一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置及工艺的制作方法

一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：包括吸附净化装置、循环动力装置、催化净化装置或除氧器、第一冷却器、气水分离器、吸附干燥装置以及连接各部分之间的管路，各个部分经管路依次连接，所述吸附净化装置进气口与退火炉尾气排放口连接，所述吸附干燥装置的出气口经管路接入退火炉的进气口上，所述管路上设有第一调压装置。其工艺为：尾气从退火炉出口依次通过吸附净化装置、循环动力装置、催化净化装置、第一冷却器、气水分离器及吸附干燥装置，最后经第一调压装置接入退火炉的进气口。本发明实现了退火炉尾气的净化处理，且净化处理后的气体可以循环利用，有效降低了能耗。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种罩式光亮退火炉或连续退火炉，尤其涉及一种退火炉系统的尾气 回收净化循环利用装置及工艺，主要用于罩式光亮退火炉或者连续退火炉的尾气处理。 -种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置及工艺

【背景技术】
[0002] 目前，罩式光亮退火炉用保护气主要为纯氢气，并且尾气基本上直接燃烧掉或对 大气排空，还有一部分厂家回收也仅仅是将一部分气当做燃烧气进行燃烧回收热量，这样 不仅浪费了能量，并且很不安全。现有的罩式光亮退火炉系统的尾气回收净化循环利用工 艺主要有两种：
[0003] 第一种：如中国专利（CN101956061B)公开的钟罩式光亮退火炉保护气回收循环 利用工艺及其装置，是通过冷处理对尾气进行预处理，但是此工艺对尾气中的杂质不能进 行有效处理，会造成设备管道的污染，吸附剂失效等问题，提高设备的维护成本。
[0004] 第二种：如中国专利（CN102538488B)公开的一种罩式光亮退火炉系统的尾气净 化循环利用装置及工艺，是通过淋洗进行预处理，处理了尾气中存在杂质的问题，但是会带 入饱和水，增加了后续的处理问题，提高了设备的生产成本。
[0005] 因此，研制出一种更经济有效的罩式光亮退火炉系统用于尾气的净化是本领域技 术人员努力的方向。


【发明内容】

[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置 及工艺，提高了退火炉尾气的处理净化能力，降低了生产成本。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种退火炉系统的尾气回收净 化循环利用装置，包括吸附净化装置、循环动力装置、催化净化装置或除氧器、第一冷却器、 气水分离器、吸附干燥装置以及连接各部分之间的管路，所述吸附净化装置进气口与退火 炉尾气排放口连接，所述吸附净化装置的出气口与所述循环动力装置相连，该循环动力装 置的出气口经所述催化净化装置或除氧器后依次接入第一冷却器、气水分离器以及吸附干 燥装置，所述吸附干燥装置的出气口经管路接入退火炉的进气口上，所述管路上设有第一 调压装置。
[0008] 上述技术方案中，所述退火炉尾气排放口管路上接有恒压阀，所述恒压阀上设有 第一、第二两个出气口，第一出气口与所述吸附净化装置相连，第二出气口与退火炉尾气放 空总管相连；所述恒压阀与退火炉尾气排放口之间的管路上还设有检测接口，该检测接口 接有压力检测器及气体检测器。
[0009] 上述技术方案中，所述退火炉尾气排放口与所述吸附净化装置之间的管路上还设 有一除尘集油装置，所述除尘集油装置包括前后两级集油器，所述集油器上设有清洗口，集 油器外壁上还设有冷却夹套，且所述前后两级集油器的进、出口上分别设置有旁通阀。
[0010] 上述技术方案中，所述吸附净化装置与循环动力装置之间的管路上设置有一回收 安全保护装置，所述回收安全保护装置包括第一压力变送器、氧分仪、自动切断阀及背压 阀，并依次设置于所述管路上，所述管路上还设有安全放空总管，所述安全放空总管上安装 有自动放空阀，所述氧分仪及第一压力变送器的信号输出端与PLC控制器连接，所述PLC控 制器的输出端分别与所述自动切断阀、自动放空阀相连。
