一种镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置及其处理工艺的制作方法

本发明涉及冶金行业退火炉生产设备领域，具体涉及一种镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置，同时涉及一种镀锌连续退火炉尾气回收处理工艺。

背景技术：

目前，镀锌线连续退火炉用保护气主要为氮氢混合气，并且尾气基本上直接燃烧掉或对大气排空，这样不仅浪费了能量，并且很不安全。镀锌线连续退火炉，一般通入的保护气为氮氢混合气。保护气的氢气含量5％-30％不等，这部分保护气实际在运行过程中实际损耗气只有氢氢含量会有1％左右的损耗，其余保护气直接燃烧掉或对大气排空。有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

因此，设计开发一种能够将浪费的大部分保护气进行回收利用的设备及工艺，具有重要的意义。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，我们提出了一种镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置及其处理工艺，能减少退火炉80％以上的保护气用量，减少能源消耗，为用户节约成本，又减少工业尾气的排放。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置，包括尾气回收管路、一级增压系统、尾气预处理系统、二级增压系统、除氧器、预除水系统、吸附干燥系统、压力调节装置一和plc控制器，所述预除水系统包括中间连接有管路的第一冷却器、冷凝器和气水分离器，所述尾气回收管路与尾气放空管并联在退火炉尾气出口总管上，所述尾气回收管路出口与所述一级增压系统前端连接，所述一级增压系统后端与所述尾气预处理系统前端连接，所述尾气预处理系统后端连接所述二级增压系统前端，所述二级增压系统的出气口连接所述除氧器，所述除氧器与所述预除水系统的第一冷却器连接，第一冷却器与所述冷凝器连接，冷凝器与所述气水分离器连接，气水分离器与所述吸附干燥系统连接，吸附干燥系统经连接压力调节装置一后接入退火炉保护气进气总管，供镀锌线退火炉循环使用；所述plc控制器分别与所述一级增压系统、尾气预处理系统、二级增压系统、除氧器、预除水系统、吸附干燥系统、压力调节装置一电信号连接。

优选的，在退火炉尾气出口主管路上设置有压力变送器和氢分仪，并在尾气放空管路和尾气回收管路上均装有调节阀，退火炉尾气出口主管上的压力变送器和氢分仪通过plc控制器与所述调节阀相连。

优选的，所述一级增压系统包括第二冷却器、尾气收集罐、2台并联互为备用的一级变频增压机、增压后缓冲罐和超压排空管路，所述一级增压系统的进出口设置有切断阀，并装有氮气吹扫口、排空口；所述一级变频增压机进出口设置回流管路，回流管路上装有压力/流量调节阀和第三冷却器，在一级变频增压机进出口还分别设置压力变送器，一级变频增压机出口设置温度变送器；所述压力变送器、温度变送器通过plc控制器与一级变频增压机和自动控制阀电信号连接。

优选的，所述超压排空管路上设置有放空控制阀，一级变频增压机进出口的压力变送器均通过plc控制器与放空控制阀电信号相连。

优选的，所述尾气预处理系统包括吸附除油装置和过滤除尘除油装置组成，吸附除油装置由2组吸油器、加热器和相应的阀门组成，其中吸油器上装有压差计，吸油器再生出口管路上装有热电阻，过滤除尘除油装置由2组除尘除油过滤器和相应的阀门组成，其中除尘除油过滤器互为备用，并装有压差计。

优选的，所述二级增压系统由增压前缓冲罐、2台二级变频增压机、增压后吸油器和相应的阀门组成，其中2台二级变频增压机并联互为备用，二级变频增压机进出口设置回流管路，回流管路上装有压力/流量调节阀和第四冷却器，在二级变频增压机进出口还分别设置压力变送器，二级变频增压机出口设置温度变送器；在二级增压系统末端设置自动控制阀，压力变送器、温度变送器通过plc控制器与二级变频增压机和自动控制阀相连接。所述一级增压系统的缓冲罐上还连接有排污管路，在排污管路上设置有集污罐，集污罐进出口分别装有控制阀，在吸附干燥系统出口设置安全放空装置和压力变送器，放空装置上设置自动控制阀和压力平衡阀，安全放空管出口接放空总管。

优选的，所述吸附干燥系统至少包含两个吸附干燥器，吸附干燥器内装有除油吸附剂、除杂吸附剂和除水吸附剂；所述吸附干燥系统设有氮气再生及自身气再生两个接口；再生出气管路上装有第五冷却器，然后分别接至除尘集油装置前端和安全放空口，并设置自动切换阀；在所述吸附干燥系统出口管路上装有微氧分析仪和露点分析仪；在出气管路上分别接至自循环管路和压力调节装置一；在自循环管路上装有压力调节装置二；压力调节装置一包括缓冲器、压力调节阀组、补气管路、压力变送器；补气管路上设置有自动补气阀，压力变送器通过plc控制器与自动补气阀相连接。

