鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用工藝及其裝置

鐘罩式光亮退火爐用保護(hù)氣主要為純氫氣或富氫氣，并且尾氣基本上直接燃燒掉或?qū)Υ髿馀趴眨€有一部分廠家回收也僅僅是將一部分氣當(dāng)做燃燒氣進(jìn)行燃燒回收熱量。這樣不僅浪費(fèi)了能量，并且很不安全。

鐘罩式全氫光亮退火爐氫氣回收循環(huán)利用系統(tǒng)

（一）背景技術(shù)

目前，鐘罩式光亮退火爐用保護(hù)氣主要為純氫氣或富氫氣，并且尾氣基本上直接燃燒掉或?qū)Υ髿馀趴?，還有一部分廠家回收也僅僅是將一部分氣當(dāng)做燃燒氣進(jìn)行燃燒回收熱量。這樣不僅浪費(fèi)了能量，并且很不安全。

鐘罩式光亮退火爐，一般通入的保護(hù)氣為純氫氣或者75%氫與25%氮?dú)饣旌蠚猓ㄒ韵潞喎Q保護(hù)氣）。要求退火的產(chǎn)品從進(jìn)入罩式爐到成品出爐一般要24～72小時(shí)，除了剛開始裝爐及退火結(jié)束出爐抽真空或者置換氣體通氮?dú)馔?，其他時(shí)間都通保護(hù)氣，保護(hù)氣的氣量一般為12～20Nm3/h，這部分保護(hù)氣實(shí)際在運(yùn)行過程中實(shí)際損耗氣只有5%左右，其余保護(hù)氣直接燃燒掉或?qū)Υ髿馀趴铡?

因此，設(shè)計(jì)開發(fā)一種能夠?qū)⒗速M(fèi)的大部分保護(hù)氣進(jìn)行回收利用的設(shè)備及工藝，具有重要的意義。

（二）國家發(fā)明專利

蘇州品源氣體設(shè)備有限公司在2010年7月27日申請并于2012年7月25日獲得中國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利號：2010 1 0237270.6， 。保護(hù)氣包含富氫氣（氨分解氣）及純氫。

本氫氣回收系統(tǒng)的目的：

是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用工藝及其裝置，實(shí)現(xiàn)將保護(hù)氣進(jìn)行回收處理凈化并且再作為保護(hù)氣進(jìn)入退火爐循環(huán)利用。

鐘罩式光亮退火爐氫氣回收系統(tǒng)工作原理

本氫氣回收系統(tǒng)通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用裝置，特點(diǎn)是：在鐘罩式光亮退火爐群的回流保護(hù)氣出氣口端布置有冷卻冷凝器，冷卻冷凝器的出氣口端設(shè)置有汽水分離器，汽水分離器的出氣口端連接前級緩沖罐，前級緩沖罐的出氣口端與羅茨鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)口相連，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的出口連接吸油器，吸油器的出氣口端連接除氧器，除氧器的出氣口端依次布置有冷卻器和冷凝器，冷凝器的出氣口端經(jīng)過汽水分離器連接吸附再生式干燥裝置，吸附再生式干燥裝置的純氣出口端連通后級緩沖罐，后級緩沖罐接入至鐘罩式光亮退火爐群，吸附再生式干燥裝置的再生氣排氣口連接至冷卻冷凝器的進(jìn)氣口端，回收再生氫氣，做到氫氣全回收。

進(jìn)一步地，上述的鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用裝置，其中，在汽水分離器與前級緩沖罐之間的管路上設(shè)置有壓力變送器，在吸附再生式干燥裝置與后級緩沖罐之間的管路上設(shè)置有壓力變送器；在汽水分離器與前級緩沖罐之間的管路上設(shè)置有安全放空管路，安全放空管路上安裝有放空閥；在吸附再生式干燥裝置與后級緩沖罐之間的管路上設(shè)置有置換排氣管路，置換排氣管路上安裝有排氣閥；在汽水分離器與前級緩沖罐之間的管路上設(shè)置有氫氣補(bǔ)氣管路，氫氣補(bǔ)氣管路上安裝有控制閥；在吸附再生式干燥裝置的純氣出口與前級緩沖罐的進(jìn)氣口之間設(shè)置有氫氣回氣管路，氫氣回氣管路上安裝有壓力調(diào)節(jié)閥；在吸附再生式干燥裝置的純氣出口與前級緩沖罐的進(jìn)氣口之間設(shè)置有氫氣穩(wěn)壓管路，氫氣穩(wěn)壓管路上安裝有回流調(diào)節(jié)閥；前級緩沖罐進(jìn)氣管路上的壓力變送器的信號線分別與安全放空管路上的放空閥、氫氣補(bǔ)氣管路上的控制閥和氫氣回管路上的壓力調(diào)節(jié)閥相關(guān)聯(lián)；后級緩沖罐進(jìn)氣管路上的壓力變送器的信號線分別與置換排氣管路上的排氣閥和氫氣穩(wěn)壓管路上的回流調(diào)節(jié)閥相關(guān)聯(lián)。

