專利名稱：一種傳質交換器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于熱處理設備技術領域，主要應用于鐵及鐵基合金、銅及銅基合金的冷軋板、帶、管、絲等金屬材料表面光亮退火時所需的冷卻氣體保護，具體涉及一種傳質交換器。
背景技術：
鐵及鐵基合金、銅及銅基合金的冷軋板、帶、管、絲等金屬材料表面光亮退火時，目前大都采用一種冷卻氣體——液氨。液氨經高溫分解后產生75-80%氫氣和20-25%氮氣，氨燃燒氣氛是一種氮基可控氣氛，可用于鐵基合金，銅基合金等光亮退火，正火，淬火，回火，釬焊及時效等多種熱處理保護氣氛，又可作粉末冶金的還原和燒結氣氛，使上述金屬經過熱處理后能保持金屬材料表面原有的光亮度。由于液氨及氨氣是有毒、易燃氣體，CAS:7664-41-7，屬國家安監(jiān)部門重點監(jiān)管的危險化學品之一。使用單位必須專人持證上崗，如儲存量超過臨界量將構成重大危險源；操作不當或發(fā)生泄漏會造成人員中毒、爆炸和環(huán)境污染；液氨分解出來的氫氣屬易燃易爆氣體，如操作或使用不當，極易產生爆炸，造成重大人員和財產損失；液氨分解時需要消耗大量的能源，使退火熱處理工藝成本居高不下。
正因為傳統(tǒng)金屬材料表面光亮退火時采用液氨分解，既有高度危險性且成本高，所以能否找到安全高效替代品，特別是安全高效替代品的控制設備就顯得十分必要。
發(fā)明內容通過實驗和試產證明惰性的低溫液體，在室溫環(huán)境下經傳熱、傳質后，產生的惰性混合氣體，再和和少量氫氣混合，在高溫退火爐內不分解、不反應、不膨脹，非常穩(wěn)定。作為保護氛圍進行光亮退火，能徹底消除液氨對人體及環(huán)境的危害，避免發(fā)生液氨分解時產生的氫氣爆炸事故。因此，使用惰性氣體和少量氫氣混合，采用智能化交換器控制系統(tǒng)，能完全取代傳統(tǒng)液氨在光亮退火時所產生的作用，而本實用新型目的就在于提供了一種智能化交換器控制系統(tǒng)即傳質交換器。本實用新型的技術解決方案一種傳質交換器，它包括反應管、管道、控制閥、顯示器和電路控制部分，反應管的進口管道與氫氣管道和傳質氣體管道連通，氫氣管道和傳質氣體管道上分別設有氫氣和傳質氣體的流量控制裝置，反應管內的進口端設有加熱設備，反應管內置設有分子篩，反應管的出口管道與過濾器連接后由混合氣體管道弓I入退火爐內。優(yōu)選所述流量控制裝置中氫氣流量的控制裝置為控制閥和氫氣壓力表，傳質氣體的流量控制裝置為壓力控制器、傳質壓力表、控制閥及流量計；氫氣管道分別與控制閥及氫氣壓力表順序連通后，再由氫氣管道與反應管的進口管道連通；傳質氣體管道分別與壓力控制器、傳質壓力表、控制閥及流量計順序連通后，再由傳質氣體管道與反應管的進口管道連通。上述它還包括熱交換器，傳質入口管道通過控制閥與熱交換器的一路熱交換管連通，由傳質氣體管道引出，傳質氣體管道再分別與壓力控制器、傳質壓力表、控制閥及流量計順序連通，再由傳質氣體管道與反應管進口管道連通；反應管的出口管道與熱交換器的另一路熱交換管連通，連通后，由混合氣體管道引出，與過濾器、控制閥及出口壓力表順序連接后，由混合氣體管道引入退火爐內。上述氫氣管道與氫氣發(fā)生裝置連接，氫氣發(fā)生裝置包括溶液池和電解槽，溶液池和電解槽連通，電解槽的氣水出口與氣水分離器連通，氣水分離器與氫氣管道連通后，氫氣管道與控制閥及氫氣壓力表順序連通，再由氫氣管道與反應管的進口管道連通。