一种镀锌线退火炉系统的尾气回收净化循环工艺，包括以下步骤：

第一步、利用上述的镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置将镀锌线连续退火炉系统产生的尾气经冷却器后把尾气温度降到12℃以下，并除去尾气中的大部分油污；

第二步、再将处理过的尾气经过一级增压系统进入尾气预处理系统进一步除去尾气中的油污和灰尘，并除去尾气中的残氨、碳氢化合物等杂质；

第三步、进入二级增压系统再次增压，增压后的气体首先进入除氧器除去氧气；

第四步、净化后气体再进入预除水系统，经冷却器冷却，冷凝器冷凝，通过气水分离器把水分离出来；

第五步、再经过吸附干燥系统进行气体的深度除水、除杂质气体，完成尾气的净化过程；

第六步、净化后的气体最后通过压力调节装置一调压后被送入镀锌线连续退火炉系统，以实现循环利用。

通过上述技术方案，本发明利用上述的镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置将镀锌线连续退火炉系统产生的尾气经冷却器后除去尾气中的大部分油污；再经过一级增压系统进入尾气预处理系统进一步除去尾气中的油污和灰尘，并除去尾气中的残氨、碳氢化合物等杂质；接着进入二级增压系统再次增压，增压后的气体首先进入除氧器除去氧气，再进入预除水系统，经冷却器冷却，冷凝器冷凝，通过气水分离器把水分离出来；再经过吸附干燥系统进行气体的深度除水、除杂质气体，完成尾气的净化过程，净化后的气体最后通过压力调节装置调压后被送入镀锌线连续退火炉系统，以实现循环利用。如此便能够减少退火炉80％以上的保护气用量，减少能源消耗，为用户节约成本，又减少工业尾气的排放，既能给本行业带来一定的经济效益，又符合国家提倡的节能环保的大政方针。从而达到了设计新颖、结构合理、且应用效果好的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的一种镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置的结构布局图；

图2为本发明实施例所公开的一种镀锌线退火炉系统的尾气回收净化循环工艺的工艺流程图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.尾气回收管路101.压力变送器2.一级增压系统21.第二冷却器22.尾气收集罐23.一级变频增压机24.增压后缓冲罐25.超压排空管路26.第三冷却器27.集污罐28.一级风机3.尾气预处理系统31.吸附除油装置32.过滤除尘除油装置311.吸油器312.加热器321.除尘除油过滤器4.二级增压系统41.增压前缓冲罐42.二级变频增压机43.增压后吸油器44.第四冷却器45.二级风机5.除氧器6.预除水系统61.第一冷却器62.冷凝器63.气水分离器7.吸附干燥系统71.放空装置72.吸附干燥器73.第五冷却器74.微氧分析仪75.露点分析仪8.压力调节装置一80.压力调节装置二81.缓冲器82.压力调节阀组83.氮气补气管84.氢气补气管9.plc控制器10.氢分仪11.尾气放空管12.尾气出口总管13.配气装置14.调压阀站15.镀锌连续退火炉

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例.

如图1所示，一种镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置，包括尾气回收管路1、一级增压系统2、尾气预处理系统3、二级增压系统4、除氧器5、预除水系统6、吸附干燥系统7、压力调节装置一8和plc控制器9，所述预除水系统6包括中间连接有管路的第一冷却器61、冷凝器62和气水分离器63，所述尾气回收管路1与尾气放空管11并联在退火炉尾气出口总管12上，所述尾气回收管路1出口与所述一级增压系统2前端连接，所述一级增压系统2后端与所述尾气预处理系统3前端连接，所述尾气预处理系统3后端连接所述二级增压系统4前端，所述二级增压系统4的出气口连接所述除氧器5，所述除氧器5与所述预除水系统6的第一冷却器61连接，第一冷却器61与所述冷凝器62连接，冷凝器62与所述气水分离器63连接，气水分离器63与所述吸附干燥系统7连接，吸附干燥系统7经连接压力调节装置一8后接入退火炉保护气进气总管13，供镀锌线退火炉循环使用；所述plc控制器9分别与所述一级增压系统2、尾气预处理系统3、二级增压系统4、除氧器5、预除水系统6、吸附干燥系统7、压力调节装置一8电信号连接。

