CN219656630U - 一种中频炉尾气回收循环利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中频炉尾气回收循环利用系统，其自上游至下游，包括依次相连的冷却器、第一冷凝器、第一汽水分离器、第一缓冲罐、增压装置、第二冷凝器、第二汽水分离器、氢气干燥再生装置和第二缓冲罐，其还包括第三缓冲罐，第三缓冲罐的入口与纯氢入口相连通，第三缓冲罐的出口与增压装置的入口、氢气干燥再生装置分别相连通。本实用新型提供的中频炉尾气回收循环利用系统能够将中频炉或中频烧结炉群中的保护气高纯氢气进行回收、净化处理，然后再次作为保护气通入中频炉或中频烧结群中进行循环利用，本系统提高了高纯氢气的利用率高，使用时压力稳定，可持续稳定运行，安全性好，可带来显著的经济效益和社会效应。

Description

一种中频炉尾气回收循环利用系统

技术领域

本实用新型具体涉及一种中频炉尾气回收循环利用系统。

背景技术

中频烧结炉简称中频炉，广泛用于轴承锻造、金属冶炼等工业生产中。中频炉是利用电磁感应原理使中频炉内的金属棒料切割磁感线产生涡流，而在涡流效应的作用下使金属棒料自身温度升高。与其他铸造设备相比，中频炉具有热效率高、熔炼时间短、合金元素烧损少、熔炼材质广、对环境污染小、能精确控制金属液的温度和成分等优点。

中频炉在使用时，需要通入保护气，目前最常用的保护气是高纯氢气。保护气在运行过程中的实际损耗量很低。例如目前钼制品生产工艺要求从钼制品进入中频炉到成品出炉需要48～72小时，除了刚开始装炉及还原结束出炉置换气体时通氮气外，其他时间都通保护气，保护气的气量一般为8～15Nm³/h，这部分保护气在运行过程中实际损耗气只有5%左右。使用后的保护气尾气基本上被大部分厂家直接燃烧掉或向大气排空，少部分厂家将保护气尾气进行回收利用，但是回收部分也仅仅是将一部分保护气尾气当作燃烧气燃烧回收能量，回收利用率很有限且很不安全。还有少部分厂家能够实现保护气尾气回收再循环至中频炉，但是回用至前段的氢气的纯度需要进一步提高，且整个系统中保护气的压力存在波动现象，影响中频炉内产品品质。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够实现高纯氢气持续稳定、高效循环利用的中频炉尾气回收循环利用系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种中频炉尾气回收循环利用系统，所述中频炉尾气回收循环利用系统包括依次设置的冷却器、第一冷凝器、第一汽水分离器、第一缓冲罐、增压装置、第二冷凝器、第二汽水分离器、氢气干燥再生装置、第二缓冲罐以及第三缓冲罐。

所述冷却器的入口与中频炉的尾气出口相连通，所述冷却器的出口与所述第一冷凝器的入口相连通，所述第一冷凝器的出口与所述第一汽水分离器的入口相连通，所述第一汽水分离器的液体出口与外界相连通，所述第一汽水分离器的汽体出口与所述第一缓冲罐的入口相连通，所述第一缓冲罐的出口与所述增压装置的入口相连通，所述增压装置的出口与所述第二冷凝器的入口相连通，所述第二冷凝器的出口与所述第二汽水分离器的入口相连通，所述第二汽水分离器的液体出口与外界相连通，所述第二汽水分离器的汽体出口与氢气干燥再生装置相连通，所述氢气干燥再生装置与所述第二缓冲罐的入口、所述的冷却器的入口分别相连通，所述第二缓冲罐的出口与所述中频炉的保护气入口相连通。

所述第三缓冲罐的入口与纯氢入口相连通，所述第三缓冲罐的出口与所述增压装置的入口、所述氢气干燥再生装置分别相连通。

本实用新型的中频炉尾气回收循环利用系统能够自动压力补偿，通过多级缓冲罐稳定系统压力，系统全封闭运行，不存在水封等装置，可避免由水封引起的填料浸泡、压力不稳定、抽真空负压及可能的爆炸危险。