[0011] 上述技术方案中，所述氧分仪及第一压力变送器检测系统氧含量及压力值，并经 所述氧分仪及第一压力变送器的信号输出端将信号传输至所述PLC控制器，当检测到系统 氧含量及压力值高于预设临界值时，所述PLC控制器的信号输出端控制所述自动切断阀切 断管路，同时控制所述自动放空阀打开，将尾气从所述安全放空总管排出。
[0012] 上述技术方案中，所述循环动力装置包括一变频循环风机，所述变频循环风机的 进气口的管路上设有第二压力变送器，所述变频循环风机的进、出口上并接有一氢气回流 管路，所述氢气回流管路上安装有压力调节阀与第二冷却器；在所述变频循环风机的出气 口端的管路上依次安装有第三压力变送器、温度变送器及自动控制阀，所述第二、第三压力 变送器及温度变送器的信号输出端分别与PLC控制器连接，所述PLC控制器的输出端分别 与所述变频循环风机及所述自动控制阀相连。
[0013] 上述技术方案中，所述第二、第三压力变送器分别检测所述变频循环风机进、出口 处的压力，所述温度变送器检测变频循环风机出口处的温度，检测获得的压力信号及温度 信号分别传输至所述PLC控制器，当测得变频循环风机出口处的压力低于预设极限值时， 所述PLC控制器控制所述自动控制阀关闭阀门，使尾气从氢气回流管路回流到变频循环风 气的进口，并经变频循环风机重新增压，当压力恢复正常值后，所述PLC控制器控制所述自 动控制阀开启阀门；当测得变频循环风机出口处的温度高于预设温度饱和值时，所述PLC 控制器控制所述自动控制阀关闭阀门，使尾气经氢气回流管路进行冷却降温，并回流到变 频循环风机的进口，经变频循环风机重新增压增温，温度恢复正常值后，PLC控制器控制所 述自动控制阀开启阀门。
[0014] 上述技术方案中，所述自动控制阀与催化净化装置或除氧器之间的连接管路上设 有保温层。
[0015] 上述技术方案中，所述吸附净化装置由若干个吸附净化器并联组成，每个所述吸 附净化器之间设有控制阀，且对应每个所述吸附净化器的出口管路上设有一除尘过滤器。
[0016] 上述技术方案中，所述吸附净化装置的进、出口上并接有一压差计。
[0017] 上述技术方案中，所述吸附干燥装置至少包括有两个吸附干燥器，所述吸附干燥 器内设有除油吸附剂、除杂吸附剂及除水吸附剂，所述吸附干燥器上设有氮气再生接口和 自身气再生接口，其中所述氮气再生接口与氮气管路连接，所述自身气再生接口与回流管 路连接，所述吸附干燥装置经第三冷却器分别与安全放空总管及除尘集油装置的进气口相 连。
[0018] 上述技术方案中，所述吸附干燥装置出口管路上安装有氢气分析仪、微氧分析仪 及露点分析仪。
[0019] 上述技术方案中，所述吸附干燥装置出口处并接有一自循环管路，该自循环管路 经第二调压装置与除尘集油装置的进气口端相连。
[0020] 为达到上述目的，本发明采用了一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用工艺， 其工艺步骤为：
[0021] ①将退火炉产生的尾气接入除尘集油装置；
[0022] ②经除尘集油后的尾气接入吸附净化装置进行深度除杂；
[0023] ③尾气经吸附净化装置处理后再经回收安全保护装置接入到循环动力装置进行 增压；
[0024] ④增压后的气体进入催化净化装置或除氧器，净化后的气体再接入第一冷却器进 行冷却；
[0025] ⑤将冷却后的气体接入气水分离器，分离出气体中的液态水；
[0026] ⑥将步骤⑤中的气体接入吸附干燥装置进行深度除水并去除杂质，然后将净化后 的气体通过第一调压装置调压后送入退火炉内循环使用。
[0027] 上述技术方案中，所述第一调压装置将退火炉的进气压力维持在20MBar? 49MBar，所述第一调压装置包括缓冲器、压力调节阀、补气管路及第四压力变送器，所述补 气管路上设有自动补气阀，所述第四压力变送器信号输出端与PLC控制器连接，PLC控制器 输出端与所述自动补气阀的控制端相连。
[0028] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比至少具有如下有益的技术效 果：
[0029] 1、本发明中通过除尘集油装置除去尾气中大部分的炭黑及油污，然后吸附净化装 置将尾气中的油污、轻烃、硫化氢及灰尘等去除，经过初步净化后的尾气再由循环动力装置 进行增压输送至催化净化装置进行除氧等，再经第一冷却器、气水分离器及吸附干燥装置 除去尾气中剩余的水分、二氧化碳等杂质气体，最后将净化后的气体送至退火炉内进行循 环利用，有效的避免了尾气直接燃烧或对大气排放造成的污染，也大大节约了能源，降低了 生产成本；
