钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及贮氢合金净化与回收利用领域，特别涉及一种贮氢合金净化氢气技术实现钕铁硼氢破碎后、钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备。该设备与钕铁硼氢破碎装置气体连接，包括氢气冷却与净化装置、贮藏氢气与增压装置和氢气回收与利用装置。该设备利用贮氢合金对氢气进行选择性吸收和释放，功能上容易匹配和兼容，结构简单，氢气回收率和循环利用率高，保护环境、降低生产成本，操作与维护简单方便；在净化、回收、循环使用过程中，设备因不常移动使其气密性得到有效保证；这样氢气纯净度受到极好控制，生产效率高，成本大大降低。
【专利说明】钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及贮氢合金净化与回收利用领域，特别涉及一种贮氢合金净化氢气技术实现钕铁硼氢破碎后、钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备。
【背景技术】
[0002]我国是稀土钕铁硼的生产大国，在钕铁硼的生产过程中氢破碎制粉是一个重要的生产环节。氢破碎需要大量使用氢气，但厂家对于尾气处理十分简单，通常直接排放进入大气中。这种直接排放的做法，一方面严重影响大气环境，另一方面是对氢资源造成极大的浪费。由于我国的钕铁硼产量逐年攀升，所以不利的影响也在增大。2013年，我国钕铁硼的产量达到了 9.43万吨，每制造一吨钕铁硼大约消耗高纯氢气约60m3，那么2013年全国用于钕铁硼氢破的氢气大约为5.3 X 106m3，这部分氢气钕铁硼氢破后又释放出来，全部排放到大气中了，可想而知，这对环境的影响是巨大的。另外，近年来，全国大面积出现雾霾，大气环境问题彰显突出。我国环保部门也注意到了钕铁硼生产行业内直接排放氢气的行为，将从环保政策角度限制氢气尾气的排放。因此，如何回收钕铁硼生产厂家排放的含氢尾气成为该行业极其迫切解决的焦点问题，这关系到企业能否顺利生产与其影响的经济社会利益。
[0003]氢气的回收分离技术主要有变压吸附技术、膜分离技术、低温分离技术和金属氢化物分离技术，其中金属氢化物法具有储氢量大、无污染、安全可靠、可重复使用等优点。利用贮氢合金选择性吸氢特性，不仅可回收废气中的氢气，还可以使氢纯度达到99.999%以上。实现钕铁硼生产过程中氢气的回收和利用，其意义重大，主要表现在:首先，能有效解决钕铁硼厂家大量排放氢气问题，实现钕铁硼生产企业可持续循环生产。其次，排放氢气的循环利用，有利于氢气资源的利用，可降低生产成本，增加企业经济和社会效益。再者，该系统技术还具有广阔的应用推广前景。据统计我国每年可回收的富氢尾气就在百亿立方米以上。
[0004]综上,对于钕铁硼氢破碎制粉后氢气因直接排放影响大气环境和对氢资源极大的浪费等技术问题的解决方案，现有技术中尚无报道。
【发明内容】
[0005]针对以上问题，本实用新型的目的在于，提供一种利用贮氢合金对氢气的选择性吸收原理，对钕铁硼生产过程中释放的富氢尾气进行回收的再生循环利用设备。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0007]—种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，与钕铁硼氢破碎装置I气体连接，该设备包括:氢气冷却与净化装置、贮藏氢气与增压装置和氢气回收与利用装置；
[0008]所述氢气冷却与净化装置包括直立罐4，所述直立罐4的进口侧通过第一阀门2与钕铁硼氢破碎装置I的出口侧相连；所述直立罐4与冷却用供水单元18相连；所述直立罐4通过第三阀门6与抽气泵8连接；
[0009]所述贮藏氢气与增压装置包括收集氢气罐9，所述收集氢气罐9的进口侧通过第二阀门5与直立罐4的出口侧相连，所述收集氢气罐9的还与增压泵19相连；
[0010]所述氢气回收与利用装置包括可吸收、释放氢气的贮氢罐12，所述贮氢罐12内有贮氢合金粉末，贮氢罐12的进口侧通过第四阀门11与收集氢气罐9的出口侧相连；所述贮氢罐12的下部外侧通过第五阀门14与真空泵15相连，所述贮氢罐12的出口侧通过第六阀门16与钕铁硼氢破碎装置I的进口侧相连。
