一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置及工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：包括吸附凈化裝置、循環動力裝置、催化凈化裝置或除氧器、第一冷卻器、氣水分離器、吸附干燥裝置以及連接各部分之間的管路，各個部分經管路依次連接，所述吸附凈化裝置進氣口與退火爐尾氣排放口連接，所述吸附干燥裝置的出氣口經管路接入退火爐的進氣口上，所述管路上設有第一調壓裝置。其工藝為：尾氣從退火爐出口依次通過吸附凈化裝置、循環動力裝置、催化凈化裝置、第一冷卻器、氣水分離器及吸附干燥裝置，最后經第一調壓裝置接入退火爐的進氣口。本發明實現了退火爐尾氣的凈化處理，且凈化處理后的氣體可以循環利用，有效降低了能耗。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種罩式光亮退火爐或連續退火爐，尤其涉及一種退火爐系統的尾氣 回收凈化循環利用裝置及工藝，主要用于罩式光亮退火爐或者連續退火爐的尾氣處理。 -種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置及工藝

【背景技術】
[0002] 目前，罩式光亮退火爐用保護氣主要為純氫氣，并且尾氣基本上直接燃燒掉或對 大氣排空，還有一部分廠家回收也僅僅是將一部分氣當做燃燒氣進行燃燒回收熱量，這樣 不僅浪費了能量，并且很不安全?，F有的罩式光亮退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用工 藝主要有兩種：
[0003] 第一種：如中國專利（CN101956061B)公開的鐘罩式光亮退火爐保護氣回收循環 利用工藝及其裝置，是通過冷處理對尾氣進行預處理，但是此工藝對尾氣中的雜質不能進 行有效處理，會造成設備管道的污染，吸附劑失效等問題，提高設備的維護成本。
[0004] 第二種：如中國專利（CN102538488B)公開的一種罩式光亮退火爐系統的尾氣凈 化循環利用裝置及工藝，是通過淋洗進行預處理，處理了尾氣中存在雜質的問題，但是會帶 入飽和水，增加了后續的處理問題，提高了設備的生產成本。
[0005] 因此，研制出一種更經濟有效的罩式光亮退火爐系統用于尾氣的凈化是本領域技 術人員努力的方向。


【發明內容】

[0006] 本發明要解決的技術問題是提供一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置 及工藝，提高了退火爐尾氣的處理凈化能力，降低了生產成本。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種退火爐系統的尾氣回收凈 化循環利用裝置，包括吸附凈化裝置、循環動力裝置、催化凈化裝置或除氧器、第一冷卻器、 氣水分離器、吸附干燥裝置以及連接各部分之間的管路，所述吸附凈化裝置進氣口與退火 爐尾氣排放口連接，所述吸附凈化裝置的出氣口與所述循環動力裝置相連，該循環動力裝 置的出氣口經所述催化凈化裝置或除氧器后依次接入第一冷卻器、氣水分離器以及吸附干 燥裝置，所述吸附干燥裝置的出氣口經管路接入退火爐的進氣口上，所述管路上設有第一 調壓裝置。
[0008] 上述技術方案中，所述退火爐尾氣排放口管路上接有恒壓閥，所述恒壓閥上設有 第一、第二兩個出氣口，第一出氣口與所述吸附凈化裝置相連，第二出氣口與退火爐尾氣放 空總管相連；所述恒壓閥與退火爐尾氣排放口之間的管路上還設有檢測接口，該檢測接口 接有壓力檢測器及氣體檢測器。
[0009] 上述技術方案中，所述退火爐尾氣排放口與所述吸附凈化裝置之間的管路上還設 有一除塵集油裝置，所述除塵集油裝置包括前后兩級集油器，所述集油器上設有清洗口，集 油器外壁上還設有冷卻夾套，且所述前后兩級集油器的進、出口上分別設置有旁通閥。
[0010] 上述技術方案中，所述吸附凈化裝置與循環動力裝置之間的管路上設置有一回收 安全保護裝置，所述回收安全保護裝置包括第一壓力變送器、氧分儀、自動切斷閥及背壓 閥，并依次設置于所述管路上，所述管路上還設有安全放空總管，所述安全放空總管上安裝 有自動放空閥，所述氧分儀及第一壓力變送器的信號輸出端與PLC控制器連接，所述PLC控 制器的輸出端分別與所述自動切斷閥、自動放空閥相連。