所述反應管設有三根,反應管的進口管道與第一反應管的進口連通,第一反應管內的進口端設有加熱設備，第一反應管的出口由反應管道分別引入第二和三反應管，所述反應管道上分別與溫度控制器及反應壓力表順序連接，第二和三反應管的出口管道并聯(lián)后通過控制閥與反應管的出口管道，并聯(lián)前，第二和三反應管的出口管道分別由控制閥引出。所述加熱設備包括加熱棒、加熱開關和溫度控制器，加熱棒與加熱開關和溫度控制器連接。所述電路控制部分包括電源開關與電源指示燈和電源電壓表接通，單元工作開關與第一、第二接觸器接通，第一、第二接觸器與第一、第二整流開關電源接通，第一、第二整流開關電源分別與時間繼電器和電解槽接通，還與第一、第二單元電流表接通；加熱開關與第三接觸器接通，第三接觸器接通加熱棒，同時與溫度控制器和總電流表接通。本實用新型的有益效果1、本實用新型以市場上現(xiàn)有的具有“惰性”元素的多種低溫液體，按不同元素不同比例配比而成，其中氫氣只是少量使用，因此傳質是安全的，完全取代了傳統(tǒng)液氨在光亮退火時所產生的作用。2、本實用新型融合了自動穩(wěn)壓、自動調節(jié)溫度，自動凈化等多種自動控制技術，大大提高其穩(wěn)定性、安全性，使用 時操作非常方便。本設備耗電量小，裝機總容量<0.3千瓦。3、本實用新型操作簡單，使用方便，安全可靠，符合國家提倡的“十二 五”節(jié)能環(huán)保規(guī)劃。4、本實用新型給廣大冷軋退火爐(連續(xù)式退火爐、鐘罩式退火爐、樓式退火爐)企業(yè)帶來新的經濟增長點，是消除事故隱患和實現(xiàn)節(jié)能降耗的雙贏項目。5、本實用新型經多家企業(yè)試用，取得了良好的經濟效益和社會效益，深受用戶歡迎。

圖1是本實用新型實施例1主視結構示意圖。圖2是本實用新型實施例1后視結構示意圖。圖3是本實用新型實施例1連接結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型通過下面的實施例可以對本實用新型作進一步的描述，然而，本實用新型的范圍并不限于下述實施例。實施例1 :[0024]傳質交換器分前面、后面、左側面和右側面四面。⑴前面分上、中、下三部分，上部第一排設有單元電流表1，單元電流表2，電源指示燈3，單元工作開關4，加熱開關5，總電流表6，電源電壓表7 ；上部第二排設有流量計8，出口壓力表9，氫氣壓力表10，反應壓力表11，傳質壓力表12 ；中部為柜式結構，柜內設有溫度控制器13，時間繼電器14，控制閥15，氣水分離器16，溶液池17，壓力控制器18，整流開關電源19、20，電解槽22 ;柜門板上設有接線端23、接觸器24、25、26和電源開關27組成的電路控制面板，及門鎖21 ；下部設有熱交換器29和過濾器34。用于顯示各單元氣體壓力；各單元氣體工作情況是否正常；工作效能情況；氣體瞬時流量和累計流量。過濾器34過濾惰性氣體中的粉塵，熱交換器29使惰性低溫液體蒸發(fā)為氣體。機箱頂部設有報警器28 ；⑵后面設有三根反應管30,第一根反應管內設有加熱棒31,三根反應管內各設有分子篩32，分子篩32對惰性氣體起到催化和吸附作用。⑶左側面在一定高度處安裝進入閥門，調節(jié)控制傳質流量。⑷右側面在一定高度處安裝出氣閥門，調節(jié)控制傳質氣體流量。所述各設備、顯示器和儀表通過管道或電路連接。