[0030] 2、本发明中除尘集油装置利用旋风分离、冷却夹套冷却以及过滤的方式对尾气进 行预处理，同时吸附净化装置进行进一步对尾气除油、除尘，采用干式的尾气处理方法，与 以往采用冷却的预处理方式相比，尾气中的大部分杂质被预处理掉，不会将水分带入到尾 气处理系统中，保证了管道的通畅，延长了吸附剂的使用寿命，降低了设备的维护率，也就 是降低了使用成本；
[0031] 3、本发明中除尘集油装置利用旋风分离、冷却夹套冷却以及过滤的方式对尾气进 行预处理，同时吸附净化装置进行进一步对尾气除油、除尘，采用干式的尾气处理方法，与 以往采用淋洗的预处理方式相比，不会将水分带入到尾气处理系统中，解决了后续处理饱 和水的问题，降低了生产成本，提高了经济效益；
[0032] 4、本发明中采用干式尾气处理方法，不会将水分带入到尾气处理系统中，与以往 湿式尾气处理方法相比，系统的后级处理器无需处理多余的水分，后级处理器可以做得更 小，有效的降低了生产成本；
[0033] 5、本发明中吸附净化装置由若干个吸附净化器并联组成，每个所述吸附净化器之 间设有控制阀，多个吸附净化器可以同时启用，提高系统的尾气净化能力，也可以切换使 用，对暂不使用的吸附净化器进行停机维护，延长其使用寿命；
[0034] 6、本发明中在吸附净化装置与循环动力装置之间的管路上设置一回收安全保护 装置，通过回收安全保护装置检测管路中的气体氧含量及压力，并进行控制，保证系统的安 全。

【专利附图】

【附图说明】
[0035] 图1是本发明实施例一中的结构示意图；
[0036] 图2是本发明实施例一中吸附净化装置的结构示意图；
[0037] 图3是本发明实施例一中循环动力装置的结构示意图；
[0038] 图4是本发明实施例一中第一调压装置的结构示意图；
[0039] 图5是本发明实施例三中的结构示意图；
[0040] 图6是本发明实施例三中除尘集油装置的结构示意图；
[0041] 图7是本发明实施例五中的结构示意图；
[0042] 图8是本发明实施例五中回收安全保护装置的结构示意图。
[0043] 其中：1、除尘集油装置；11、一级除尘集油器；12、二级除尘集油器；13、旁通阀；2、 吸附净化装置；21、吸附净化器；22、除尘过滤器；23、压差计；3、循环动力装置；31、变频循 环风机；32、第二压力变送器；33、氢气回流管路；34、压力调节阀；35、第二冷却器；36、第三 压力变送器；37、温度变送器；38、自动控制阀；4、催化净化装置；5、自循环管路；51、第二调 压装置；52、吸附干燥器；53、第三冷却器；6、第一调压装置；61、缓冲器；62、压力调节阀； 63、补气管路；64、第四压力变送器；65、自动补气阀；7、退火炉；71、恒压阀；72、尾气放空 总管；73、检测接口；9、回收安全保护装置；91、第一压力变送器；92、氧分仪；93、自动切断 阀；94、背压阀；95、安全放空总管；96、自动放空阀；10、PLC控制器连接；110、第一冷却器； 111、气水分离器。

【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
[0045] 实施例一：如图1?4所示，一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，包括 吸附净化装置2、循环动力装置3、催化净化装置4、第一冷却器110、气水分离器111、吸附干 燥装置以及连接各部分之间的管路，所述吸附净化装置2的进气口与退火炉7尾气排放口 连接，所述吸附净化装置2的出气口与所述循环动力装置3相连，该循环动力装置3的出气 口经所述催化净化装置4后依次接入第一冷却器110、气水分离器111以及吸附干燥装置， 所述吸附干燥装置的出气口经管路接入退火炉7的进气口上，所述管路上设有第一调压装 置6。