[0011] 上述技術方案中，所述氧分儀及第一壓力變送器檢測系統氧含量及壓力值，并經 所述氧分儀及第一壓力變送器的信號輸出端將信號傳輸至所述PLC控制器，當檢測到系統 氧含量及壓力值高于預設臨界值時，所述PLC控制器的信號輸出端控制所述自動切斷閥切 斷管路，同時控制所述自動放空閥打開，將尾氣從所述安全放空總管排出。
[0012] 上述技術方案中，所述循環動力裝置包括一變頻循環風機，所述變頻循環風機的 進氣口的管路上設有第二壓力變送器，所述變頻循環風機的進、出口上并接有一氫氣回流 管路，所述氫氣回流管路上安裝有壓力調節閥與第二冷卻器；在所述變頻循環風機的出氣 口端的管路上依次安裝有第三壓力變送器、溫度變送器及自動控制閥，所述第二、第三壓力 變送器及溫度變送器的信號輸出端分別與PLC控制器連接，所述PLC控制器的輸出端分別 與所述變頻循環風機及所述自動控制閥相連。
[0013] 上述技術方案中，所述第二、第三壓力變送器分別檢測所述變頻循環風機進、出口 處的壓力，所述溫度變送器檢測變頻循環風機出口處的溫度，檢測獲得的壓力信號及溫度 信號分別傳輸至所述PLC控制器，當測得變頻循環風機出口處的壓力低于預設極限值時， 所述PLC控制器控制所述自動控制閥關閉閥門，使尾氣從氫氣回流管路回流到變頻循環風 氣的進口，并經變頻循環風機重新增壓，當壓力恢復正常值后，所述PLC控制器控制所述自 動控制閥開啟閥門；當測得變頻循環風機出口處的溫度高于預設溫度飽和值時，所述PLC 控制器控制所述自動控制閥關閉閥門，使尾氣經氫氣回流管路進行冷卻降溫，并回流到變 頻循環風機的進口，經變頻循環風機重新增壓增溫，溫度恢復正常值后，PLC控制器控制所 述自動控制閥開啟閥門。
[0014] 上述技術方案中，所述自動控制閥與催化凈化裝置或除氧器之間的連接管路上設 有保溫層。
[0015] 上述技術方案中，所述吸附凈化裝置由若干個吸附凈化器并聯組成，每個所述吸 附凈化器之間設有控制閥，且對應每個所述吸附凈化器的出口管路上設有一除塵過濾器。
[0016] 上述技術方案中，所述吸附凈化裝置的進、出口上并接有一壓差計。
[0017] 上述技術方案中，所述吸附干燥裝置至少包括有兩個吸附干燥器，所述吸附干燥 器內設有除油吸附劑、除雜吸附劑及除水吸附劑，所述吸附干燥器上設有氮氣再生接口和 自身氣再生接口，其中所述氮氣再生接口與氮氣管路連接，所述自身氣再生接口與回流管 路連接，所述吸附干燥裝置經第三冷卻器分別與安全放空總管及除塵集油裝置的進氣口相 連。
[0018] 上述技術方案中，所述吸附干燥裝置出口管路上安裝有氫氣分析儀、微氧分析儀 及露點分析儀。
[0019] 上述技術方案中，所述吸附干燥裝置出口處并接有一自循環管路，該自循環管路 經第二調壓裝置與除塵集油裝置的進氣口端相連。
[0020] 為達到上述目的，本發明采用了一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用工藝， 其工藝步驟為：
[0021] ①將退火爐產生的尾氣接入除塵集油裝置；
[0022] ②經除塵集油后的尾氣接入吸附凈化裝置進行深度除雜；
[0023] ③尾氣經吸附凈化裝置處理后再經回收安全保護裝置接入到循環動力裝置進行 增壓；
[0024] ④增壓后的氣體進入催化凈化裝置或除氧器，凈化后的氣體再接入第一冷卻器進 行冷卻；
[0025] ⑤將冷卻后的氣體接入氣水分離器，分離出氣體中的液態水；
[0026] ⑥將步驟⑤中的氣體接入吸附干燥裝置進行深度除水并去除雜質，然后將凈化后 的氣體通過第一調壓裝置調壓后送入退火爐內循環使用。
[0027] 上述技術方案中，所述第一調壓裝置將退火爐的進氣壓力維持在20MBar? 49MBar，所述第一調壓裝置包括緩沖器、壓力調節閥、補氣管路及第四壓力變送器，所述補 氣管路上設有自動補氣閥，所述第四壓力變送器信號輸出端與PLC控制器連接，PLC控制器 輸出端與所述自動補氣閥的控制端相連。
[0028] 由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比至少具有如下有益的技術效 果：
[0029] 1、本發明中通過除塵集油裝置除去尾氣中大部分的炭黑及油污，然后吸附凈化裝 置將尾氣中的油污、輕烴、硫化氫及灰塵等去除，經過初步凈化后的尾氣再由循環動力裝置 進行增壓輸送至催化凈化裝置進行除氧等，再經第一冷卻器、氣水分離器及吸附干燥裝置 除去尾氣中剩余的水分、二氧化碳等雜質氣體，最后將凈化后的氣體送至退火爐內進行循 環利用，有效的避免了尾氣直接燃燒或對大氣排放造成的污染，也大大節約了能源，降低了 生產成本；
