專利名稱：還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金的工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)中，將鎢鉬還原爐中過量(8～10倍)的反應(yīng)氫氣進行回收凈化再利用，節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。如圖1所示，補充的新鮮氫氣經(jīng)緩沖器101、減壓器102和玻璃轉(zhuǎn)子流量計103，進入原料氫氣集氣罐104，再由羅茨鼓風(fēng)機105將氫氣送入純化過濾裝置106，經(jīng)純化過濾處理后的氫氣進入產(chǎn)品氫氣集氣罐107，繼而通入到還原爐組109，還原爐組109未反應(yīng)的過量氫氣進入淋洗氣水分離裝置110，氫氣經(jīng)淋洗、水封、氣水分離處理后進入原料氫氣集氣罐104，實現(xiàn)循環(huán)利用。
根據(jù)還原爐氫氣需求量的理論值或經(jīng)驗值，通過手工調(diào)節(jié)減壓器102和玻璃轉(zhuǎn)子流量計103及轉(zhuǎn)子流量計108，實現(xiàn)還原爐組氫氣壓力的穩(wěn)定。然而，此方法壓力波動大，當(dāng)系統(tǒng)壓力波動過低時，鎢鉬粉的還原反應(yīng)不充分，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格；當(dāng)系統(tǒng)壓力波動過高時，鎢鉬粉的吹帶量大，產(chǎn)量低；尤其生產(chǎn)量改變時，需增開或停開還原爐，還原爐臺數(shù)的變化將導(dǎo)致前后系統(tǒng)壓力波動，普通補氫或單一自動補氫極難恒定壓力，靠實踐摸索尋找合適的壓力值，需較長時間尋找新的穩(wěn)定壓力點，造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。保證系統(tǒng)氫氣壓力的恒定是回收凈化出純氫再利用的重要關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，來自還原爐組未反應(yīng)的過量氫氣經(jīng)淋洗氣水分離裝置進入原料氫氣集氣罐，而補充的新鮮氫氣經(jīng)緩沖器也進入原料氫氣集氣罐，再由羅茨鼓風(fēng)機將氫氣送入純化過濾裝置，繼而進入產(chǎn)品氫氣集氣罐，最后通入到還原爐組，其特征在于該系統(tǒng)還包括氣動薄膜調(diào)節(jié)閥、膜片式減壓閥、前壓力變送器和電氣轉(zhuǎn)換器，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥與膜片式減壓閥以并聯(lián)方式組合設(shè)置在原料氫氣集氣罐的進氣端，前壓力變送器設(shè)置在原料氫氣集氣罐上，電氣轉(zhuǎn)換器的信號線與前壓力變送器和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥相連。
進一步地，上述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，所述的羅茨鼓風(fēng)機為變頻式風(fēng)機，相應(yīng)地，該系統(tǒng)還包括后壓力變送器和風(fēng)機變頻器，后壓力變送器設(shè)置在產(chǎn)品氫氣集氣罐上，風(fēng)機變頻器的信號線與后壓力變送器和鼓風(fēng)機相連。
再進一步地，上述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，在緩沖器的進氣端還設(shè)有自立式氫氣減壓閥，其公稱壓力為1.6MPa～50KPa。
更進一步地，上述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，所述膜片式減壓閥的公稱壓力為2KPa～50KPa。所述前壓力變送器的公稱壓力為0～10KPa。所述后壓力變送器的公稱壓力為0～20KPa。
本發(fā)明技術(shù)方案的突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在①本發(fā)明對氫氣回收凈化的變工況生產(chǎn)均能全自動瞬間調(diào)定系統(tǒng)工作壓力，并能快速自動向還原爐補充氫氣；徹底改變了手動和單一控制的系統(tǒng)壓力不恒定和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的局面，避免故障和事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。
②風(fēng)機采用變頻器后，確保了后系統(tǒng)的恒壓調(diào)控和還原爐實需氫氣量的自動供給，達到了節(jié)能效果。