所述氢气干燥再生装置包括第一干燥器和第二干燥器，所述第一干燥器和所述第二干燥器的底部分别设置第一开口，所述第一干燥器和所述第二干燥器的顶部分别设置第二开口，所述第一干燥器的第一开口通过第一干燥用阀门与所述第二汽水分离器的汽体出口、所述第三缓冲罐的出口分别相连通，所述第二干燥器的第一开口通过第二干燥用阀门与所述第二汽水分离器的汽体出口、所述第三缓冲罐的出口分别相连通，所述第一干燥器的第二开口通过第三干燥用阀门与所述第二缓冲罐的入口相连通，所述第二干燥器的第二开口通过第四干燥用阀门与所述第二缓冲罐的入口相连通，所述第三干燥用阀门和所述第四干燥用阀门还分别与一回流阀相连通，所述第一干燥器的第二开口通过第一再生用阀门与所述回流阀相连通，所述第二干燥器的第二开口通过第二再生用阀门与所述回流阀相连通，所述第一干燥器的第一开口通过第三再生用阀门与所述冷却器的入口相连通，所述第二干燥器的第一开口通过第四再生用阀门与所述冷却器的入口相连通。

所述第一干燥器和所述第二干燥器可同时用于干燥，也可一个用于干燥、另一个用于再生且功能可相互转换。

当所述第一干燥用阀门、所述第二干燥用阀门、所述第三干燥用阀门和所述第四干燥用阀门均处于打开状态，所述第一再生用阀门、所述第二再生用阀门、所述第三再生用阀门、所述第四再生用阀门和所述回流阀均处于关闭状态时，所述第一干燥器和所述第二干燥器均用于对来自所述第二汽水分离器的汽体进行干燥。

当所述第一干燥用阀门、所述第三干燥用阀门、所述回流阀、所述第二再生用阀门、所述第四再生用阀门处于打开状态，所述第二干燥用阀门、所述第四干燥用阀门、所述第一再生用阀门、所述第三再生用阀门处于关闭状态时，所述第一干燥器用于对来自所述第二汽水分离器的汽体进行干燥，所述第二干燥器用于氢气再生。

当所述第二干燥用阀门、所述第四干燥用阀门、所述回流阀、所述第一再生用阀门、所述第三再生用阀门处于打开状态，所述第一干燥用阀门、所述第三干燥用阀门、所述第二再生用阀门、所述第四再生用阀门处于关闭状态时，所述第二干燥器用于对来自所述第二汽水分离器的汽体进行干燥，所述第一干燥器用于氢气再生。

具体地，所述第二缓冲罐的入口还连接有用于检测来自所述氢气干燥再生装置的氢气的纯度的检测装置。检测装置包括检测氢气的仪器和检测水的仪器，若氢气纯度达标，则通入经第二缓冲罐后回用至中频炉中，若水分含量偏盖，氢气纯度偏低，则通过回流阀进入氢气干燥再生装置再生后再经检测装置检测合格后经二缓冲罐后回用至中频炉中，若不合格，再次进行再生处理。

具体地，所述第一汽水分离器的汽体出口、所述第三再生用阀门、所述第四再生用阀门和所述第二缓冲罐的出口还分别通过开关阀与放空口相连通。

具体地，所述冷却器、所述第一冷凝器、所述第一汽水分离器、所述第一缓冲罐、所述第二冷凝器、所述第二汽水分离器、所述第二缓冲罐以及所述第三缓冲罐还分别与排污口相连通。

具体地，所述冷却器的入口还与氮气吹扫口相连通。

具体地，所述中频炉尾气回收循环利用系统还包括冷却水循环系统，其包括冷冻水机组，所述冷冻水机组的出水口与所述第一冷凝器的循环水入口、所述第二冷凝器的循环水入口分别相连通，所述第一冷凝器的循环水出口、所述第二冷凝器的循环水出口分别与所述冷冻水机组的进水口相连通。

具体地，所述增压装置包括1个或多个罗茨鼓风机，所述多个罗茨鼓风机相互并联设置。

具体地，所述中频炉尾气回收循环利用系统还包括控制系统，所述控制系统内预设有控制程序用于发出控制指令控制各装置运行。

具体地，所述中频炉的数量为一个或多个。

具体地，所述中频炉为钼还原炉。

本实用新型的中频炉尾气回收循环利用系统提高了高纯氢气的利用率，避免大量保护气尾气直接燃烧掉或对大气排空，降低了生产成本，实现更低排放甚至零排放。

本实用新型中的设备采用撬式总成，安装简便、安全可靠。

本实用新型的中频炉尾气回收循环利用系统可以实现全自动运行，可自动适应中频炉的数量，大大节省了人力物力。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型提供的中频炉尾气回收循环利用系统能够将中频炉或中频烧结炉群中的保护气高纯氢气进行回收、净化处理，然后再次作为保护气通入中频炉或中频烧结群中进行循环利用。本实用新型的中频炉尾气回收循环利用系统提高了高纯氢气的利用率，降低了生产成本，并适应节能减排发展方向，从而带来显著的经济效益和社会效应。本实用新型的中频炉尾气回收循环利用系统使用时压力稳定，可持续稳定运行，安全性好。

