供钢带退火时使用，进而实现提高钢带性能的效果。
通过回收所述尾气排放口2排放的杂质气体，并分别通过所述多级冷却装置3、所述除尘过滤器5、所述除油过滤器7、所述脱离装置9和所述氢氮配气装置11对杂质气体进行净化，以获得可供连续热镀锌退火炉1循环使用的氢气。通过将退火炉内的尾气进行收集并从尾气排放口2排放，同时分别经过多级冷却装置3、除尘过滤器5、除油过滤器7、脱离装置9和氢氮配气装置11，以对杂质气体进行降温、除尘、除油、脱离氧气和水分，最终重新配气获得可循环使用的氢气，进而实现良好的循环效果。
从以上的描述中，可以看出，本申请实现了如下技术效果：
在本申请实施例中，采用杂质净化分离的方式，通过回收所述尾气排放口2排放的杂质气体，并分别通过所述多级冷却装置3、所述除尘过滤器5、所述除油过滤器7、所述脱离装置9和所述氢氮配气装置11对杂质气体进行净化，以获得可供连续热镀锌退火炉1循环使用的氢气，达到了逐级处理杂质气体的目的，从而实现了获得可供循环使用氢气的技术效果，进而解决了现有技术中，连续热镀锌退火炉1尾气中混入了不超过2％体积的杂质成分：杂质主要是灰尘、油污、氧气、水、氮气，这些杂质无法进行有效的去除，导致氢气无法进行回收，进而造成浪费和容易发生危险的技术问题。
进一步的，所述多级冷却装置3包括：用于冷却尾气的高温冷却器19，所述高温冷却器19的出口与前工艺罐20的入口相连，所述前工艺罐20与第一冷却器21相连，所述第一冷却器21与冷凝器22相连，所述第一冷却器21和所述冷凝器22用于进一步降温脱水。回收的尾气先经过炉口的高温冷却器19将尾气冷却，再经过前工艺罐20缓冲、再经过冷却器冷凝器22进一步降温脱水，能够实现对尾气进行初步处理的效果，从而实现降温脱水和缓冲的效果，进而实现初步分离的效果。更进一步的，所述冷凝器22与所述除尘过滤器5之间设置有汽水分离器23，用于汽水分离。能够实现良好的汽水分离效果，从而实现便于后续除尘的效果。
进一步的，所述除油过滤器7与所述脱离装置9之间设置有罗茨风机24，用于增压。能够实现良好的增压效果，从而实现良好的气体传送效果。
进一步的，所述脱离装置9包括：与所述罗茨风机24的出口相连的换热器25，所述换热器25与除氧器26相连，所述除氧器26与第二冷却器27相连，所述第二冷却器27与干燥器28相连，用于再次脱离尾气中的氧气和水分，所述第二冷却器27与冷水机组29相连。能够实现对气体中的氧气和水分进行再次脱离的效果，从而实现提高气体洁净度的效果。
进一步的，所述氢氮配气装置11上分别设置有氮气补气口30和氢气补气口31，通过对尾气的纯度进行检测，并分别通过所述氮气补气口30和所述氢气补气口31重新配气，以获得可使用的氢气。通过检测气体的浓度，对其进行重新配比，能够实现对气体进行重新配气的效果，从而配比形成可供使用的氢气。
进一步的，所述氢氮配气装置11与所述氢气供给口13之间设置有后工艺罐32，用于混合缓冲气体。能够实现良好的缓冲效果，从而能够实现保护管路的效果。
进一步的，所述除油过滤器7数量为两个，两个所述除油过滤器7交替运行。能够实现长期连续生产的效果，从而实现提高生产效率的效果，进而提高市场竞争力。
本发明的工作原理如下：
回收的尾气先经过炉口的高温冷却器19将尾气冷却，再经过前工艺罐20缓冲、再经过第一冷却器21和冷凝器22进一步降温脱水，再经过除尘过滤器5脱除尾气中粉尘，再经过除油过滤器7脱除尾气中油污，再经过罗茨风机24增压，增压完再脱除尾气中氧气和水份，经纯度检测，再经配气装置重新配气，然后经后工艺罐32缓冲，将混合气经过减压后送入连续热镀锌退火炉1氢入口处，在装置循环过程中氢气会产生损耗通过配气系统补入氢气。
本发明还具有如下有益效果：
1、本装置整个系统中脱氧脱水器中无再生尾气排放，传统装置需消耗10％尾气作为再生气。
2、本装置采用干法的除油器进行深度脱油处理，采用两塔交替运行，可长期连续生产。非传统的装置除油器内填料是一次性的，吸附饱和后必须更换塔内填料。