其中，在退火炉尾气出口主管路12上设置有压力变送器101和氢分仪10，并在尾气放空管路11和尾气回收管路1上均装有调节阀，退火炉尾气出口主管12上的压力变送器101和氢分仪10通过plc控制器9与调节阀相连。所述一级增压系统2包括第二冷却器21、尾气收集罐22、2台并联互为备用的一级变频增压机23、增压后缓冲罐24和超压排空管路25，所述一级增压系统2的进出口设置有切断阀，并装有氮气吹扫口、排空口；所述一级变频增压机23进出口设置回流管路，回流管路上装有压力/流量调节阀和第三冷却器26，在一级变频增压机23进出口还分别设置压力变送器，一级变频增压机23出口设置温度变送器；所述压力变送器、温度变送器通过plc控制器9与一级变频增压机23和自动控制阀电信号连接。所述超压排空管路25上设置有放空控制阀，一级变频增压机23进出口的压力变送器均通过plc控制器9与放空控制阀电信号相连。所述尾气预处理系统3包括吸附除油装置31和过滤除尘除油装置32组成，吸附除油装置31由2组吸油器311、加热器312和相应的阀门组成，其中吸油器311上装有压差计，吸油器311再生出口管路上装有热电阻，过滤除尘除油装置32由2组除尘除油过滤器321和相应的阀门组成，其中除尘除油过滤器321互为备用，并装有压差计。所述二级增压系统4由增压前缓冲罐41、2台二级变频增压机42、增压后吸油器43和相应的阀门组成，其中2台二级变频增压机42并联互为备用，二级变频增压机4进出口设置回流管路，回流管路上装有压力/流量调节阀和第四冷却器44，在二级变频增压机42进出口还分别设置压力变送器，二级变频增压机42出口设置温度变送器；在二级增压系统4末端设置自动控制阀，压力变送器、温度变送器通过plc控制器9与二级变频增压机42和自动控制阀相连接。所述一级增压系统2的缓冲罐24上还连接有排污管路，在排污管路上设置有集污罐27，集污罐27进出口分别装有控制阀，在吸附干燥系统7出口设置安全放空装置71和压力变送器，放空装置71上设置自动控制阀和压力平衡阀，安全放空管出口接此处的放空总管。所述吸附干燥系统7至少包含两个吸附干燥器72，吸附干燥器72内装有除油吸附剂、除杂吸附剂和除水吸附剂；所述吸附干燥系统7设有氮气再生及自身气再生两个接口；再生出气管路上装有第五冷却器73，然后分别接至除尘集油装置32前端和安全放空口，并设置自动切换阀；在所述吸附干燥系统7出口管路上装有微氧分析仪74和露点分析仪75；在出气管路上分别接至自循环管路和压力调节装置一8；在自循环管路上装有压力调节装置二80；压力调节装置一8包括缓冲器81、压力调节阀组82、补气管路和压力变送器；补气管路包括氮气补气管83和氢气补气管84，补气管路上设置有自动补气阀，氮气和氢气分别通过氮气补气管83和氢气补气管84后经压力调节进入配气装置13，最后在经过调压阀站14进入镀锌连续退火炉15被再次利用，其中的压力变送器也通过plc控制器9与自动补气阀相连接。

如图2所示，一种镀锌线退火炉系统的尾气回收净化循环工艺，包括以下步骤：

s1、首先，利用上述的镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置将镀锌线连续退火炉系统产生的尾气经冷却器冷却，把尾气温度降到12℃以下，并除去尾气中的大部分油污；

s2、接着将处理过的尾气经过一级增压系统进入尾气预处理系统进一步除去尾气中的油污和灰尘，并除去尾气中的残氨、碳氢化合物等杂质；

s3、然后尾气再进入二级增压系统再次增压，增压后的气体首先进入除氧器除去氧气；

s4、接着除氧净化后气体再进入预除水系统，经冷却器冷却，冷凝器冷凝，通过气水分离器把水分离出来；

s5、再经过吸附干燥系统进行气体的深度除水、除杂质气体，完成尾气的净化过程；

s6、净化后的气体最后通过压力调节装置一调压后被送入镀锌线连续退火炉系统，以实现循环利用。

本技术方案的工作原理如下：在镀锌连续退火炉15的尾气出口总管12上设置压力变送器及氢分仪10。在尾气放空管11和尾气回收管路1上设置控制阀，当镀锌连续退火炉放空作业时，尾气排空控制阀打开，尾气回收控制阀关闭，并可根据压力值自动调节尾气排空控制阀的开度。当退火炉回收作业时，尾气回收控制阀打开，尾气放空控制阀关闭，并可根据压力值自动调节尾气回收控制阀的开度。当系统压力上限时，尾气放空控制阀打开，气体通过尾气放空控制阀放空。系统可根据尾气中的氢含量来自动选择回收还是放空。