首先連接各條管路將`低溫液體杜瓦罐與本設備傳質入口管道35連接，進入熱交換器29后，通過熱變換，使低溫液體變成氣體與控制閥連接，在該段傳質氣體管道中抽兩點接口，第一個接口與壓力控制器18連接，低于設定壓力時報警器28報警；第二個接口與傳質壓力表12連接，觀察氣化后的工作壓力，傳質氣體管道再與流量計8進口連接，傳質氣體管道出口與第一根反應管上端的進口管道連接，同時在該段的進口管道中抽出小口徑與口氫氣管道連接，該段氫氣管道中抽出一個點接口與氫氣壓力表10連接，氫氣管道再與控制閥15連接，然后再與氣水分離器16的出口連接，氣水分離器16的進口與電解槽22出氣口連接；在第一根反應管上端的進口管道處，氫氣與傳質氣體進行混合，在反應管之間的反應管道上抽出兩個接口。第一接口與反應壓力表11連接，觀察反應管的工作壓力；第二接口與溫度控制器13連接，觀察控制設定反應管工作溫度。再通過三根反應管加溫、催化、吸附反應后，由反應管30的出口管道至熱交換器29的另一進口，與從傳質入口管道35進入的低溫液體進行熱交換使低溫液體提高溫度變成氣體，同時把反應后的高能混合氣體的溫度降低，再經過過濾器34阻隔氣體中的粉塵，過濾器34出口通過混合氣體管道與出氣控制閥連接，調節(jié)控制氣體流量與進入退火爐33膛內的壓力，混合氣體管道抽出一個點接口與出口壓力表9連接，顯示進入退火爐33膛內的壓力。首先連接電源合上電源開關27，電源指示燈3亮，證明了電源已接通，電源電壓表7指針停在220V位置，點動單元工作開關4，聯(lián)通接觸器24、25工作，接通整流開關電源19,20,時間繼電器14，電解槽22工作，使單元電流表1、2動作，證明了該發(fā)生器工作正常，點動加熱開關5，接觸器26動作連接加熱棒31工作，溫度控制器13和總電流表6動作。應用試驗本實施例應用試驗廣東省清遠市青山鋼鐵公司冷軋分廠，在其十二條連續(xù)式帶材光亮熱處理退火生產線中，對兩條生產線進行試驗，一臺為304#不銹鋼帶材，厚度為O. 27mm,寬度為650mm，線速度為每分鐘18米；另一臺為304#不銹鋼帶材，厚度為O. 34mm,寬度為800mm，線速度為每分鐘15. 8米，進行生產測試。準備好裝有低溫液體杜瓦罐2個，本實施例設備一臺。連接好進氣閥門和出氣管道；接通電源，開啟設備電源，緩慢打開液體杜瓦罐出液閥門；開啟電解池工作開關，觀察相關壓力表顯示是否在設定范圍內；打開設備進氣閥門使氣體進入反應管進行吸附，此時電解池產生的高純氫氣和氣體一起進入退火爐，替代原先的液氨分解氣體，密切觀察各儀表的工作狀況；調整各儀表顯示數(shù)據(jù)直到在設定范圍內。經對兩臺爐使用后，用戶反映本實用新型操作簡單、使用安全，且有利于保證產品質量鋼帶表面光潔度和手感(光滑度)比傳統(tǒng)工藝更好，硬度等各項機械性能指標達到或超過了傳統(tǒng)工藝，完全達到預期效果。綜上所述，本 實施例設備所產生的混合氣體取代傳統(tǒng)液氨分解無疑是一種極佳方法，尤其值得在鐵及鐵基合金、銅及銅基合金的冷軋板、帶、管、絲等金屬材料表面光亮退火時推廣使用。
權利要求1.一種傳質交換器，它包括反應管(30)、管道、控制閥、顯示器和電路控制部分，其特征是反應管(30 )的進口管道與氫氣管道和傳質氣體管道連通，氫氣管道和傳質氣體管道上分別設有氫氣和傳質氣體的流量控制裝置，反應管(30)內的進口端設有加熱設備，反應管(30 )內置設有分子篩(32 )，反應管(30 )的出口管道與過濾器(34 )連接后由混合氣體管道引入退火爐(33)內。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種傳質交換器，其特征是所述流量控制裝置中氫氣流量的控制裝置為控制閥和氫氣壓力表(10)，傳質氣體的流量控制裝置為壓力控制器(18)、傳質壓力表(12)、控制閥及流量計(8);氫氣管道分別與控制閥及氫氣壓力表(10)順序連通后，再由氫氣管道與反應管(30)的進口管道連通；傳質氣體管道分別與壓力控制器(18)、傳質壓力表(12)、控制閥及流量計(8)順序連通后，再由傳質氣體管道與反應管(30)的進口管道連通。