更進(jìn)一步地，上述的鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用裝置，其中，所述吸附再生式干燥裝置的純氣出口端安裝有氫氣分析儀、微氧分析儀和露點(diǎn)儀。

鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用工藝，特點(diǎn)是：鐘罩式光亮退火爐群的回流保護(hù)氣經(jīng)冷卻冷凝器進(jìn)行油和氣的冷卻冷凝，冷凝冷卻后的保護(hù)氣進(jìn)入汽水分離器除去大部分的水和油，經(jīng)過冷卻除水除油后的保護(hù)氣進(jìn)入前級緩沖罐，保護(hù)氣經(jīng)過前級緩沖罐緩沖后通過羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行增壓，增壓后的保護(hù)氣經(jīng)過吸油器吸油和除氧器除氧，除氧器反應(yīng)生成水放出熱量，進(jìn)而保護(hù)氣再由冷卻器冷卻和冷凝器除水，冷卻除水后的保護(hù)氣進(jìn)入汽水分離器分離掉水，最后，保護(hù)氣再進(jìn)入吸附再生式干燥裝置進(jìn)行深度除水并去除雜質(zhì)，純氣經(jīng)后級緩沖罐減壓穩(wěn)壓后供給鐘罩式光亮退火爐群。上述的鐘罩式光亮退火爐保護(hù)氣回收循環(huán)利用工藝，其中，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)將保護(hù)氣增壓到10～49Kpa，保護(hù)氣的溫度上升20～80℃。

鐘罩式全氫光亮退火爐氫氣回收循環(huán)利用系統(tǒng)實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在：

實(shí)現(xiàn)將鐘罩式光亮退火爐群的回流保護(hù)氣進(jìn)行回收處理凈化，并且再作為保護(hù)氣進(jìn)入退火爐循環(huán)利用。從而，避免了保護(hù)氣直接燃燒掉或?qū)Υ髿馀趴?，大大?jié)省了能源，適應(yīng)節(jié)能減排發(fā)展方向，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)顯著，堪稱是具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性的好技術(shù)。2100433B

大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置專利目的

《大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置》所要解決的技術(shù)問題在于提供一種工藝線路合理、除塵效果好，窯尾廢氣煙塵排放濃度在10毫克/立方米以下，與2008年2月前已有工藝相比，投資可降低30％，特別適合去除微細(xì)粒子的大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置。

大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置技術(shù)方案

大型水泥窯煙氣治理工藝：從大型水泥窯窯尾排出的1000℃以上的高溫窯尾煙氣進(jìn)入窯尾預(yù)熱器，經(jīng)與窯尾預(yù)熱器中的物料進(jìn)行熱交換后，使窯尾預(yù)熱器中的物料被加熱，從而使窯尾排出的高溫窯尾煙氣溫度下降到約350℃，在高溫風(fēng)機(jī)的作用下，進(jìn)入窯尾煙氣管道，再由高溫風(fēng)機(jī)送入袋除塵器凈化，經(jīng)主排風(fēng)機(jī)，由煙囪排出，其特征在于：還含有增濕、降溫預(yù)除塵工序，經(jīng)窯尾預(yù)熱器排出的煙氣在煙氣管道中經(jīng)渦旋式增濕預(yù)除塵裝置增濕、降溫，由高溫風(fēng)機(jī)送入袋除塵器凈化，煙氣中的部分微塵在渦流板產(chǎn)生的渦流作用下團(tuán)聚、并與粉塵中的大顆粒一并落入灰斗中。

