CN220453443U - 一种氢气氮气自动置换控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气氮气自动置换控制装置，包括氢气管道、氮气管道、十八管炉设备、氢气回收系统和控制器，氢气管道的进口连接十八管炉设备的炉头出口，氢气回收系统设置在氢气管道上；氮气管道的出口与氢气管道的出口连接，且共同接入十八管炉设备的炉尾进口，氮气管道上设置有进氮阀门；氢气管道设置有进氢阀门、回氢阀门；十八管炉设备的出气口连接排空管道，排空管道上设置有排空阀门和第一氢气纯度检测仪；在氢气管道上连接有制氢站管道，制氢站管道的出口处安装有第二氢气纯度检测仪，且设置有补氢阀门。本实用新型能够有效提高氢回收系统中氢气纯度，解决了氢气纯度下降造成的钼粉产品品质降低的问题。

Description

一种氢气氮气自动置换控制装置

技术领域

本实用新型属于氢还原设备领域，涉及一种钼粉生产中一种氢气氮气自动置换控制装置。

背景技术

现有钼粉的制备方法主要是两段氢气还原法，三氧化钼在高温条件下经过两段氢气还原生产出钼粉。目前二段还原采用的十八管高温还原炉，正常生产时氢气由炉尾进入且由炉头排出进入氢气回收系统，但在设备需要进行故障处理或氢气压力不稳定时，为了保障生产安全，需关闭氢气、通入氮气，使得炉内全部为氮气气氛后进行处理故障；故障处理完成后，关闭氮气阀门和排空阀门，进氢气阀门开启，炉内重新通入氢气直至炉内全部置换为氢气后，方可正常生产。

由于以上两种操作通常均采用球型阀门，需要人工进行操作。当故障处理完成后，氮气阀门与排空阀门同时关闭，进氢气阀门开启后，前期进入炉内的氮气无法排放至空气中，将直接跟随氢气进入氢回收系统，导致氢回收系统中的氢气纯度下降，影响钼粉还原效果，生产的钼粉氮含量升高，造成钼粉产品品质的降低；其次，依据员工操作经验在储气罐底部进行手动排放，以达到降低氢气中氮含量的目的；最后，人员进行手动开、关部分阀门时，需要站在十八管高温还原炉的炉顶工况下进行操作，由于十八管高温还原炉炉内温度最高可达1080℃，且氢气属于易燃易爆性气体，当关闭排空阀门时，人员操作难度大且危险性高。

因此，亟需一种能够保证人员安全的情况下完成十八管还原炉内的气体置换，保证产品品质的装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种氢气氮气自动置换控制装置，用以解决钼粉十八管还原炉在故障处理完成后氮气跟随氢气进入氢回收系统，导致氢气纯度下降从而影响钼粉还原效果的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以解决：

一种氢气氮气自动置换控制装置，包括氢气管道、氮气管道、十八管炉设备、氢气回收系统和控制器，其中，氢气管道的进口连接十八管炉设备的炉头出口，氢气回收系统设置在氢气管道上，氢气回收系统上设置有排气口，所述排气口上设有排气阀；氮气管道的出口与氢气管道的出口连接，且共同接入十八管炉设备的炉尾进口，氮气管道上设置有进氮阀门；氢气管道的出口和进口处分别设置有进氢阀门、回氢阀门；十八管炉设备的出气口连接有排空管道，排空管道上设置有排空阀门和第一氢气纯度检测仪；在氢气管道的出口与氢气回收系统之间的氢气管道上连接有制氢站管道，制氢站管道的出口处的氢气管道上设置有第二氢气纯度检测仪，制氢站管道的出口处安装有补氢阀门；

所述进氢阀门、进氮阀门、排空阀门、回氢阀门、排气阀和补氢阀门均采用电磁阀，且分别与所述控制器相连接；所述十八管炉设备、测氢气纯度仪器、氢气回收系统和氢气纯度检测仪均与控制器相连接。

进一步的，控制器采用单片机。

相较于现有技术，本实用新型具有如下技术效果：

1、进氢阀门、进氮阀门、排空阀门、回氢阀门、排气阀和补氢阀门均采用电磁阀，实现自动控制，同时在排空处安装氢气浓度检测仪，实现了整个生产过程中在不增加氢气还原过程能耗的条件下，氢回收系统中氢气的纯度能够始终保持在99.2％以上，有效提高了氢回收系统中氢气的纯度，解决了现有技术中由于氢气纯度下降造成的钼粉产品品质降低的问题。

2、本实用新型结构易于实现、成本低、实用性强、安全性高。

附图说明

图1为本实用新型的氢气/氮气自动置换控制装置的结构示意图。

图中：1、氢气管道；2、进氢阀门；3、进氮阀门；4、氮气管道；5、十八管炉设备；6、排空阀门；7、排空管道；8、第一氢气纯度检测仪；9、回氢阀门；10、氢气回收系统；11、排气口；12、补氢阀门；13、第二氢气纯度检测仪；14、制氢站管道。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步解释说明。