[0046] 所述退火炉7尾气排放口管路上接有恒压阀71，所述恒压阀71上设有第一、第二 两个出气口，第一出气口与所述吸附净化装置2相连，第二出气口与退火炉7尾气放空总管 72相连；所述恒压阀71与退火炉7尾气排放口之间的管路上还设有检测接口 73,该检测接 口 73接有压力检测器及气体检测器。恒压阀71可以防止系统外部的气体进入到退火炉7 内，在退火炉7放空作业时，压力检测器及气体检测器检测炉压，通过恒压阀71控制，如果 炉压过高，需要将部分尾气从尾气放空总管72排出，用以维持、保证退火炉7内的压力。
[0047] 如图3所示，所述循环动力装置3包括一变频循环风机31，所述变频循环风机31 的进气口的管路上设有第二压力变送器32,所述变频循环风机31的进、出口上并接一氢气 回流管路33,所述氢气回流管路33上安装有压力调节阀34与第二冷却器35,在本实施例 中，压力调节阀34也可以是流量调节阀。在所述变频循环风机31的出气口端的管路上依 次安装有第三压力变送器36、温度变送器37及自动控制阀38,所述第二压力变送器32、第 三压力变送器36及温度变送器37的信号输出端分别与PLC控制器10连接，所述PLC控制 器10的输出端分别与所述变频循环风机31及所述自动控制阀38相连。
[0048] 尾气经过除尘集油装置1以及吸附净化装置2处理后，尾气的温度以及压力比较 低，不能满足催化净化装置4内部催化剂所反应需要温度及压力，势必会导致净化的缺陷， 致使尾气的处理不合格，所以通过变频循环风机31对气体进行增压、增温。变频循环风机 31进行增压时，第二压力变送器32、第三压力变送器36可以调节变频循环风机31的前后 压力，当变频循环风机31出气口管路上的压力低于或高于设定值、温度过高时，PLC控制器 控制自控控制阀关闭，切断管路与后级处理器之间的连接，使变频循环风机31出气口的气 体通过氢气回流管路33进行处理，然后回到变频循环风机31的进气口进行再次增压、增 温，以到达设定压力、温度。氢气回流管路33上的气体是经过变频循环风机31增压、增温 过的，所以在氢气回流管路33上设置压力调节阀34进行压力调节，温度过高的尾气经第二 冷却器35冷却降温，从而使气体回流到变频循环风机31的进气口的气压及温度正常，以符 合第二压力变送器32的设定值，这样气体经变频循环风机31进行再次增压、增温，使其压 力及温度达到设定值。这时，温度变送器37及第三压力变送器36将测定的数值反馈到PLC 控制器，由PLC控制器控制自动控制阀打开，使气体进入到后级处理器当中。
[0049] 在本实施例中，为了提供给催化净化装置4内部催化剂最好的反应条件，以保证 尾气更好的处理，所以循环动力装置3与催化净化装置4之间的管路尽可能的选取较短的 路程，同时在自动控制阀38与催化净化装置4之间的连接管路上设有保温层，进行保温，用 以有效利用气体的压缩热来保证催化净化装置4内部催化剂的反应，有效的利用热量。
[0050] 本实施例中，在催化净化装置4中装有轻烃裂解催化剂、除氧催化剂以及一氧化 碳转换催化剂，利用催化净化装置4中的三种催化剂，除去尾气中的氧气，将一氧化碳转化 为二氧化碳，裂解掉部分长链轻烃，以便于后级吸附干燥装置的吸附。
[0051] 如图2所示，所述吸附净化装置2由两个吸附净化器21并联组成，每个所述吸附 净化器21之间设有控制阀，且对应每个所述吸附净化器21的出口管路上设有一除尘过滤 器22。吸附净化器21可以除去尾气中轧制油高温的分解产物中的轻烃、乳化液中残留物中 的硫化氢以及油污，同时在出口管路上设置的除尘过滤器22可以将尾气中的杂质或者吸 附净化器21处理尾气所产生的杂质除去。在本实施例中，在所述吸附净化装置2的进、出 口上并接有一压差计23,两个吸附净化器21并联设置，在实际使用时，只使用其中一个吸 附净化器21，一个吸附净化器21使用3个月左右，会因为内部油污灰尘等杂质过多，而造 成堵塞，由于压差计23的设置，当压差计23所检测到的压力超过设定值时，代表正在使用 的这个吸附净化器21需要更换了。这时，通过控制阀关闭正在使用的吸附净化器21，进行 更换，同时，开启另外一个未使用的吸附净化器21，切换使用，保证吸附净化器21的使用寿 命；当然，两个吸附净化器21也可同时使用，提高吸附净化的效率。
[0052] 如图1所示，所述吸附干燥装置出口处并接有一自循环管路5,该自循环管路5经 第二调压装置51与吸附净化装置2的进气口端相连。且所述吸附干燥装置出口管路上安 装有氢气分析仪、微氧分析仪及露点分析仪。当氢气分析仪、微氧分析仪及露点分析仪检测 到气体不合格时，尾气会流入到自循环管路5内，并经第二调压装置51调压，送入到吸附净 化装置2重新开始净化。