③不管生產(chǎn)純鎢粉或純鉬粉或超細鉬粉，都能確保產(chǎn)品高質(zhì)量。
④應(yīng)生產(chǎn)需求改變工作壓力時，只需調(diào)整系統(tǒng)前后壓力變送器的設(shè)定值即可，系統(tǒng)能瞬間達到一個新的恒定壓力值，工作壓力的調(diào)節(jié)不僅快速而且準(zhǔn)確。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明圖1背景技術(shù)的系統(tǒng)示意圖；圖2本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；圖中各附圖標(biāo)記的含義見下表

具體實施方式
本發(fā)明根據(jù)還原爐內(nèi)氫氣的消耗量，將中壓水電解制得的新鮮氫氣由自立式減壓閥減壓到50KPa后，經(jīng)膜片式減壓閥、氣動薄膜調(diào)節(jié)閥、風(fēng)機變頻器等組成的穩(wěn)壓系統(tǒng)，進行自動調(diào)壓，使前段工藝系統(tǒng)不會被風(fēng)機抽負(fù)壓，根據(jù)用氫量變化，風(fēng)機又能自動調(diào)頻，使后系統(tǒng)壓力自動恒定；確保整個氫氣回收凈化系統(tǒng)自動平衡，運行可靠。
如圖2所示，本發(fā)明還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥4與膜片式減壓閥3以并聯(lián)方式組合安裝在原料氫氣集氣罐7的進氣端，前壓力變送器6設(shè)置在原料氫氣集氣罐7上，電氣轉(zhuǎn)換器5的信號線與前壓力變送器6和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥4相連；羅茨鼓風(fēng)機8為變頻式風(fēng)機，后壓力變送器11設(shè)置在產(chǎn)品氫氣集氣罐10上，風(fēng)機變頻器12的信號線與后壓力變送器11和鼓風(fēng)機8相連。
補充的新鮮氫氣經(jīng)自立式(靠彈簧壓緊力)減壓閥1進入氫氣緩沖器2，由膜片式減壓閥3和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥4調(diào)壓后進入原料氫氣集氣罐7，再由羅茨鼓風(fēng)機8將氫氣送入純化過濾裝置9，經(jīng)緩沖、純化、去濕、過濾后的氫氣進入產(chǎn)品氫氣集氣罐10，繼而通入到還原爐組13。還原爐組13未反應(yīng)的過量氫氣進入淋洗分離裝置14，經(jīng)淋洗、水封、氣水分離處理后進入原料氫氣集氣罐7。
具體應(yīng)用，自立式氫氣減壓閥的公稱壓力為1.6MPa～50KPa，膜片式減壓閥的公稱壓力為2KPa～50KPa，前壓力變送器的公稱壓力為0～10KPa，后壓力變送器的公稱壓力為0～20KPa。在系統(tǒng)的前段，以并聯(lián)方式設(shè)有膜片式減壓閥3和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥4，通常情況下，補充的新鮮氫氣適時地由膜片減壓閥3(類似液化鋼瓶上用的膜片式減壓閥，公稱壓力2KPa～50KPa)進行粗調(diào)、并由氣動薄膜調(diào)節(jié)閥4進行微調(diào)。一旦操作條件變更，特別是還原爐臺數(shù)的突變，氫氣的流量和壓力變化較大，前壓力變送器6瞬間發(fā)出壓力變化訊號，通過電氣轉(zhuǎn)換器5驅(qū)動氣動薄膜調(diào)節(jié)閥4，閥門實現(xiàn)開大開小動作。這樣前系統(tǒng)能自動快速恒定在1.9±0.1KPa。在系統(tǒng)的后端，產(chǎn)品氫氣集氣罐10上設(shè)有壓力變送器11，壓力控制點設(shè)定在6.5KPa，當(dāng)還原爐組氫氣需求量出現(xiàn)變化，壓力訊號隨之變化，其壓力變送器11上的壓力變化訊號通過風(fēng)機變頻器12的變化頻率信號來調(diào)節(jié)風(fēng)機8的轉(zhuǎn)速，即自動加大或減小風(fēng)機的送風(fēng)量，使進入還原爐組的氫氣壓力始終恒定在6～7KPa，供給還原爐組的氫氣量也調(diào)整到實際所需的需求值。后系統(tǒng)壓力的自動迅速恒定，還原爐壓力也穩(wěn)定，那么出還原爐的過量氫氣壓力也恒定。同時也不會影響前系統(tǒng)壓力的自動恒定。前系統(tǒng)的壓力自動迅速恒定，風(fēng)機入口壓力就恒定。還原爐和前系統(tǒng)就不會被抽成負(fù)壓，壓力也恒定。同時，也不影響后系統(tǒng)的壓力自動恒定。