附图说明

图1为实施例的中频炉尾气回收循环利用系统的结构示意图，

其中，1、冷却器；2、第一冷凝器；3、第一汽水分离器；4、第一缓冲罐；5、增压装置；51、第一干燥器；52、第二干燥器；531、第一干燥用阀门；532、第二干燥用阀门；533、第三干燥用阀门；534、第四干燥用阀门；541、第一再生用阀门；542、第二再生用阀门；543、第三再生用阀门；544、第四再生用阀门；55、回流阀；6、第二冷凝器；7、第二汽水分离器；8、氢气干燥再生装置；9、第二缓冲罐；10、第三缓冲罐；11、检测装置。

实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例

本实施例提供一种中频炉尾气回收循环利用系统，其包括依次设置的冷却器1、第一冷凝器2、第一汽水分离器3、第一缓冲罐4、增压装置5、第二冷凝器6、第二汽水分离器7、氢气干燥再生装置8、第二缓冲罐9、第三缓冲罐10、冷却水循环系统以及控制系统。

如图1所示，冷却器1的入口与中频炉的尾气出口相连通，冷却器1的出口与第一冷凝器2的入口相连通，第一冷凝器2的出口与第一汽水分离器3的入口相连通，第一汽水分离器3的汽体出口与第一缓冲罐4的入口相连通，第一缓冲罐4的出口与增压装置5的入口相连通，增压装置5的出口与第二冷凝器6的入口相连通，第二冷凝器6的出口与第二汽水分离器7的入口相连通，第二汽水分离器7的液体出口与外界相连通，第二汽水分离器7的汽体出口与氢气干燥再生装置8相连通，氢气干燥再生装置8与第二缓冲罐9的入口、的冷却器1的入口分别相连通，第二缓冲罐9的出口与中频炉的保护气入口相连通。第三缓冲罐10的入口与纯氢入口相连通，第三缓冲罐10的出口与增压装置5的入口、氢气干燥再生装置8分别相连通。冷却器1的入口还与氮气吹扫口相连通。冷却器1、第一冷凝器2、第一汽水分离器3、第一缓冲罐4、第二冷凝器6、第二汽水分离器7、第二缓冲罐9以及第三缓冲罐10还分别与排污口相连通，本系统中的所有排污口统一汇总至排污总管。

本实施例中，增压装置5包括2个并联设置的罗茨鼓风机。

本实施例中，氢气干燥再生装置8包括第一干燥器51和第二干燥器52，第一干燥器51和第二干燥器52的底部分别设置第一开口，第一干燥器51和第二干燥器52的顶部分别设置第二开口，第一干燥器51的第一开口通过第一干燥用阀门531与第二汽水分离器7的汽体出口、第三缓冲罐10的出口分别相连通，第二干燥器52的第一开口通过第二干燥用阀门532与第二汽水分离器7的汽体出口、第三缓冲罐10的出口分别相连通，第一干燥器51的第二开口通过第三干燥用阀门533与第二缓冲罐9的入口相连通，第二干燥器52的第二开口通过第四干燥用阀门534与第二缓冲罐9的入口相连通，第三干燥用阀门533和第四干燥用阀门534还分别与一回流阀55相连通，第一干燥器51的第二开口通过第一再生用阀门541与回流阀55相连通，第二干燥器52的第二开口通过第二再生用阀门542与回流阀55相连通，第一干燥器51的第一开口通过第三再生用阀门543与冷却器1的入口相连通，第二干燥器52的第一开口通过第四再生用阀门544与冷却器1的入口相连通。第一干燥器51和第二干燥器52可同时用于干燥，也可一个用于干燥、一个用于再生。当第一干燥用阀门531、第二干燥用阀门532、第三干燥用阀门533和第四干燥用阀门534均处于打开状态，第一再生用阀门541、第二再生用阀门542、第三再生用阀门543、第四再生用阀门544和回流阀55均处于关闭状态时，第一干燥器51和第二干燥器52均用于对来自第二汽水分离器7的汽体进行干燥。当第一干燥用阀门531、第三干燥用阀门533、回流阀55、第二再生用阀门542、第四再生用阀门544处于打开状态，第二干燥用阀门532、第四干燥用阀门534、第一再生用阀门541、第三再生用阀门543处于关闭状态时，第一干燥器51用于对来自第二汽水分离器7的汽体进行干燥，第二干燥器52用于氢气再生。当第二干燥用阀门532、第四干燥用阀门534、回流阀55、第一再生用阀门541、第三再生用阀门543处于打开状态，第一干燥用阀门531、第三干燥用阀门533、第二再生用阀门542、第四再生用阀门544处于关闭状态时，第二干燥器52用于对来自第二汽水分离器7的汽体进行干燥，第一干燥器51用于氢气再生。