[0053] 所述吸附干燥装置包括有两个吸附干燥器52,所述吸附干燥器52内设有除油吸 附剂、除杂吸附剂及除水吸附剂，所述吸附干燥器52上设有氮气再生接口和自身气再生接 口，其中所述氮气再生接口与氮气管路连接，所述自身气再生接口与回流管路连接，所述吸 附干燥装置经第三冷却器53分别与安全放空总管95及除尘集油装置1的进气口相连。第 三冷却器53有两个出气口，一个出气口经管路接入到安全放空总管95上，另一个出其口经 管路接入到自循环管路5上，并经第二调压装置51接入到除尘集油装置1内。两个吸附干 燥器52可以深度吸附气体中含有的水、二氧化碳、短链碳氢化合物等杂质气体，并将杂质 排放到系统外部。
[0054] 如上所述，吸附剂再生采用的是加热氮气吹扫再生，这种再生方式可以把吸附下 来的大量水和少量的无害气体通过安全放空总管95放空掉，避免再生气回到系统内重复 吸附。而再生气的用量大约为处理气量的12%?18%，有效的节约了能源，降低了生产成 本。当再生气体不合格时，如果其中杂质较少的话，将这一部分不合格的再生气体会经第三 冷却器53接入到自循环管路5上，重新进入除尘集油装置1进行净化流程，如果其中杂质 较多的话，就通过安全放空总管95排放掉。
[0055] 为达到尾气回收净化循环利用的目的，本实施例中采用了一种退火炉系统的尾气 回收净化循环利用工艺，其工艺步骤为：
[0056] ①将退火炉7产生的尾气接入吸附净化装置2,除去尾气中大部分的炭黑、油污、 轻烃、硫化氢以及其它灰尘杂质；
[0057] ②尾气经吸附净化装置2处理后接入到循环动力装置3进行增压、增温；
[0058] ③增压、增温后的气体进入催化净化装置4,除去尾气中的氧气、将一氧化碳转化 成二氧化碳，裂解掉长链的轻烃，然后将净化后的气体再接入第一冷却器110进行冷却；
[0059] ④将冷却后的气体接入气水分离器111，分离出气体中的液态水；
[0060] ⑤将步骤④中的气体接入吸附干燥装置，深度吸附掉气体中含有的水、二氧化碳、 短链碳氢化合物等杂质气体，然后将净化后的气体通过第一调压装置6调压后送入退火炉 7内循环使用。
[0061] 如图4所示，所述第一调压装置6将退火炉7的进气压力维持在20MBar?49MBar， 本实施例中压力维持在35Mbar。所述第一调压装置6包括缓冲器61、压力调节阀62、补气 管路63及第四压力变送器64,所述补气管路63上设有自动补气阀65,所述第四压力变送 器64信号输出端与PLC控制器10连接，PLC控制器10输出端与所述自动补气阀65的控 制端相连。当系统压力过低时，自动补气阀65打开，通过补气管路63进行补气，保证供气 的压力，同时压力调节阀62可以调整退火炉7的进气压力。
[0062] 实施例二：一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，包括吸附净化装置、循 环动力装置、除氧器、第一冷却器、气水分离器、吸附干燥装置以及连接各部分之间的管路， 所述吸附净化装置进气口与退火炉尾气排放口连接，所述吸附净化装置的出气口与所述循 环动力装置相连，该循环动力装置的出气口经所述除氧器后依次接入第一冷却器、气水分 离器以及吸附干燥装置，所述吸附干燥装置的出气口经管路接入退火炉的进气口上，所述 管路上设有第一调压装置。
[0063] 在本实施例中，其结构与实施例一基本相似的，唯一的不同点就是用除氧器将实 施例一中的催化净化装置替换掉，但是其它的结构以及工艺都没有变化，而本实施例中的 除氧器主要作用就是除去尾气中的氧气。
[0064] 实施例三：如图5、6所不，一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，在本实 施例中，其结构与实施例一基本相似，不同点在于：所述退火炉尾气排放口与所述吸附净化 装置2之间的管路上还设有一除尘集油装置1，所述除尘集油装置1包括前后两级集油器， 分别为一级集油器11和二级集油器12,每级集油器上设有清洗口，集油器外壁上还设有冷 却夹套，且所述前后两级集油器的进、出口上分别设置有旁通阀13,如图6所示。工作时，尾 气以与集油器相切的方向吹入到集油器中，并沿着集油器的内壁旋转，由于气体的重量比 杂质及油污更轻，这时，气体会往集油器的上方流动，杂质及油污会向下方落下，考虑到从 退火炉7中出来的尾气温度较高，油污也可能是气化状态的，因此在集油器的外壁上设置 冷却夹套，对尾气进行冷却，使油污液化，下降到集油器的底部清洗口处，同时，在集油器的 上方设置过滤网，过滤掉部分被尾气吹上去的杂质。在本实施例中，一级集油器11内设置 粗过滤网，二级集油器12内设置细过滤网，集油器对尾气进行二次过滤除尘、除油，更加干 净。被初步处理过的尾气再进入到吸附净化装置2中，可以提高系统尾气的处理效率，减少 吸附净化装置2的工作量，延长吸附净化装置2的寿命。