[0011]所述直立罐4的内装有温度传感器3，该温度传感器3与温度显示器17相连。
[0012]所述供水单元18的循环水管围绕直立罐4的外侧。
[0013]所述第三阀门6与抽气泵8之间布置有氢气浓度报警器7。
[0014]所述贮氢罐12的下部与真空泵15的相连处设有隔离网13。
[0015]在所述收集氢气罐9和第四阀门11之间布置有第一氢气压力表10，在所述第四阀门11和忙氢罐12之间布置有第二氢气压力表20。
[0016]所述钕铁硼氢破碎装置I的出口侧排出含有氩气的氢气，该混合气体温度达到500 ?600。。。
[0017]所述增压泵19使收集氢气罐9中的氢气具有2?3MPa的氢压。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0019]本实用新型的设备在功能容易匹配和兼容，结构简单，氢气回收率和循环利用率高，保护环境、降低生产成本，操作与维护简单方便；在净化、回收、循环使用过程中，设备因不常移动使其气密性得到有效保证；这样氢气纯净度受到极好控制，生产效率高，成本大大降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备的示意图。
[0021]【主要组件符号说明】
[0022]I钕铁硼氢破碎装置
[0023]2第一阀门
[0024]3温度传感器
[0025]4直立罐
[0026]5第二阀门
[0027]6第三阀门
[0028]7氢气浓度报警器
[0029]8抽气泵
[0030]9收集氢气罐
[0031]10第一氢气压力表
[0032]11第四阀门
[0033]12贮氢罐
[0034]13隔离网
[0035]14第五阀门
[0036]15真空泵
[0037]16第六阀门
[0038]17温度显示器
[0039]18供水单元
[0040]19增压泵
[0041]20第二氢气压力表
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】进行详细描述。
[0043]如图1所示，为本实用新型的钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备的示意图，该设备利用贮氢合金对氢气的选择性吸收原理，对钕铁硼生产过程中释放的富氢尾气进行回收。
[0044]其中，所述钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用系统包括:钕铁硼氢破碎装置1、氢气冷却与净化装置、贮藏氢气与增压装置和氢气回收与利用装置。
[0045]所述氢气冷却与净化装置包括直立罐4，所述直立罐4的进口侧通过第一阀门2与钕铁硼氢破碎装置I的出口侧相连；所述直立罐4与供水单元18相连，所述供水单元18的循环水管围绕直立罐4的外侧；所述直立罐4的内部中部装有温度传感器3，该温度传感器3与直立罐4外部的温度显示器17相连；所述直立罐4的下部通过第三阀门6与抽气泵8连接，第三阀门6与抽气泵8之间布置有氢气浓度报警器7。
[0046]所述贮藏氢气与增压装置包括收集氢气罐9，所述收集氢气罐9的进口侧通过第二阀门5与直立罐4的出口侧相连，所述收集氢气罐9的上方布置有增压泵19，所述收集氢气罐9的出口侧布置有第一氢气压力表10。
[0047]所述氢气回收与利用装置包括贮氢罐12，所述贮氢罐12的进口侧通过第四阀门11与收集氢气罐9的出口侧相连,第二氢气压力表20布置在忙氢罐12的进口侧；所述忙氢罐12的下部外侧通过第五阀门14与真空泵15相连，贮氢罐12的下部与真空泵15的相连处还设有隔离网13，所述贮氢罐12的出口侧通过第六阀门16与钕铁硼氢破碎装置I的进口侧相连。
[0048]其中，第一氢气压力表10布置在收集氢气罐9和第四阀门11之间,第二氢气压力表20布置在第四阀门11和贮氢罐12之间。
[0049]在所述钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用系统工作过程中:
[0050]钕铁硼氢在钕铁硼氢破碎装置I中破碎后释放的氢气伴随有氩气，同时温度高达500 ?600。。。
[0051]该混合气体经第一阀门2进入氢气冷却与净化装置中的直立罐4，利用围绕的循环水管进行冷却，温度传感器3检测直立罐4中混合气体的温度，并由温度显示器17显示该温度；同时，打开抽气泵8抽走比重大的氩气，抽氩气过程中伴随氢气，用氢气浓度报警器7检测抽出的混合气体的氢气浓度,一旦氢气浓度满足预设要求,关闭第三阀门6。