[0030] 2、本發明中除塵集油裝置利用旋風分離、冷卻夾套冷卻以及過濾的方式對尾氣進 行預處理，同時吸附凈化裝置進行進一步對尾氣除油、除塵，采用干式的尾氣處理方法，與 以往采用冷卻的預處理方式相比，尾氣中的大部分雜質被預處理掉，不會將水分帶入到尾 氣處理系統中，保證了管道的通暢，延長了吸附劑的使用壽命，降低了設備的維護率，也就 是降低了使用成本；
[0031] 3、本發明中除塵集油裝置利用旋風分離、冷卻夾套冷卻以及過濾的方式對尾氣進 行預處理，同時吸附凈化裝置進行進一步對尾氣除油、除塵，采用干式的尾氣處理方法，與 以往采用淋洗的預處理方式相比，不會將水分帶入到尾氣處理系統中，解決了后續處理飽 和水的問題，降低了生產成本，提高了經濟效益；
[0032] 4、本發明中采用干式尾氣處理方法，不會將水分帶入到尾氣處理系統中，與以往 濕式尾氣處理方法相比，系統的后級處理器無需處理多余的水分，后級處理器可以做得更 小，有效的降低了生產成本；
[0033] 5、本發明中吸附凈化裝置由若干個吸附凈化器并聯組成，每個所述吸附凈化器之 間設有控制閥，多個吸附凈化器可以同時啟用，提高系統的尾氣凈化能力，也可以切換使 用，對暫不使用的吸附凈化器進行停機維護，延長其使用壽命；
[0034] 6、本發明中在吸附凈化裝置與循環動力裝置之間的管路上設置一回收安全保護 裝置，通過回收安全保護裝置檢測管路中的氣體氧含量及壓力，并進行控制，保證系統的安 全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035] 圖1是本發明實施例一中的結構示意圖；
[0036] 圖2是本發明實施例一中吸附凈化裝置的結構示意圖；
[0037] 圖3是本發明實施例一中循環動力裝置的結構示意圖；
[0038] 圖4是本發明實施例一中第一調壓裝置的結構示意圖；
[0039] 圖5是本發明實施例三中的結構示意圖；
[0040] 圖6是本發明實施例三中除塵集油裝置的結構示意圖；
[0041] 圖7是本發明實施例五中的結構示意圖；
[0042] 圖8是本發明實施例五中回收安全保護裝置的結構示意圖。
[0043] 其中：1、除塵集油裝置；11、一級除塵集油器；12、二級除塵集油器；13、旁通閥；2、 吸附凈化裝置；21、吸附凈化器；22、除塵過濾器；23、壓差計；3、循環動力裝置；31、變頻循 環風機；32、第二壓力變送器；33、氫氣回流管路；34、壓力調節閥；35、第二冷卻器；36、第三 壓力變送器；37、溫度變送器；38、自動控制閥；4、催化凈化裝置；5、自循環管路；51、第二調 壓裝置；52、吸附干燥器；53、第三冷卻器；6、第一調壓裝置；61、緩沖器；62、壓力調節閥； 63、補氣管路；64、第四壓力變送器；65、自動補氣閥；7、退火爐；71、恒壓閥；72、尾氣放空 總管；73、檢測接口；9、回收安全保護裝置；91、第一壓力變送器；92、氧分儀；93、自動切斷 閥；94、背壓閥；95、安全放空總管；96、自動放空閥；10、PLC控制器連接；110、第一冷卻器； 111、氣水分離器。

【具體實施方式】
[0044] 下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：
[0045] 實施例一：如圖1?4所示，一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，包括 吸附凈化裝置2、循環動力裝置3、催化凈化裝置4、第一冷卻器110、氣水分離器111、吸附干 燥裝置以及連接各部分之間的管路，所述吸附凈化裝置2的進氣口與退火爐7尾氣排放口 連接，所述吸附凈化裝置2的出氣口與所述循環動力裝置3相連，該循環動力裝置3的出氣 口經所述催化凈化裝置4后依次接入第一冷卻器110、氣水分離器111以及吸附干燥裝置， 所述吸附干燥裝置的出氣口經管路接入退火爐7的進氣口上，所述管路上設有第一調壓裝 置6。