[0065] 在本实施例中，除了多设置了一个除尘集油装置1，其它装置均与实施例一相似， 当然，设置除尘集油装置1之后，尾气的处理工艺也有相应的变化。在本实施例中采用了一 种退火炉系统的尾气回收净化循环利用工艺，其工艺步骤为：
[0066] ①将退火炉7产生的尾气接入除尘集油装置1，除去尾气中大部分的炭黑及油污； [0067] ②经除尘集油后的尾气接入吸附净化装置2进行深度除杂，将尾气中的微量油 污、轻烃、硫化氢以及其它灰尘杂质除掉；
[0068] ③尾气经吸附净化装置2处理后接入到循环动力装置3进行增压、增温；
[0069] ④增压、增温后的气体进入催化净化装置4,除去尾气中的氧气、将一氧化碳转化 成二氧化碳，裂解掉长链的轻烃，然后将净化后的气体再接入第一冷却器110进行冷却；
[0070] ⑤将冷却后的气体接入气水分离器111，分离出气体中的液态水；
[0071] ⑥将步骤⑤中的气体接入吸附干燥装置，深度吸附掉气体中含有的水、二氧化碳、 短链碳氢化合物等杂质气体，然后将净化后的气体通过第一调压装置6调压后送入退火炉 7内循环使用。
[0072] 实施例四：一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，在本实施例中，其结构 与实施例三基本相似，唯一的不同点就是用除氧器将实施例三中的催化净化装置替换掉， 但是其它的结构以及工艺都没有变化，而本实施例中的除氧器主要作用就是除去尾气中的 氧气。
[0073] 实施例五：如图7、8所示，一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，包括除 尘集油装置1、吸附净化装置2、循环动力装置3、催化净化装置4、第一冷却器110、气水分 离器111、吸附干燥装置以及连接各部分之间的管路，所述除尘集油装置1进气口与退火炉 7尾气排放口连接，所述除尘集油装置1的出气口与所述吸附净化装置2连接，所述吸附净 化装置2的出气口与所述循环动力装置3相连，该循环动力装置3的出气口经所述催化净 化装置4后依次接入第一冷却器110、气水分离器111以及吸附干燥装置，所述吸附干燥装 置的出气口经管路接入退火炉7的进气口上，所述管路上设有第一调压装置6。
[0074] 如图7、8所示，在本实施例中，其结构与实施例三基本相似，不同点在于：所述吸 附净化装置2与循环动力装置3之间的管路上设置有一回收安全保护装置9,所述回收安全 保护装置9包括第一压力变送器91、氧分仪92、自动切断阀93及背压阀94,并依次设置于 所述管路上，所述管路上还设有安全放空总管95,所述安全放空总管95上安装有自动放空 阀96,所述氧分仪92及第一压力变送器91的信号输出端与PLC控制器10连接，所述PLC 控制器10的输出端分别与所述自动切断阀93、自动放空阀96相连。在系统运作时，氧分仪 92及第一压力变送器91检测管路中气体的氧含量及压力，当氧含量及压力超过设定值时， 由PLC控制器10控制自动切断阀93切断气路的连接，不再向后级的管路送气，同时PLC控 制器10控制自控放空阀96,将前级管道内的气体通过安全放空总管95排放掉，以保证系统 的安全。同时，设置背压阀94,可以保证前级压力维持在设定压力之上，双重保护，用以保证 系统的安全。
[0075] 在本实施例中，除了多设置了一个回收安全保护装置9,其它装置均与实施例三相 似，当然，设置回收安全保护装置9之后，尾气的处理工艺也有相应的变化。在本实施例中 采用了一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用工艺，其工艺步骤为：
