一种钢渣余热有压热闷可燃气体安全防控装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢渣余热有压热闷可燃气体安全防控装置及方法，特别是一种充氮排出封闭罐体内可燃气体，使之浓度降低至爆炸极限内的装置及方法。
【背景技术】
[0002]每生产I吨钢约产生0.12?0.14吨的钢渣，2014年我国钢渣产生量约为1.15亿吨，利用率为30%，大量钢渣没有资源化利用，占用土地、污染环境。
[0003]传统的钢渣处理工艺往往采用池式热闷或热泼加破碎磁选工艺。目前热闷工艺处理钢渣得到了业内的认可，成为钢渣处理的主流工艺。钢渣余热有压热闷系统相比传统池式热闷，提高了钢渣处理效率和自动化程度，是一种全新的热闷工艺，将发展成为钢渣处理的主要方式之一。
[0004]热闷过程高温钢渣和水反应产生一定量的可燃气体，造成了安全隐患。因此，实现钢渣余热有压热闷生产过程中，可燃气体的安全防控是保证安全生产运行的必要条件。
[0005]可燃气体安全防控的关键是需要将其中可燃性气体浓度控制在爆炸极限以内。因此一方面要求生产过程中要获得实时的气体浓度数据；同时也要求确定有压热闷罐内充氮的工艺参数，确保有压热闷罐内可燃气体浓度的有效降低。
[0006]解决钢渣余热有压热闷可燃气体的安全问题，不仅可以保证钢渣余热有压热闷的安全生产，也为其他行业类似工况的安全防控提供思路。
【发明内容】
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]—种钢渣余热有压热闷可燃气体安全防控装置，其中包括:有压热闷罐、引气阀、气体分析仪、氮气储气罐、排气阀、PLC控制系统以及计算和显示系统；压热闷罐与引气阀连通，引气阀与气体分析仪连通，引气阀用于从压热闷罐引出样气到气体分析仪中，气体分析仪用于检测获得气体成分，并且将气体成分传送给PLC控制系统，并在计算和显示系统上实时显示；氮气储气罐与有压热闷罐连通，热闷结束前，氮气储气罐中的氮气充入有压热闷罐，排气阀设置在有压热闷罐上，用于将有压热闷罐内可燃气体外排，在计算和显示系统所显示的压热闷罐内气体成分中可燃气体含量低于安全水平时，停止将氮气储气罐中的氮气充入有压热闷罐。
[0009]其中，所述装置还包括引气管，引气管包括第一引气管、第二引气管和第三引气管；有压热闷罐顶部开口通过第一引气管连通引气阀的入口端，引气阀的出口端通过第二引气管连通气体分析仪，引出气体从气体分析仪经第三引气管外排。
[0010]其中，所述装置中还包括氮气管、氮气阀以及氮气流量计，氮气管包括第一氮气管、第二氮气管、第三氮气管和第四氮气管；氮气储气罐的开口通过第一氮气管连通氮气阀的入口端，氮气阀的出口端通过第二氮气管连通氮气流量计的入口端，氮气流量计的出口端通过第三氮气管连通有压热闷罐的入口端，然后经第四氮气管将氮气充入有压热闷罐，其中第四氮气管沿着有压热闷罐的长度方向延伸。
[0011]其中，所述装置还包括数据传输线，数据传输线包括第一数据传输线、第二数据传输线、第三数据传输线、第四数据传输线、第五数据传输线和第六数据传输线；引气阀通过第一数据传输线连接PLC控制系统，气体分析仪通过第二数据传输线连接PLC控制系统，氮气阀通过第三数据传输线连接PLC控制系统，氮气流量计通过第四数据传输线连接PLC控制系统，排气阀通过第五数据传输线连接PLC控制系统，PLC控制系统经第六数据传输线连接计算和显示系统。
[0012]其中，气体成分中可燃气体为氢气，充氮结束后有压热闷罐内气体成分中氢气体积含量低于3%，即表示可燃气体含量低于安全水平。
[0013]其中，计算和显示系统(12)为计算机显示平台，PLC控制系统(10)用于对引气阀
(2)、氮气阀(6)和排气阀(9)进行控制。
[0014]其中，所述引气阀(2)、氮气阀(6)和排气阀(9)均为电动调节阀。
[0015]一种采用前述装置对钢渣余热有压热闷气体安全防控的方法，包括如下步骤:
[0016](I)在有压热闷罐顶部开口，通过引气阀调节开度引出样气；
[0017](2)样气通过气体分析仪检测获得气体成分，并且将气体成分通过数据传输线传送给PLC控制系统，并在计算和显示系统上实时显示，观察气体分析结果；
[0018](3)在热闷处理后期进行充氮排气操作，热闷结束前，打开氮气阀，通过氮气管将氮气充入有压热闷罐，充氮3-8分钟后打开排气阀，有压热闷罐内可燃气体经排气阀外排，连续充氮至热闷处理结束，在计算和显示系统所显示的压热闷罐内气体成分中可燃气体含量低于安全水平时，停止将氮气储气罐中的氮气充入有压热闷罐。
[0019]其中，可燃气体为氢气，充氮5分钟后打开排气阀；充氮过程工艺参数如下:
[0020](I)开始充氮时间:热闷结束前10?30分钟；
[0021](2)氮气流速:30 ?60m3/h ；
[0022](3)充氮时长:10?30分钟；
[0023](4)充氮结束后有压热闷罐(I)内气体成分中氢气体积含量低于3%，即表示可燃气体含量低于安全水平。
[0024]本发明优点是装置上和方法上实现了钢渣余热有压热闷可燃气体安全防控，安装操作简单，不影响PLC系统的独立运行，并与PLC系统兼容性强，技术上实现了有压热闷可燃气体的安全防控，对生产过程中及时控制有压热闷罐内可燃气体成分，排除安全隐患起到重要作用。
【附图说明】
[0025]图1钢渣余热有压热闷可燃气体安全防控装置示意图
【具体实施方式】
[0026]一种钢渣余热有压热闷可燃气体安全防控装置如附图1所示，一种钢渣余热有压热闷可燃气体安全防控装置，其中包括:有压热闷罐1、引气阀2、引气管3、气体分析仪4、氮气储气罐5、氮气阀6、氮气流量计7、氮气管8、排气阀9、数据传输线10、PLC控制系统11以及计算和显示系统12。所述装置中引气管3包括第一引气管、第二引气管和第三引气管；有压热闷罐I顶部开口通过第一引气管3连接引气阀2的入口端，引气阀2的出口端通过第二引气管3连接气体分析仪4，引出气体从气体分析仪4经第三引气管3外排。所述装置中氮气管8包括第一氮气管、第二氮气管、第三氮气管和第四氮气管；氮气储气罐5的开口通过第一氮气管8连接氮气阀6的入口端，氮气阀6的出口端通过第二氮气管8连接氮气流量计7的入口端，氮气流量计7的出口端通过第三氮气管8连接有压热闷罐I的入口端，然后经第四氮气管8将氮气充入有压热闷罐I。所述装置中数据传输线10包括第一数据传输线、第二数据传输线、第三数据传输线、第四数据传输线、第五数据传输线和第六数据传输线；引气阀2通过第一数据传输线10连接PLC控制系统11，气体分析仪4通过第二数据传输线10连接PLC控制系统1