生產(chǎn)中，常用多個多管還原爐進行純鎢粉或純鉬粉生產(chǎn)，當(dāng)生產(chǎn)量加大時，還原爐組13對氫氣需求量也相應(yīng)增大，產(chǎn)品氫氣集氣罐10的壓力會迅速下降，壓力變壓器11的壓力下降訊號會直接傳送給變頻器12，繼而驅(qū)動鼓風(fēng)機8，使電機提高轉(zhuǎn)速，迅速增大風(fēng)量，瞬時自動保持產(chǎn)品氫氣集氣罐10內(nèi)壓力恒定在6.5KPa。以恒定壓力的氫氣供給還原爐組13，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。羅茨鼓風(fēng)機8轉(zhuǎn)速提高，風(fēng)機入口流量加大，原料氫氣集氣罐7壓力也會迅速下降而小于2KPa，壓力變送器6會將原料氫氣集氣罐7的壓力變化訊號直接傳送給電氣轉(zhuǎn)換器5，繼而驅(qū)動氣動薄膜調(diào)節(jié)閥4，使閥門大開或全開，向原料氫氣集氣罐7內(nèi)補充新鮮氫氣，瞬時自動保持罐內(nèi)2KPa的恒定壓力。以恒定壓力保證羅茨鼓風(fēng)機的抽吸，還原爐組13和前系統(tǒng)都不會造成負(fù)壓，確保穩(wěn)定的運行環(huán)境。
所以不管增加或減少還原爐臺數(shù)或變更其他工況，波動后的前后系統(tǒng)在很短的瞬間能自動達到原設(shè)的恒定壓力值，保證正常生產(chǎn)。
當(dāng)然，以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，來自還原爐組未反應(yīng)的過量氫氣經(jīng)淋洗氣水分離裝置進入原料氫氣集氣罐，而補充的新鮮氫氣經(jīng)緩沖器也進入原料氫氣集氣罐，再由羅茨鼓風(fēng)機將氫氣送入純化過濾裝置，繼而進入產(chǎn)品氫氣集氣罐，最后通入到還原爐組，其特征在于該系統(tǒng)還包括氣動薄膜調(diào)節(jié)閥、膜片式減壓閥、前壓力變送器和電氣轉(zhuǎn)換器，氣動薄膜調(diào)節(jié)閥與膜片式減壓閥以并聯(lián)方式組合設(shè)置在原料氫氣集氣罐的進氣端，前壓力變送器設(shè)置在原料氫氣集氣罐上，電氣轉(zhuǎn)換器的信號線與前壓力變送器和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，其特征在于所述的羅茨鼓風(fēng)機為變頻式風(fēng)機，相應(yīng)地，該系統(tǒng)還設(shè)有后壓力變送器和風(fēng)機變頻器，后壓力變送器設(shè)置在產(chǎn)品氫氣集氣罐上，風(fēng)機變頻器的信號線與后壓力變送器和鼓風(fēng)機相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，其特征在于在緩沖器的進氣端還設(shè)有自立式氫氣減壓閥，其公稱壓力為1.6MPa～50KPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，其特征在于所述膜片式減壓閥的公稱壓力為2KPa～50KPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，其特征在于所述前壓力變送器的公稱壓力為0～10KPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，其特征在于所述后壓力變送器的公稱壓力為0～20KPa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種還原爐組氫氣回收凈化穩(wěn)壓系統(tǒng)，由氣動薄膜調(diào)節(jié)閥與膜片式減壓閥以并聯(lián)方式組合設(shè)置在原料氫氣集氣罐的進氣端，在原料氫氣集氣罐上安裝有前壓力變送器，電氣轉(zhuǎn)換器的信號線與前壓力變送器和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥相連，在產(chǎn)品氫氣集氣罐上安裝有后壓力變送器，風(fēng)機變頻器的信號線與后壓力變送器和變頻鼓風(fēng)機相連。應(yīng)用時還原爐組未反應(yīng)的過量氫氣經(jīng)淋洗氣水分離裝置進入原料氫氣集氣罐，而補充的新鮮氫氣經(jīng)緩沖器后、由膜片式減壓閥和氣動薄膜調(diào)節(jié)閥調(diào)壓進入原料氫氣集氣罐，再由變頻鼓風(fēng)機將氫氣送入純化過濾裝置，繼而進入產(chǎn)品氫氣集氣罐，最后通入到還原爐組。本發(fā)明能夠充分保證整個氫氣回收凈化系統(tǒng)壓力自動平衡，運行可靠。
文檔編號C01B3/50GK1887693SQ200610040879
公開日2007年1月3日 申請日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月1日
發(fā)明者朱同清, 張碧航, 呂建榮, 汪英輝, 馬軍 申請人:蘇州競立制氫設(shè)備有限公司