[0052]经过上述处理，打开第二阀门5，初步净化与冷却的氢气通过进入收集氢气罐9，但其压力较低，为了保证贮氢合金的高效吸氢，用增压泵19增加氢压，第一氢气压力表10测量收集氢气罐9中的氢气压力，以判断贮氢合金的吸氢饱和性，采用增压泵19使收集氢气罐9中的氢气具有2?3MPa的氢压，以便贮氢合金吸收。
[0053]一定压力的氢气通过第四阀门11进入贮氢罐12，贮氢合金开始吸氢，贮氢合金的吸氢饱和性通过第二氢气压力表20检测，直至压力变化较小为止；饱和吸氢的贮氢合金放氢时，打开第五阀门14，启动真空泵15使贮氢合金外，但在贮氢罐12里的空间处于真空状态，为了保证贮氢合金粉末不被抽走，在贮氢罐12下部外侧设置的隔离网13阻挡贮氢合金粉末。
[0054]打开第六阀门16,使忙氢合金放出的氢以供钕铁硼氢破碎装置I中的钕铁硼氢破碎用氢。
【权利要求】
1.一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，与钕铁硼氢破碎装置(I)气体连接，其特征在于: 该设备包括:氢气冷却与净化装置、贮藏氢气与增压装置和氢气回收与利用装置； 所述氢气冷却与净化装置包括直立罐(4)，所述直立罐(4)的进口侧通过第一阀门(2)与钕铁硼氢破碎装置(I)的出口侧相连；所述直立罐(4)与冷却用供水单元(18)相连；所述直立罐(4)通过第三阀门(6)与抽气泵(8)连接； 所述贮藏氢气与增压装置包括收集氢气罐(9)，所述收集氢气罐(9)的进口侧通过第二阀门(5)与直立罐(4)的出口侧相连，所述收集氢气罐(9)的还与增压泵(19)相连； 所述氢气回收与利用装置包括可吸收、释放氢气的贮氢罐(12)，所述贮氢罐(12)内有贮氢合金粉末，贮氢罐(12)的进口侧通过第四阀门(11)与收集氢气罐(9)的出口侧相连；所述贮氢罐(12)的下部外侧通过第五阀门(14)与真空泵(15)相连，所述贮氢罐(12)的出口侧通过第六阀门(16)与钕铁硼氢破碎装置(I)的进口侧相连。
2.如权利要求1所述的一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，其特征在于: 所述直立罐(4)的内装有温度传感器(3)，该温度传感器(3)与温度显示器(17)相连。
3.如权利要求1所述的一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，其特征在于: 所述供水单元(18)的循环水管围绕直立罐(4)的外侧。
4.如权利要求1所述的一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，其特征在于: 所述第三阀门(6)与抽气泵(8)之间布置有氢气浓度报警器(7)。
5.如权利要求1所述的一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，其特征在于: 所述贮氢罐(12)的下部与真空泵(15)的相连处设有隔离网(13)。
6.如权利要求1所述的一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，其特征在于: 在所述收集氢气罐(9)和第四阀门(11)之间布置有第一氢气压力表(10)，在所述第四阀门(11)和忙氢罐(12)之间布置有第二氢气压力表(20)。
7.如权利要求1-6之一所述的一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，其特征在于: 所述钕铁硼氢破碎装置(I)的出口侧排出含有氩气的氢气，该混合气体温度达到500 ?600。。。
8.如权利要求1-6之一所述的一种钕铁硼氢生产过程中富氢尾气的再生循环利用设备，其特征在于: 所述增压泵(19)使收集氢气罐(9)中的氢气具有2?3MPa的氢压。
【文档编号】B22F9/16GK204035568SQ201420463154
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】张羊换, 董小平, 李平, 高金良, 赵栋梁, 张建福 申请人:钢铁研究总院