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種傳質交換器，其特征是它還包括熱交換器(29)，傳質入口管道(35)通過控制閥與熱交換器(29)的一路熱交換管連通，由傳質氣體管道弓I出，傳質氣體管道再分別與壓力控制器(18)、傳質壓力表(12)、控制閥及流量計(8)順序連通，再由傳質氣體管道與反應管(30)進口管道連通；反應管(30)的出口管道與熱交換器(29)的另一路熱交換管連通，連通后，由混合氣體管道引出，與過濾器(34)、控制閥及出口壓力表(9 )順序連接后，由混合氣體管道弓I入退火爐(33 )內。
4.權利要求1一3任一所述的一種傳質交換器，其特征是氫氣管道與氫氣發(fā)生裝置連接，氫氣發(fā)生裝置包括溶液池(17)和電解槽(22)，溶液池(17)和電解槽(22)連通，電解槽(22)的氣水出口與氣水分離器(16)連通,氣水分離器(16)與氫氣管道連通后,氫氣管道與控制閥及氫氣壓力表(10)順序連通，再由氫氣管道與反應管(30)的進口管道連通。
5.權利要求1一4任一所述的一種傳質交換器，其特征是所述反應管(30)設有三根，反應管(30)的進口管道與第一反應管的進口連通，第一反應管內的進口端設有加熱設備，第一反應管的出口由反應管道分別引入第二和三反應管，所述反應管道上分別與溫度控制器(13)及反應壓力表(11)順序連接，第二和三反應管的出口管道并聯(lián)后通過控制閥與反應管(30)的出口管道，并聯(lián)前，第二和三反應管的出口管道分別由控制閥引出。
6.權利要求1一5任一所述的一種傳質交換器,其特征是所述加熱設備包括加熱棒(31)、加熱開關(5)和溫度控制器(13)，加熱棒(31)與加熱開關(5)和溫度控制器(13)連接。
7.權利要求1一6任一所述的一種傳質交換器，其特征是所述電路控制部分包括電源開關(27)與電源指示燈(3)和電源電壓表(7)接通，單元工作開關(4)與第一、第二接觸器(24、25)接通，第一、第二接觸器(24、25)與第一、第二整流開關電源(19、20)接通，第一、第二整流開關電源(19、20)分別與時間繼電器(14)和電解槽(22)接通，還與第一、第二單元電流表(1、2)接通；加熱開關(5)與第三接觸器(26)接通，第三接觸器(26)接通加熱棒(31)，同時與溫度控制器(13 )和總電流表(6 )接通。
專利摘要本實用新型公開了一種傳質交換器，它包括反應管(30)、管道、控制閥、顯示器和電路控制部分，其特征是反應管(30)的進口管道與氫氣管道和傳質氣體管道連通，氫氣管道和傳質氣體管道上分別設有氫氣和傳質氣體的流量控制裝置，反應管(30)內的進口端設有加熱設備，反應管(30)內置設有分子篩(32)，反應管(30)的出口管道與過濾器(34)連接后由混合氣體管道引入退火爐(33)內。本實用新型以市場上現(xiàn)有的具有“惰性”元素的多種低溫液體，按不同元素不同比例配比而成，完全取代了傳統(tǒng)液氨在光亮退火時所產生的作用。尤其值得在鐵及鐵基合金、銅及銅基合金的冷軋板、帶、管、絲等金屬材料表面光亮退火時推廣使用。
文檔編號C21D1/26GK202898465SQ20122054596
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權日2012年10月24日
發(fā)明者李邦法 申請人:李邦法