[0076] ①将退火炉7产生的尾气接入除尘集油装置1，除去尾气中大部分的炭黑及油污；
[0077] ②经除尘集油后的尾气接入吸附净化装置2进行深度除杂，将尾气中的微量油 污、轻烃、硫化氢以及其它灰尘杂质除掉；
[0078] ③尾气经吸附净化装置2处理后再经回收安全保护装置9接入到循环动力装置3 进行增压、增温；
[0079] ④增压、增温后的气体进入催化净化装置4,除去尾气中的氧气、将一氧化碳转化 成二氧化碳，裂解掉长链的轻烃，然后将净化后的气体再接入第一冷却器110进行冷却；
[0080] ⑤将冷却后的气体接入气水分离器111，分离出气体中的液态水；
[0081] ⑥将步骤⑤中的气体接入吸附干燥装置，深度吸附掉气体中含有的水、二氧化碳、 短链碳氢化合物等杂质气体，然后将净化后的气体通过第一调压装置6调压后送入退火炉 7内循环使用。
[0082] 实施例六：一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，在本实施例中，其结 构与实施例五基本相似的，唯一的不同点就是用除氧器将实施例一中的催化净化装置替换 掉，但是其它的结构以及工艺都没有变化，而本实施例中的除氧器主要作用就是除去尾气 中的氧气。
[〇〇83] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳 实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术 方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发 明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：包括吸附净化装置、 循环动力装置、催化净化装置或除氧器、第一冷却器、气水分离器、吸附干燥装置以及连接 各部分之间的管路，所述吸附净化装置进气口与退火炉尾气排放口连接，所述吸附净化装 置的出气口与所述循环动力装置相连，该循环动力装置的出气口经所述催化净化装置或除 氧器后依次接入第一冷却器、气水分离器以及吸附干燥装置，所述吸附干燥装置的出气口 经管路接入退火炉的进气口上，所述管路上设有第一调压装置。
2. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述退火炉尾气排放口管路上接有恒压阀，所述恒压阀上设有第一、第二两个出气口，第一出 气口与所述吸附净化装置相连，第二出气口与退火炉尾气放空总管相连；所述恒压阀与退 火炉尾气排放口之间的管路上还设有检测接口，该检测接口接有压力检测器及气体检测 器。
3. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述退火炉尾气排放口与所述吸附净化装置之间的管路上还设有一除尘集油装置，所述除尘 集油装置包括前后两级集油器，所述集油器上设有清洗口，集油器外壁上还设有冷却夹套， 且所述前后两级集油器的进、出口上分别设置有旁通阀。
4. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述吸附净化装置与循环动力装置之间的管路上设置有一回收安全保护装置，所述回收安全 保护装置包括第一压力变送器、氧分仪、自动切断阀及背压阀，并依次设置于所述管路上， 所述管路上还设有安全放空总管，所述安全放空总管上安装有自动放空阀，所述氧分仪及 第一压力变送器的信号输出端与PLC控制器连接，所述PLC控制器的输出端分别与所述自 动切断阀、自动放空阀相连。
5. 根据权利要求4所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述氧分仪及第一压力变送器检测系统氧含量及压力值，并经所述氧分仪及第一压力变送器 的信号输出端将信号传输至所述PLC控制器，当检测到系统氧含量及压力值高于预设临界 值时，所述PLC控制器的信号输出端控制所述自动切断阀切断管路，同时控制所述自动放 空阀打开，将尾气从所述安全放空总管排出。
6. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述循环动力装置包括一变频循环风机，所述变频循环风机的进气口的管路上设有第二压力 变送器，所述变频循环风机的进、出口上并接有一氢气回流管路，所述氢气回流管路上安装 有压力调节阀与第二冷却器；在所述变频循环风机的出气口端的管路上依次安装有第三压 力变送器、温度变送器及自动控制阀，所述第二、第三压力变送器及温度变送器的信号输出 端分别与PLC控制器连接，所述PLC控制器的输出端分别与所述变频循环风机及所述自动 控制阀相连。
7. 根据权利要求6所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述第二、第三压力变送器分别检测所述变频循环风机进、出口处的压力，所述温度变送器检 测变频循环风机出口处的温度，检测获得的压力信号及温度信号分别传输至所述PLC控制 器，当测得变频循环风机出口处的压力低于预设极限值时，所述PLC控制器控制所述自动 控制阀关闭阀门，使尾气从氢气回流管路回流到变频循环风气的进口，并经变频循环风机 重新增压，当压力恢复正常值后，所述PLC控制器控制所述自动控制阀开启阀门；当测得变 频循环风机出口处的温度高于预设温度饱和值时，所述PLC控制器控制所述自动控制阀关 闭阀门，使尾气经氢气回流管路进行冷却降温，并回流到变频循环风机的进口，经变频循环 风机重新增压增温，温度恢复正常值后，PLC控制器控制所述自动控制阀开启阀门。
8. 根据权利要求1或6所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于： 所述自动控制阀与催化净化装置或除氧器之间的连接管路上设有保温层。
9. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述吸附净化装置由若干个吸附净化器并联组成，每个所述吸附净化器之间设有控制阀，且 对应每个所述吸附净化器的出口管路上设有一除尘过滤器。
10. 根据权利要求9所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述吸附净化装置的进、出口上并接有一压差计。
11. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述吸附干燥装置至少包括有两个吸附干燥器，所述吸附干燥器内设有除油吸附剂、除杂吸 附剂及除水吸附剂，所述吸附干燥器上设有氮气再生接口和自身气再生接口，其中所述氮 气再生接口与氮气管路连接，所述自身气再生接口与回流管路连接，所述吸附干燥装置经 第三冷却器分别与安全放空总管及除尘集油装置的进气口相连。
12. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述吸附干燥装置出口管路上安装有氢气分析仪、微氧分析仪及露点分析仪。
13. 根据权利要求1所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用装置，其特征在于：所 述吸附干燥装置出口处并接有一自循环管路，该自循环管路经第二调压装置与除尘集油装 置的进气口端相连。
14. 一种退火炉系统的尾气回收净化循环利用工艺，其工艺步骤为： ① 将退火炉产生的尾气接入除尘集油装置； ② 经除尘集油后的尾气接入吸附净化装置进行深度除杂； ③ 尾气经吸附净化装置处理后再经回收安全保护装置接入到循环动力装置进行增 压； ④ 增压后的气体进入催化净化装置或除氧器，净化后的气体再接入第一冷却器进行冷 却； ⑤ 将冷却后的气体接入气水分离器，分离出气体中的液态水； ⑥ 将步骤⑤中的气体接入吸附干燥装置进行深度除水并去除杂质，然后将净化后的气 体通过第一调压装置调压后送入退火炉内循环使用。
15. 根据权利要求14所述的退火炉系统的尾气回收净化循环利用工艺，其特征在于： 所述第一调压装置将退火炉的进气压力维持在20MBar?49MBar，所述第一调压装置包括 缓冲器、压力调节阀、补气管路及第四压力变送器，所述补气管路上设有自动补气阀，所述 第四压力变送器信号输出端与PLC控制器连接，PLC控制器输出端与所述自动补气阀的控 制端相连。
【文档编号】F27D17/00GK104110972SQ201410363054
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】郭杰, 程长圣, 刘春 , 吴云南 申请人:苏州新思气体系统有限公司