[0046] 所述退火爐7尾氣排放口管路上接有恒壓閥71，所述恒壓閥71上設有第一、第二 兩個出氣口，第一出氣口與所述吸附凈化裝置2相連，第二出氣口與退火爐7尾氣放空總管 72相連；所述恒壓閥71與退火爐7尾氣排放口之間的管路上還設有檢測接口 73,該檢測接 口 73接有壓力檢測器及氣體檢測器。恒壓閥71可以防止系統外部的氣體進入到退火爐7 內，在退火爐7放空作業時，壓力檢測器及氣體檢測器檢測爐壓，通過恒壓閥71控制，如果 爐壓過高，需要將部分尾氣從尾氣放空總管72排出，用以維持、保證退火爐7內的壓力。
[0047] 如圖3所示，所述循環動力裝置3包括一變頻循環風機31，所述變頻循環風機31 的進氣口的管路上設有第二壓力變送器32,所述變頻循環風機31的進、出口上并接一氫氣 回流管路33,所述氫氣回流管路33上安裝有壓力調節閥34與第二冷卻器35,在本實施例 中，壓力調節閥34也可以是流量調節閥。在所述變頻循環風機31的出氣口端的管路上依 次安裝有第三壓力變送器36、溫度變送器37及自動控制閥38,所述第二壓力變送器32、第 三壓力變送器36及溫度變送器37的信號輸出端分別與PLC控制器10連接，所述PLC控制 器10的輸出端分別與所述變頻循環風機31及所述自動控制閥38相連。
[0048] 尾氣經過除塵集油裝置1以及吸附凈化裝置2處理后，尾氣的溫度以及壓力比較 低，不能滿足催化凈化裝置4內部催化劑所反應需要溫度及壓力，勢必會導致凈化的缺陷， 致使尾氣的處理不合格，所以通過變頻循環風機31對氣體進行增壓、增溫。變頻循環風機 31進行增壓時，第二壓力變送器32、第三壓力變送器36可以調節變頻循環風機31的前后 壓力，當變頻循環風機31出氣口管路上的壓力低于或高于設定值、溫度過高時，PLC控制器 控制自控控制閥關閉，切斷管路與后級處理器之間的連接，使變頻循環風機31出氣口的氣 體通過氫氣回流管路33進行處理，然后回到變頻循環風機31的進氣口進行再次增壓、增 溫，以到達設定壓力、溫度。氫氣回流管路33上的氣體是經過變頻循環風機31增壓、增溫 過的，所以在氫氣回流管路33上設置壓力調節閥34進行壓力調節，溫度過高的尾氣經第二 冷卻器35冷卻降溫，從而使氣體回流到變頻循環風機31的進氣口的氣壓及溫度正常，以符 合第二壓力變送器32的設定值，這樣氣體經變頻循環風機31進行再次增壓、增溫，使其壓 力及溫度達到設定值。這時，溫度變送器37及第三壓力變送器36將測定的數值反饋到PLC 控制器，由PLC控制器控制自動控制閥打開，使氣體進入到后級處理器當中。
[0049] 在本實施例中，為了提供給催化凈化裝置4內部催化劑最好的反應條件，以保證 尾氣更好的處理，所以循環動力裝置3與催化凈化裝置4之間的管路盡可能的選取較短的 路程，同時在自動控制閥38與催化凈化裝置4之間的連接管路上設有保溫層，進行保溫，用 以有效利用氣體的壓縮熱來保證催化凈化裝置4內部催化劑的反應，有效的利用熱量。
[0050] 本實施例中，在催化凈化裝置4中裝有輕烴裂解催化劑、除氧催化劑以及一氧化 碳轉換催化劑，利用催化凈化裝置4中的三種催化劑，除去尾氣中的氧氣，將一氧化碳轉化 為二氧化碳，裂解掉部分長鏈輕烴，以便于后級吸附干燥裝置的吸附。
[0051] 如圖2所示，所述吸附凈化裝置2由兩個吸附凈化器21并聯組成，每個所述吸附 凈化器21之間設有控制閥，且對應每個所述吸附凈化器21的出口管路上設有一除塵過濾 器22。吸附凈化器21可以除去尾氣中軋制油高溫的分解產物中的輕烴、乳化液中殘留物中 的硫化氫以及油污，同時在出口管路上設置的除塵過濾器22可以將尾氣中的雜質或者吸 附凈化器21處理尾氣所產生的雜質除去。在本實施例中，在所述吸附凈化裝置2的進、出 口上并接有一壓差計23,兩個吸附凈化器21并聯設置，在實際使用時，只使用其中一個吸 附凈化器21，一個吸附凈化器21使用3個月左右，會因為內部油污灰塵等雜質過多，而造 成堵塞，由于壓差計23的設置，當壓差計23所檢測到的壓力超過設定值時，代表正在使用 的這個吸附凈化器21需要更換了。這時，通過控制閥關閉正在使用的吸附凈化器21，進行 更換，同時，開啟另外一個未使用的吸附凈化器21，切換使用，保證吸附凈化器21的使用壽 命；當然，兩個吸附凈化器21也可同時使用，提高吸附凈化的效率。
[0052] 如圖1所示，所述吸附干燥裝置出口處并接有一自循環管路5,該自循環管路5經 第二調壓裝置51與吸附凈化裝置2的進氣口端相連。且所述吸附干燥裝置出口管路上安 裝有氫氣分析儀、微氧分析儀及露點分析儀。當氫氣分析儀、微氧分析儀及露點分析儀檢測 到氣體不合格時，尾氣會流入到自循環管路5內，并經第二調壓裝置51調壓，送入到吸附凈 化裝置2重新開始凈化。