以30～45微米的霧化水對窯尾預(yù)熱器排出的煙氣在煙氣管道中進(jìn)行增濕，并使煙氣降溫至200℃以下。

大型水泥窯煙氣治理裝置：包括窯尾預(yù)熱器、高溫風(fēng)機(jī)、主排風(fēng)機(jī)、袋式除塵器，窯尾預(yù)熱器的上端經(jīng)煙氣管道與高溫風(fēng)機(jī)相通連，將窯尾煙氣引入煙氣管道中，高溫風(fēng)機(jī)還與袋式除塵器的進(jìn)氣口相連，以將煙氣引入袋式除塵器中進(jìn)行除塵，袋式除塵器的出氣口與煙囪相連，將凈化后的煙氣排出；其特征在于：在煙氣管道中設(shè)有由噴霧嘴、水管、壓力閥、渦流板、過濾板及控制機(jī)構(gòu)構(gòu)成的渦旋式增濕預(yù)除塵裝置，在煙氣管道的底部設(shè)有灰斗，灰斗內(nèi)設(shè)有斜置的百葉窗式過濾板，收集分離出的粉塵和大顆粒粉塵；灰斗的底部設(shè)有螺旋輸送機(jī)，將灰斗內(nèi)的灰塵輸出；灰斗與高溫風(fēng)機(jī)相通連，將降溫至200℃以下、且經(jīng)預(yù)除塵后的煙氣由高溫風(fēng)機(jī)引入袋式除塵器中?！洞笮退喔G煙氣治理工藝及其裝置》由于采用渦旋式增濕預(yù)除塵裝置，因而：一是大大改善窯尾高溫風(fēng)機(jī)的工作條件。窯尾高溫風(fēng)機(jī)是燒成系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。它的工作狀況直接關(guān)系到整條生產(chǎn)線產(chǎn)量和水泥熟料質(zhì)量以及系統(tǒng)的穩(wěn)定。經(jīng)渦旋式增濕預(yù)除塵裝置增濕、降溫后，煙氣的溫度由350-400℃降低到200℃以下，減少廢氣高溫對風(fēng)機(jī)的影響，同時(shí)減少了通風(fēng)體積流量，降低了風(fēng)機(jī)負(fù)荷。另外，經(jīng)渦旋式增濕預(yù)除塵裝置增濕、降溫后，一部分粉塵被收集下來，減少了高溫風(fēng)機(jī)上的風(fēng)葉結(jié)灰、磨損和葉輪失衡的隱患，從而提高了高溫風(fēng)機(jī)的工作可靠性和使用壽命。二是縮短了窯尾管道，降低生產(chǎn)線投資。三是用渦旋式管道增濕預(yù)除塵器代替原來的增濕塔，簡化了工藝流程，減少了占地面積，工藝布置更加合理，降低了能耗，大大減少了生產(chǎn)線投資，操作更方便。

渦旋式增濕預(yù)除塵裝置的水管與外設(shè)水源相連，水管經(jīng)壓力閥后與若干個(gè)噴霧嘴連接，噴霧嘴均勻地分布于煙氣管道內(nèi)壁的上部，對高溫?zé)煔膺M(jìn)行噴霧增濕、降溫；風(fēng)葉式渦流板安裝于噴霧嘴的下方，所產(chǎn)生渦流使煙氣在管道中旋轉(zhuǎn)，使煙氣中形成的較大顆粒在離心力作用下甩向管道內(nèi)壁，而達(dá)到與煙氣分離的目的。

在上述渦流板的下方設(shè)有冷風(fēng)閥，以便于吸入外部的冷風(fēng)，確保煙氣降溫到200℃以下。

上述灰斗為偏心式灰斗，可防止粉塵結(jié)拱，導(dǎo)致灰斗堵灰；并在偏心式灰斗的出氣口處設(shè)有百葉窗式過濾板，以進(jìn)一步增強(qiáng)預(yù)除塵效果，過濾出的粉塵直接落入灰斗內(nèi)。

控制機(jī)構(gòu)由控制柜、水箱、空壓機(jī)、維修旁路、工作泵、回路、溫控探頭和濕度探頭構(gòu)成，其溫控探頭分別安裝于煙氣管道的上端及灰斗內(nèi)，濕度探頭也安裝于灰斗內(nèi)，以控制煙氣管道中進(jìn)氣煙氣的溫度、出氣煙氣的溫度與濕度；水箱、回路、工作泵、維修旁路均與控制柜相連，且維修旁路與渦旋式增濕預(yù)除塵裝置的水管相連，渦旋式增濕預(yù)除塵裝置的噴霧嘴經(jīng)空壓機(jī)后與控制柜相連，以控制渦旋式增濕預(yù)除塵裝置的噴霧嘴的流量、壓力及霧化效果。