一级增压系统2可通过第二冷却器21把尾气温度降到12℃以下，除去为其中大部分的油污；尾气收集罐22起到稳压作用，一级变频增压机23可通过风机前后的压力自动调节；还带有温度过高报警控制，出气装有自动切断阀，可用来作为一级风机28启停时的安全保护；一级风机28旁路回流阀，一级风机28进口压力低于设定值时，从一级风机28出口向一级风机28进口回气。保证系统的稳定运行。

尾气预处理系统3通过吸附除油装置31可深度除去油、大部分co2和长链碳氢化合物等，吸油器311有2组，正常一组工作，一组再生，可自动切换、连续使用，吸油器311的再生正常用氮气再生，可有效的把系统内的油和杂质气体排到系统外部；吸油器311进出口装有压差计，当压差大时，可提醒维护吸油器311；保证吸附除油装置31的稳定运行。

过滤除尘除油装置32进出口设置切断阀，并装有氮气吹扫口、排空口。便于维护。设置两级过滤除尘除油装置32，采用过滤的原理除去尾气中的灰尘及油污。

所述过滤除尘除油装置32设置两套并联，互为备用。防止其中一套坏掉或维修保养时，而影响镀锌连续退火炉系统的尾气回收净化循环装置的正常运行。

二级增压系统4设置有二级变频增压机42，二级变频增压机42可通过二级风机45前后的压力自动调节；还带有温度过高报警控制，出气装有自动切断阀，可用来作为二级风机45启停时的安全保护；二级风机45旁路回流阀，二级风机45进口压力低于设定值时，从二级风机45出口向二级风机45进口回气。保证系统的稳定运行。

排污管路上设置有集污罐27，集污罐27进出口分别装有控制阀，在吸附干燥系统7出口设置安全放空装置71和压力变送器，放空装置71设置自动控制阀和压力平衡阀，安全放空管出口接放空总管。

吸附干燥系统7至少包含两个吸附干燥器72，吸附干燥器72内装有除油吸附剂、除杂吸附剂、除水吸附剂；吸附干燥系统7设有氮气再生及自身气再生两个接口；再生出气管路上装有第五冷却器73，然后分别接至二级增压系统4前和安全放空口，并设置自动切换阀；在吸附干燥系统7出口管路上装有微氧分析仪74和露点分析仪75；在出气管路上分别接至自循环管路和压力调节装置一8；在自循环管路上装有压力调节装置二80；压力调节装置一8包括缓冲器81、压力调节阀组82、补气管路、压力变送器、氢分仪10；补气管路上设置有自动补气阀，压力变送器、氢分仪10通过plc控制器9与自动补气阀相连接。吸附干燥系统7可深度吸附气体中含有的水、co2、短链碳氢化合物等杂质气体，并可把杂质排放到系统之外，当微氧分析仪74、露点分析仪75检测到气体不合格时，气体通过压力调节装置二80通到前级重新进行净化处理。压力调节装置一8带有缓冲器81，可减小系统的压力波动，有补气管路，在系统压力低时能自动补气，保证供气压力；带自力式压力调节阀，可调整镀锌连续退火炉进气压力。

在本例中，本发明利用上述的镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置将镀锌线连续退火炉系统产生的尾气经冷却器后除去尾气中的大部分油污；再经过一级增压系统进入尾气预处理系统进一步除去尾气中的油污和灰尘，并除去尾气中的残氨、碳氢化合物等杂质；接着进入二级增压系统再次增压，增压后的气体首先进入除氧器除去氧气，再进入预除水系统，经冷却器冷却，冷凝器冷凝，通过气水分离器把水分离出来；再经过吸附干燥系统进行气体的深度除水、除杂质气体，完成尾气的净化过程，净化后的气体最后通过压力调节装置调压后被送入镀锌线连续退火炉系统，以实现循环利用。如此便能够减少退火炉80％以上的保护气用量，减少能源消耗，为用户节约成本，又减少工业尾气的排放，既能给本行业带来一定的经济效益，又符合国家提倡的节能环保的大政方针。从而达到了设计新颖、结构合理、且应用效果好的目的。

以上所述的仅是本发明的一种镀锌连续退火炉尾气回收处理循环利用装置及其处理工艺优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。