[0053] 所述吸附干燥裝置包括有兩個吸附干燥器52,所述吸附干燥器52內設有除油吸 附劑、除雜吸附劑及除水吸附劑，所述吸附干燥器52上設有氮氣再生接口和自身氣再生接 口，其中所述氮氣再生接口與氮氣管路連接，所述自身氣再生接口與回流管路連接，所述吸 附干燥裝置經第三冷卻器53分別與安全放空總管95及除塵集油裝置1的進氣口相連。第 三冷卻器53有兩個出氣口，一個出氣口經管路接入到安全放空總管95上，另一個出其口經 管路接入到自循環管路5上，并經第二調壓裝置51接入到除塵集油裝置1內。兩個吸附干 燥器52可以深度吸附氣體中含有的水、二氧化碳、短鏈碳氫化合物等雜質氣體，并將雜質 排放到系統外部。
[0054] 如上所述，吸附劑再生采用的是加熱氮氣吹掃再生，這種再生方式可以把吸附下 來的大量水和少量的無害氣體通過安全放空總管95放空掉，避免再生氣回到系統內重復 吸附。而再生氣的用量大約為處理氣量的12%?18%，有效的節約了能源，降低了生產成 本。當再生氣體不合格時，如果其中雜質較少的話，將這一部分不合格的再生氣體會經第三 冷卻器53接入到自循環管路5上，重新進入除塵集油裝置1進行凈化流程，如果其中雜質 較多的話，就通過安全放空總管95排放掉。
[0055] 為達到尾氣回收凈化循環利用的目的，本實施例中采用了一種退火爐系統的尾氣 回收凈化循環利用工藝，其工藝步驟為：
[0056] ①將退火爐7產生的尾氣接入吸附凈化裝置2,除去尾氣中大部分的炭黑、油污、 輕烴、硫化氫以及其它灰塵雜質；
[0057] ②尾氣經吸附凈化裝置2處理后接入到循環動力裝置3進行增壓、增溫；
[0058] ③增壓、增溫后的氣體進入催化凈化裝置4,除去尾氣中的氧氣、將一氧化碳轉化 成二氧化碳，裂解掉長鏈的輕烴，然后將凈化后的氣體再接入第一冷卻器110進行冷卻；
[0059] ④將冷卻后的氣體接入氣水分離器111，分離出氣體中的液態水；
[0060] ⑤將步驟④中的氣體接入吸附干燥裝置，深度吸附掉氣體中含有的水、二氧化碳、 短鏈碳氫化合物等雜質氣體，然后將凈化后的氣體通過第一調壓裝置6調壓后送入退火爐 7內循環使用。
[0061] 如圖4所示，所述第一調壓裝置6將退火爐7的進氣壓力維持在20MBar?49MBar， 本實施例中壓力維持在35Mbar。所述第一調壓裝置6包括緩沖器61、壓力調節閥62、補氣 管路63及第四壓力變送器64,所述補氣管路63上設有自動補氣閥65,所述第四壓力變送 器64信號輸出端與PLC控制器10連接，PLC控制器10輸出端與所述自動補氣閥65的控 制端相連。當系統壓力過低時，自動補氣閥65打開，通過補氣管路63進行補氣，保證供氣 的壓力，同時壓力調節閥62可以調整退火爐7的進氣壓力。
[0062] 實施例二：一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，包括吸附凈化裝置、循 環動力裝置、除氧器、第一冷卻器、氣水分離器、吸附干燥裝置以及連接各部分之間的管路， 所述吸附凈化裝置進氣口與退火爐尾氣排放口連接，所述吸附凈化裝置的出氣口與所述循 環動力裝置相連，該循環動力裝置的出氣口經所述除氧器后依次接入第一冷卻器、氣水分 離器以及吸附干燥裝置，所述吸附干燥裝置的出氣口經管路接入退火爐的進氣口上，所述 管路上設有第一調壓裝置。
[0063] 在本實施例中，其結構與實施例一基本相似的，唯一的不同點就是用除氧器將實 施例一中的催化凈化裝置替換掉，但是其它的結構以及工藝都沒有變化，而本實施例中的 除氧器主要作用就是除去尾氣中的氧氣。
[0064] 實施例三：如圖5、6所不，一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，在本實 施例中，其結構與實施例一基本相似，不同點在于：所述退火爐尾氣排放口與所述吸附凈化 裝置2之間的管路上還設有一除塵集油裝置1，所述除塵集油裝置1包括前后兩級集油器， 分別為一級集油器11和二級集油器12,每級集油器上設有清洗口，集油器外壁上還設有冷 卻夾套，且所述前后兩級集油器的進、出口上分別設置有旁通閥13,如圖6所示。工作時，尾 氣以與集油器相切的方向吹入到集油器中，并沿著集油器的內壁旋轉，由于氣體的重量比 雜質及油污更輕，這時，氣體會往集油器的上方流動，雜質及油污會向下方落下，考慮到從 退火爐7中出來的尾氣溫度較高，油污也可能是氣化狀態的，因此在集油器的外壁上設置 冷卻夾套，對尾氣進行冷卻，使油污液化，下降到集油器的底部清洗口處，同時，在集油器的 上方設置過濾網，過濾掉部分被尾氣吹上去的雜質。在本實施例中，一級集油器11內設置 粗過濾網，二級集油器12內設置細過濾網，集油器對尾氣進行二次過濾除塵、除油，更加干 凈。被初步處理過的尾氣再進入到吸附凈化裝置2中，可以提高系統尾氣的處理效率，減少 吸附凈化裝置2的工作量，延長吸附凈化裝置2的壽命。