具体实施方式

本实用新型给出的氢气氮气自动置换控制装置，如图1所示，包括氢气管道1、氮气管道4、十八管炉设备5、氢气回收系统10和控制器，其中，氢气管道1的进口连接十八管炉设备5的炉头出口，氢气回收系统10设置在氢气管道1上，氢气回收系统10上设置有排气口11，排气口11上设有排气阀；氮气管道4的出口与氢气管道1的出口连接，且共同接入十八管炉设备5的炉尾进口，氮气管道4的进口连接外部的氮气源，氮气管道4上设置有进氮阀门3；氢气管道1的出口和进口处分别设置有进氢阀门2、回氢阀门9；十八管炉设备5的出气口连接有排空管道7，排空管道7上设置有排空阀门6和第一氢气纯度检测仪8，十八管炉设备5的出气口设置在炉头；在氢气管道1的出口与氢气回收系统10之间的氢气管道1上连接有制氢站管道14，制氢站管道14的出口处的氢气管道1上设置有第二氢气纯度检测仪13，制氢站管道14的出口处安装有补氢阀门12，制氢站管道14的进口连接外部的制氢设备。

其中，进氢阀门2、进氮阀门3、排空阀门6、回氢阀门9、排气阀和补氢阀门12均采用电磁阀，且分别与控制器相连接。另外，十八管炉设备5、第一测氢气纯度仪器8、氢气回收系统10和第二氢气纯度检测仪13均与控制器相连接。

优选的，控制器采用单片机。

本实用新型的氢气氮气自动置换控制装置的工作过程如下：

十八管炉设备5正常生产时，同时打开氢气管道1上的进氢阀门2和回氢阀门9，以及打开制氢站管道14上的补氢阀门12，氢气回收系统10上的排气口11，同时关闭氮气管道4上的进氮阀门3与排空管道7上的排空阀门6，氢气由十八管炉设备5的炉尾进口进入、炉头出口排出后进入氢气回收系统10，该过程中，氢气回收系统10采用变温吸附法回收氢气。实际运行过程中，第二氢气纯度检测仪13始终显示在99.2％以上，证明本实用新型的装置回收的氢气纯度较高；

十八管炉设备5需要处理故障时，同时关闭氢气管道1上的进氢阀门2与回氢阀门9，以及关闭制氢站管道14上的补氢阀门12和氢气回收系统10上的排气口11，同时打开氮气管道4上的进氮阀门3与排空管道7上的排空阀门6，确保十八管设备5炉内气氛被置换成氮气后再进行故障检修。该过程中，十八管炉设备5的温度处于900～1080℃。

十八管炉设备5故障处理完成后，关闭氮气管道4上的进氮阀门3，同时打开氢气管道1上的进氢阀门2、制氢站管道14上的补氢阀门12、氢气回收系统10上的排气口11，当排空管道7上的第一氢气纯度检测仪8达到设定值(≥95％)时，立即关闭排空管道7上的排空阀门6，同时打开氢气管道1上的回氢阀门9，确保十八管炉设备5内的氢气顺利进入氢回收系统10中，经过氢回收系统10净化的氢气可回收利用，且被第二氢气纯度检测仪13实时监测氢气纯度。将进氢阀门2开启至排空阀门6关闭的时间称为排氮气时间，排氮气时间为90s～180s。

十八管炉设备5故障处理完成后1天内，采用本实用新型的氢气氮气自动置换控制装置，氢回收系统中的氢气纯度始终保持在99.2％以上，钼粉氮含量为21ppm。而采用人工关闭球型阀门方式，氢回收系统中的氢气纯度保持在85～95％，钼粉氮含量为35ppm。本实用新型的氢气氮气自动置换控制装置充分实现了十八管炉设备5的炉内气氛可调整，实用性强，且安全性高。

Claims (2)

1.一种氢气氮气自动置换控制装置，其特征在于，包括氢气管道(1)、氮气管道(4)、十八管炉设备(5)、氢气回收系统(10)和控制器，其中，氢气管道(1)的进口连接十八管炉设备(5)的炉头出口，氢气回收系统(10)设置在氢气管道(1)上，氢气回收系统(10)上设置有排气口(11)，所述排气口(11)上设有排气阀；氮气管道(4)的出口与氢气管道(1)的出口连接，且共同接入十八管炉设备(5)的炉尾进口，氮气管道(4)上设置有进氮阀门(3)；氢气管道(1)的出口和进口处分别设置有进氢阀门(2)、回氢阀门(9)；十八管炉设备(5)的出气口连接有排空管道(7)，排空管道(7)上设置有排空阀门(6)和第一氢气纯度检测仪；在氢气管道(1)的出口与氢气回收系统(10)之间的氢气管道(1)上连接有制氢站管道(14)，制氢站管道(14)的出口处安装有第二氢气纯度检测仪(13)，制氢站管道(14)的出口处的氢气管道(1)上设置有补氢阀门(12)；

所述进氢阀门(2)、进氮阀门(3)、排空阀门(6)、回氢阀门(9)、排气阀和补氢阀门(12)均采用电磁阀，且分别与所述控制器相连接；所述十八管炉设备(5)、测氢气纯度仪器、氢气回收系统(10)和氢气纯度检测仪(13)均与控制器相连接。

2.如权利要求1所述的氢气氮气自动置换控制装置，其特征在于，控制器采用单片机。