本实施例中，第二缓冲罐9的入口还连接有用于检测来自氢气干燥再生装置8的氢气的纯度的检测装置。检测装置包括检测氢气的仪器和检测水的仪器，若氢气纯度达标，则通入经第二缓冲罐9后回用至中频炉中，若水分含量偏盖，氢气纯度偏低，则通过回流阀55进入氢气干燥再生装置8再生后再经检测装置检测合格后经第二缓冲罐9后回用至中频炉中，若不合格，再次进行再生处理。

本实施例中，第一汽水分离器3的汽体出口、第三再生用阀门543、第四再生用阀门544和第二缓冲罐9的出口还分别通过开关阀与放空口相连通。本系统中的所有放空口统一汇总至放空总管，并在放空总管安装阻火器。

本实施例中，冷却水循环系统包括冷冻水机组，冷冻水机组的出水口与第一冷凝器2的循环水入口、第二冷凝器6的循环水入口分别相连通，第一冷凝器2的循环水出口、第二冷凝器6的循环水出口分别与冷冻水机组的进水口相连通。

本实施例中，控制系统内预设有控制程序用于发出控制指令控制各装置运行。

本实施了中，中频炉区设置了多个中频炉。

本实施新型的中频炉尾气回收循环利用系统的流程为：从上游到下游，来自中频炉（群）的氢气尾气首先依次经过冷却器1和第一冷凝器2进行油和气的冷却冷凝，经第一汽水分离器3去除大部分的水，接着依次通过增压装置5、第二冷凝器6进行冷凝，经第二汽水分离器7去除水，分离得到的保护气进入氢气干燥再生装置8进行深度除水并去除杂质，若经氢气干燥再生装置8处理得到的氢气的纯度符合要求，则经第二缓冲罐9稳压后通入中频炉（群）中再次利用，若经氢气干燥再生装置8处理得到的氢气的纯度不符合要求，则回流至氢气干燥再生装置8进行氢气再生，再生氢气回流至冷却器1，再依次经第一冷凝器2、第一汽水分离器3、增压装置5、第二冷凝器6、第二汽水分离器7、氢气干燥再生装置8进行氢气纯化至氢气的的纯度符合要求后，再经第二缓冲罐9稳压后通入中频炉（群）中再次利用；在系统运行过程中，当系统中氢气压力不足时，通过第三缓冲罐10稳压后的纯氢通入增压装置5和/过氢气干燥再生装置8，随回收的氢气一同进入中频炉（群），实现氢气尾气的高效回收利用，并保持系统压力稳定，降低安全隐患。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述中频炉尾气回收循环利用系统包括依次设置的冷却器（1）、第一冷凝器（2）、第一汽水分离器（3）、第一缓冲罐（4）、增压装置（5）、第二冷凝器（6）、第二汽水分离器（7）、氢气干燥再生装置（8）、第二缓冲罐（9）以及第三缓冲罐（10），

所述冷却器（1）的入口与中频炉的尾气出口相连通，所述冷却器（1）的出口与所述第一冷凝器（2）的入口相连通，所述第一冷凝器（2）的出口与所述第一汽水分离器（3）的入口相连通，所述第一汽水分离器（3）的汽体出口与所述第一缓冲罐（4）的入口相连通，所述第一缓冲罐（4）的出口与所述增压装置（5）的入口相连通，所述增压装置（5）的出口与所述第二冷凝器（6）的入口相连通，所述第二冷凝器（6）的出口与所述第二汽水分离器（7）的入口相连通，所述第二汽水分离器（7）的汽体出口与氢气干燥再生装置（8）相连通，所述氢气干燥再生装置（8）与所述第二缓冲罐（9）的入口、所述的冷却器（1）的入口分别相连通，所述第二缓冲罐（9）的出口与所述中频炉的保护气入口相连通，