[0065] 在本實施例中，除了多設置了一個除塵集油裝置1，其它裝置均與實施例一相似， 當然，設置除塵集油裝置1之后，尾氣的處理工藝也有相應的變化。在本實施例中采用了一 種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用工藝，其工藝步驟為：
[0066] ①將退火爐7產生的尾氣接入除塵集油裝置1，除去尾氣中大部分的炭黑及油污； [0067] ②經除塵集油后的尾氣接入吸附凈化裝置2進行深度除雜，將尾氣中的微量油 污、輕烴、硫化氫以及其它灰塵雜質除掉；
[0068] ③尾氣經吸附凈化裝置2處理后接入到循環動力裝置3進行增壓、增溫；
[0069] ④增壓、增溫后的氣體進入催化凈化裝置4,除去尾氣中的氧氣、將一氧化碳轉化 成二氧化碳，裂解掉長鏈的輕烴，然后將凈化后的氣體再接入第一冷卻器110進行冷卻；
[0070] ⑤將冷卻后的氣體接入氣水分離器111，分離出氣體中的液態水；
[0071] ⑥將步驟⑤中的氣體接入吸附干燥裝置，深度吸附掉氣體中含有的水、二氧化碳、 短鏈碳氫化合物等雜質氣體，然后將凈化后的氣體通過第一調壓裝置6調壓后送入退火爐 7內循環使用。
[0072] 實施例四：一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，在本實施例中，其結構 與實施例三基本相似，唯一的不同點就是用除氧器將實施例三中的催化凈化裝置替換掉， 但是其它的結構以及工藝都沒有變化，而本實施例中的除氧器主要作用就是除去尾氣中的 氧氣。
[0073] 實施例五：如圖7、8所示，一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，包括除 塵集油裝置1、吸附凈化裝置2、循環動力裝置3、催化凈化裝置4、第一冷卻器110、氣水分 離器111、吸附干燥裝置以及連接各部分之間的管路，所述除塵集油裝置1進氣口與退火爐 7尾氣排放口連接，所述除塵集油裝置1的出氣口與所述吸附凈化裝置2連接，所述吸附凈 化裝置2的出氣口與所述循環動力裝置3相連，該循環動力裝置3的出氣口經所述催化凈 化裝置4后依次接入第一冷卻器110、氣水分離器111以及吸附干燥裝置，所述吸附干燥裝 置的出氣口經管路接入退火爐7的進氣口上，所述管路上設有第一調壓裝置6。
[0074] 如圖7、8所示，在本實施例中，其結構與實施例三基本相似，不同點在于：所述吸 附凈化裝置2與循環動力裝置3之間的管路上設置有一回收安全保護裝置9,所述回收安全 保護裝置9包括第一壓力變送器91、氧分儀92、自動切斷閥93及背壓閥94,并依次設置于 所述管路上，所述管路上還設有安全放空總管95,所述安全放空總管95上安裝有自動放空 閥96,所述氧分儀92及第一壓力變送器91的信號輸出端與PLC控制器10連接，所述PLC 控制器10的輸出端分別與所述自動切斷閥93、自動放空閥96相連。在系統運作時，氧分儀 92及第一壓力變送器91檢測管路中氣體的氧含量及壓力，當氧含量及壓力超過設定值時， 由PLC控制器10控制自動切斷閥93切斷氣路的連接，不再向后級的管路送氣，同時PLC控 制器10控制自控放空閥96,將前級管道內的氣體通過安全放空總管95排放掉，以保證系統 的安全。同時，設置背壓閥94,可以保證前級壓力維持在設定壓力之上，雙重保護，用以保證 系統的安全。
[0075] 在本實施例中，除了多設置了一個回收安全保護裝置9,其它裝置均與實施例三相 似，當然，設置回收安全保護裝置9之后，尾氣的處理工藝也有相應的變化。在本實施例中 采用了一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用工藝，其工藝步驟為：
[0076] ①將退火爐7產生的尾氣接入除塵集油裝置1，除去尾氣中大部分的炭黑及油污；