3、氢气经过氢气增压机增压后温度会上升到70-90℃，利于增压后的温度进行换热后进行脱氧处理，无需二次除氧加热，节约电耗。
4、保证系统脱水稳定性采用低温冷水机组对氢气进行低温冷却冷凝，脱除除氧后的大理游离液态水。
5、本装置中氢气和氮气的循环过程中会产生10％气量损耗，通过配气装置重新配气，保证整个系统的压力平衡。
6、由于热镀锌退火炉是敞口炉和传统的罩式炉不一样，不是完全密封，所以退火炉决不能产生负压，我司通过风机和炉压连锁等多种手段保证炉体安全。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，包括：
连续热镀锌退火炉；
尾气排放口，设置于所述连续热镀锌退火炉一侧；
多级冷却装置，通过第一管道与所述尾气排放口相连通；
除尘过滤器，通过第二管道与所述多级冷却装置的出口相连通；
除油过滤器，通过第三管道与所述除尘过滤器的出口相连通；
脱离装置，通过第四管道与所述除油装置相连通，用于完全脱离氧气和水分；
氢氮配气装置，通过第五管道与所述脱离装置相连通；及
氢气供给口，设置于所述连续热镀锌退火炉远离所述尾气排放口一侧；
通过回收所述尾气排放口排放的杂质气体，并分别通过所述多级冷却装置、所述除尘过滤器、所述除油过滤器、所述脱离装置和所述氢氮配气装置对杂质气体进行净化，以获得可供连续热镀锌退火炉循环使用的氢气。
2.根据权利要求1所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述连续热镀锌退火炉两侧分别对称设置有钢带入口和钢带出口。
3.根据权利要求2所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述钢带入口处分别设置有循环进水口、循环出水口和氮气口，所述循环进水口和所述循环出水口设置于一侧，另一侧设置有氮气口。
4.根据权利要求1所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述多级冷却装置包括：用于冷却尾气的高温冷却器，所述高温冷却器的出口与前工艺罐的入口相连，所述前工艺罐与第一冷却器相连，所述第一冷却器与冷凝器相连，所述第一冷却器和所述冷凝器用于进一步降温脱水。
5.根据权利要求4所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述冷凝器与所述除尘过滤器之间设置有汽水分离器，用于汽水分离。
6.根据权利要求1所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述除油过滤器与所述脱离装置之间设置有罗茨风机，用于增压。
7.根据权利要求6所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述脱离装置包括：与所述罗茨风机的出口相连的换热器，所述换热器与除氧器相连，所述除氧器与第二冷却器相连，所述第二冷却器与干燥器相连，用于再次脱离尾气中的氧气和水分，所述第二冷却器与冷水机组相连。
8.根据权利要求1所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述氢氮配气装置上分别设置有氮气补气口和氢气补气口，通过对尾气的纯度进行检测，并分别通过所述氮气补气口和所述氢气补气口重新配气，以获得可使用的氢气。
9.根据权利要求1所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述氢氮配气装置与所述氢气供给口之间设置有后工艺罐，用于混合缓冲气体。
10.根据权利要求1所述的连续热镀锌退火炉氢气回收装置，其特征在于，所述除油过滤器数量为两个，两个所述除油过滤器交替运行。
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