所述第三缓冲罐（10）的入口与纯氢入口相连通，所述第三缓冲罐（10）的出口与所述增压装置（5）的入口、所述氢气干燥再生装置（8）分别相连通，

其中，所述氢气干燥再生装置（8）包括第一干燥器（51）和第二干燥器（52），所述第一干燥器（51）和所述第二干燥器（52）的底部分别设置第一开口，所述第一干燥器（51）和所述第二干燥器（52）的顶部分别设置第二开口，所述第一干燥器（51）的第一开口通过第一干燥用阀门（531）与所述第二汽水分离器（7）的汽体出口、所述第三缓冲罐（10）的出口分别相连通，所述第二干燥器（52）的第一开口通过第二干燥用阀门（532）与所述第二汽水分离器（7）的汽体出口、所述第三缓冲罐（10）的出口分别相连通，所述第一干燥器（51）的第二开口通过第三干燥用阀门（533）与所述第二缓冲罐（9）的入口相连通，所述第二干燥器（52）的第二开口通过第四干燥用阀门（534）与所述第二缓冲罐（9）的入口相连通，所述第三干燥用阀门（533）和所述第四干燥用阀门（534）还分别与一回流阀（55）相连通，

所述第一干燥器（51）的第二开口通过第一再生用阀门（541）与所述回流阀（55）相连通，所述第二干燥器（52）的第二开口通过第二再生用阀门（542）与所述回流阀（55）相连通，所述第一干燥器（51）的第一开口通过第三再生用阀门（543）与所述冷却器（1）的入口相连通，所述第二干燥器（52）的第一开口通过第四再生用阀门（544）与所述冷却器（1）的入口相连通。

2.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述第一干燥器（51）和所述第二干燥器（52）可同时用于干燥，也可一个用于干燥、另一个用于氢气再生且功能可相互转换，

当所述第一干燥用阀门（531）、所述第二干燥用阀门（532）、所述第三干燥用阀门（533）和所述第四干燥用阀门（534）均处于打开状态，所述第一再生用阀门（541）、所述第二再生用阀门（542）、所述第三再生用阀门（543）、所述第四再生用阀门（544）和所述回流阀（55）均处于关闭状态时，所述第一干燥器（51）和所述第二干燥器（52）均用于对来自所述第二汽水分离器（7）的汽体进行干燥；

当所述第一干燥用阀门（531）、所述第三干燥用阀门（533）、所述回流阀（55）、所述第二再生用阀门（542）、所述第四再生用阀门（544）处于打开状态，所述第二干燥用阀门（532）、所述第四干燥用阀门（534）、所述第一再生用阀门（541）、所述第三再生用阀门（543）处于关闭状态时，所述第一干燥器（51）用于对来自所述第二汽水分离器（7）的汽体进行干燥，所述第二干燥器（52）用于氢气再生；

当所述第二干燥用阀门（532）、所述第四干燥用阀门（534）、所述回流阀（55）、所述第一再生用阀门（541）、所述第三再生用阀门（543）处于打开状态，所述第一干燥用阀门（531）、所述第三干燥用阀门（533）、所述第二再生用阀门（542）、所述第四再生用阀门（544）处于关闭状态时，所述第二干燥器（52）用于对来自所述第二汽水分离器（7）的汽体进行干燥，所述第一干燥器（51）用于氢气再生。

3.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述第一汽水分离器（3）的汽体出口、所述第三再生用阀门（543）、所述第四再生用阀门（544）和所述第二缓冲罐（9）的出口还分别通过开关阀与放空口相连通。

4.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述第二缓冲罐（9）的入口还连接有用于检测来自所述氢气干燥再生装置（8）的氢气的纯度的检测装置。

5.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述冷却器（1）、所述第一冷凝器（2）、所述第一汽水分离器（3）、所述第一缓冲罐（4）、所述第二冷凝器（6）、所述第二汽水分离器（7）、所述第二缓冲罐（9）以及所述第三缓冲罐（10）还分别与排污口相连通；

所述冷却器（1）的入口还与氮气吹扫口相连通。

6.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述中频炉尾气回收循环利用系统还包括冷却水循环系统，其包括冷冻水机组，所述冷冻水机组的出水口与所述第一冷凝器（2）的循环水入口、所述第二冷凝器（6）的循环水入口分别相连通，所述第一冷凝器（2）的循环水出口、所述第二冷凝器（6）的循环水出口分别与所述冷冻水机组的进水口相连通。

7.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述增压装置（5）包括1个或多个罗茨鼓风机，所述多个罗茨鼓风机相互并联设置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述中频炉尾气回收循环利用系统还包括控制系统，所述控制系统内预设有控制程序用于发出控制指令控制各装置运行。

9.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述中频炉的数量为一个或多个。

10.根据权利要求1所述的中频炉尾气回收循环利用系统，其特征在于，所述中频炉为钼还原炉。