上述控制機(jī)構(gòu)中還含有壓力自控泵，該壓力自控泵經(jīng)工作泵與控制柜相連，以保證噴霧嘴的流量、壓力及霧化效果。

所述的袋式除塵器含有過濾室、凈氣室、濾袋、脈沖噴吹閥、提升閥、灰斗和輸灰裝置，過濾室的兩側(cè)分設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，進(jìn)氣口與過濾室下方的灰斗相通連，過濾室內(nèi)通過花板懸掛有若干個(gè)濾袋，濾袋內(nèi)設(shè)有籠架，過濾室上方凈氣室內(nèi)設(shè)有脈沖噴吹閥以及與其相連的噴吹管，噴吹管的底部對應(yīng)于各濾袋設(shè)有噴吹孔，凈氣室與出風(fēng)口經(jīng)提升閥后相通連；灰斗的下口經(jīng)卸料器與螺旋輸送機(jī)相連；在進(jìn)氣口處設(shè)有風(fēng)葉式散流板，該散流板一方面可將氣流中粒徑較大的粉塵直接擋入灰斗中，另一方面使煙氣擴(kuò)散，便于大顆粒粉塵沉降到灰斗中，而提高除塵效果。

在上述過濾室的進(jìn)氣口處設(shè)有縱向的均風(fēng)板，均風(fēng)板上對應(yīng)于濾袋之間的間隙而開設(shè)有若干個(gè)均風(fēng)孔；且均風(fēng)板的下端設(shè)有若干個(gè)斜置的弧形渦流板。這樣，可以將含塵氣體分為兩路，氣流中粒徑較大的粉塵向下運(yùn)行直接進(jìn)入灰斗，細(xì)的粉塵則隨氣流分別沿均風(fēng)板和渦流板運(yùn)行，向上的氣流再由均風(fēng)孔橫向進(jìn)入過濾室內(nèi)，向下的氣流由渦流板形成渦流后進(jìn)入過濾室內(nèi)，從而形成縱向和橫向兩路氣流通過濾袋過濾，確保了氣流分布的均勻性，提高了除塵器的除塵效果和工作效率，并且橫向氣流從濾袋的間隙進(jìn)入，縱向氣流的上升速度也得到了減速，避免和降低了對濾袋的沖刷作用，有效地提高了濾袋的使用壽命。

上述均風(fēng)板與其下端的渦流板呈105～120度夾角，以利于煙氣的合理分流。

上述設(shè)于濾袋內(nèi)由豎筋、固定環(huán)構(gòu)成的籠架，數(shù)只固定環(huán)呈上、下分布，數(shù)根豎筋固定于固定環(huán)的外側(cè)，所述的固定環(huán)為梅花形。由于濾袋是通過收縮、膨脹來實(shí)現(xiàn)過濾和清灰的，即當(dāng)濾袋進(jìn)行過濾時(shí)，濾袋收縮、變癟；當(dāng)進(jìn)行脈沖清灰時(shí)，濾袋迅速膨脹；而2008年2月前已有采用圓環(huán)形固定環(huán)的籠架與濾袋接觸面較大，降低過濾面積，增加運(yùn)行阻力，同時(shí)濾袋與籠架間的摩擦力較大，使濾袋易損。采用該梅花形固定環(huán)，則有效地減少了籠架與濾袋的接觸面積和摩擦力，提高了除塵效果，延長了濾袋的使用壽命，在維修時(shí)便于濾袋的抽出。

大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置有益效果

采用《大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置》后，使大型水泥窯窯尾煙氣治理的工藝流程更加簡單、合理，大大降低了制造成本，提高了除塵效率，除塵效果好，節(jié)能效果明顯，特別適用于去除大型水泥窯窯尾煙氣中的微細(xì)粒子。

《大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置》涉及煙氣凈化技術(shù)，特別是一種大型水泥窯煙氣治理技術(shù)，大型水泥窯煙氣治理技術(shù)分為大型水泥窯窯頭煙氣治理技術(shù)和大型水泥窯窯尾煙氣治理技術(shù)，該發(fā)明是主要針對日產(chǎn)4000噸以上的大型水泥窯窯尾煙氣治理的工藝及其裝置。

2009年，《大型水泥窯煙氣治理工藝及其裝置》獲得第六屆江蘇省專利項(xiàng)目獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。