[0077] ②經除塵集油后的尾氣接入吸附凈化裝置2進行深度除雜，將尾氣中的微量油 污、輕烴、硫化氫以及其它灰塵雜質除掉；
[0078] ③尾氣經吸附凈化裝置2處理后再經回收安全保護裝置9接入到循環動力裝置3 進行增壓、增溫；
[0079] ④增壓、增溫后的氣體進入催化凈化裝置4,除去尾氣中的氧氣、將一氧化碳轉化 成二氧化碳，裂解掉長鏈的輕烴，然后將凈化后的氣體再接入第一冷卻器110進行冷卻；
[0080] ⑤將冷卻后的氣體接入氣水分離器111，分離出氣體中的液態水；
[0081] ⑥將步驟⑤中的氣體接入吸附干燥裝置，深度吸附掉氣體中含有的水、二氧化碳、 短鏈碳氫化合物等雜質氣體，然后將凈化后的氣體通過第一調壓裝置6調壓后送入退火爐 7內循環使用。
[0082] 實施例六：一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，在本實施例中，其結 構與實施例五基本相似的，唯一的不同點就是用除氧器將實施例一中的催化凈化裝置替換 掉，但是其它的結構以及工藝都沒有變化，而本實施例中的除氧器主要作用就是除去尾氣 中的氧氣。
[〇〇83] 應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳 實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術 方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發 明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1. 一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：包括吸附凈化裝置、 循環動力裝置、催化凈化裝置或除氧器、第一冷卻器、氣水分離器、吸附干燥裝置以及連接 各部分之間的管路，所述吸附凈化裝置進氣口與退火爐尾氣排放口連接，所述吸附凈化裝 置的出氣口與所述循環動力裝置相連，該循環動力裝置的出氣口經所述催化凈化裝置或除 氧器后依次接入第一冷卻器、氣水分離器以及吸附干燥裝置，所述吸附干燥裝置的出氣口 經管路接入退火爐的進氣口上，所述管路上設有第一調壓裝置。
2. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述退火爐尾氣排放口管路上接有恒壓閥，所述恒壓閥上設有第一、第二兩個出氣口，第一出 氣口與所述吸附凈化裝置相連，第二出氣口與退火爐尾氣放空總管相連；所述恒壓閥與退 火爐尾氣排放口之間的管路上還設有檢測接口，該檢測接口接有壓力檢測器及氣體檢測 器。
3. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述退火爐尾氣排放口與所述吸附凈化裝置之間的管路上還設有一除塵集油裝置，所述除塵 集油裝置包括前后兩級集油器，所述集油器上設有清洗口，集油器外壁上還設有冷卻夾套， 且所述前后兩級集油器的進、出口上分別設置有旁通閥。
4. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述吸附凈化裝置與循環動力裝置之間的管路上設置有一回收安全保護裝置，所述回收安全 保護裝置包括第一壓力變送器、氧分儀、自動切斷閥及背壓閥，并依次設置于所述管路上， 所述管路上還設有安全放空總管，所述安全放空總管上安裝有自動放空閥，所述氧分儀及 第一壓力變送器的信號輸出端與PLC控制器連接，所述PLC控制器的輸出端分別與所述自 動切斷閥、自動放空閥相連。
5. 根據權利要求4所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述氧分儀及第一壓力變送器檢測系統氧含量及壓力值，并經所述氧分儀及第一壓力變送器 的信號輸出端將信號傳輸至所述PLC控制器，當檢測到系統氧含量及壓力值高于預設臨界 值時，所述PLC控制器的信號輸出端控制所述自動切斷閥切斷管路，同時控制所述自動放 空閥打開，將尾氣從所述安全放空總管排出。
6. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述循環動力裝置包括一變頻循環風機，所述變頻循環風機的進氣口的管路上設有第二壓力 變送器，所述變頻循環風機的進、出口上并接有一氫氣回流管路，所述氫氣回流管路上安裝 有壓力調節閥與第二冷卻器；在所述變頻循環風機的出氣口端的管路上依次安裝有第三壓 力變送器、溫度變送器及自動控制閥，所述第二、第三壓力變送器及溫度變送器的信號輸出 端分別與PLC控制器連接，所述PLC控制器的輸出端分別與所述變頻循環風機及所述自動 控制閥相連。
7. 根據權利要求6所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述第二、第三壓力變送器分別檢測所述變頻循環風機進、出口處的壓力，所述溫度變送器檢 測變頻循環風機出口處的溫度，檢測獲得的壓力信號及溫度信號分別傳輸至所述PLC控制 器，當測得變頻循環風機出口處的壓力低于預設極限值時，所述PLC控制器控制所述自動 控制閥關閉閥門，使尾氣從氫氣回流管路回流到變頻循環風氣的進口，并經變頻循環風機 重新增壓，當壓力恢復正常值后，所述PLC控制器控制所述自動控制閥開啟閥門；當測得變 頻循環風機出口處的溫度高于預設溫度飽和值時，所述PLC控制器控制所述自動控制閥關 閉閥門，使尾氣經氫氣回流管路進行冷卻降溫，并回流到變頻循環風機的進口，經變頻循環 風機重新增壓增溫，溫度恢復正常值后，PLC控制器控制所述自動控制閥開啟閥門。
8. 根據權利要求1或6所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于： 所述自動控制閥與催化凈化裝置或除氧器之間的連接管路上設有保溫層。
9. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述吸附凈化裝置由若干個吸附凈化器并聯組成，每個所述吸附凈化器之間設有控制閥，且 對應每個所述吸附凈化器的出口管路上設有一除塵過濾器。
10. 根據權利要求9所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述吸附凈化裝置的進、出口上并接有一壓差計。
11. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述吸附干燥裝置至少包括有兩個吸附干燥器，所述吸附干燥器內設有除油吸附劑、除雜吸 附劑及除水吸附劑，所述吸附干燥器上設有氮氣再生接口和自身氣再生接口，其中所述氮 氣再生接口與氮氣管路連接，所述自身氣再生接口與回流管路連接，所述吸附干燥裝置經 第三冷卻器分別與安全放空總管及除塵集油裝置的進氣口相連。
12. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述吸附干燥裝置出口管路上安裝有氫氣分析儀、微氧分析儀及露點分析儀。
13. 根據權利要求1所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用裝置，其特征在于：所 述吸附干燥裝置出口處并接有一自循環管路，該自循環管路經第二調壓裝置與除塵集油裝 置的進氣口端相連。
14. 一種退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用工藝，其工藝步驟為： ① 將退火爐產生的尾氣接入除塵集油裝置； ② 經除塵集油后的尾氣接入吸附凈化裝置進行深度除雜； ③ 尾氣經吸附凈化裝置處理后再經回收安全保護裝置接入到循環動力裝置進行增 壓； ④ 增壓后的氣體進入催化凈化裝置或除氧器，凈化后的氣體再接入第一冷卻器進行冷 卻； ⑤ 將冷卻后的氣體接入氣水分離器，分離出氣體中的液態水； ⑥ 將步驟⑤中的氣體接入吸附干燥裝置進行深度除水并去除雜質，然后將凈化后的氣 體通過第一調壓裝置調壓后送入退火爐內循環使用。
15. 根據權利要求14所述的退火爐系統的尾氣回收凈化循環利用工藝，其特征在于： 所述第一調壓裝置將退火爐的進氣壓力維持在20MBar?49MBar，所述第一調壓裝置包括 緩沖器、壓力調節閥、補氣管路及第四壓力變送器，所述補氣管路上設有自動補氣閥，所述 第四壓力變送器信號輸出端與PLC控制器連接，PLC控制器輸出端與所述自動補氣閥的控 制端相連。
【文檔編號】F27D17/00GK104110972SQ201410363054
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】郭杰, 程長圣, 劉春 , 吳云南 申請人:蘇州新思氣體系統有限公司