本發(fā)明涉及鎢粉生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中通過氫氣還原氧化鎢生產(chǎn)鎢粉，如《氧化鎢氫氣還原制備超細鎢粉的研究現(xiàn)狀》郭峰，粉末冶金材料科學(xué)與工程，2007年8月，記載了鎢粉的粒徑與氫氣的露點存在密切的聯(lián)系，氫氣的露點低于-60℃時，生產(chǎn)出納米鎢粉成為可能。

在本領(lǐng)域中，生產(chǎn)出符合上述要求露點的氫氣已經(jīng)成為可能，其采用的方案大多如圖1描述，在圖1中包括依次連接的還原爐a、淋洗器b、汽水分離器r、第一鼓風(fēng)機c、第一熱交換器d、第一汽水分離器e、第二熱交換器f、第二汽水分離器g、兩個并聯(lián)的分子篩干燥塔h首尾連接形成氫氣還原回路；第二熱交換器f采用冷干機x的冷媒作為冷卻劑，此外還包括第三熱交換器i、第三汽水分離器j、第二鼓風(fēng)機k、加熱器l、兩個并聯(lián)的分子篩干燥塔h首尾相連形成的干燥塔氫氣循環(huán)回路；在加熱器l、分子篩干燥塔h之間以及兩個分子篩干燥塔h之間必須設(shè)有閥門v以控制一個分子篩干燥塔h在工作時，另外一個分子篩干燥塔h處于再生狀態(tài)。

通過圖1可以看出，如果要將還原后的氫氣尾氣予以脫水，至少要經(jīng)過三級冷卻，即淋洗器b、第一熱交換器d、第二熱交換器f(冷干機x)進行冷卻，其耗能非常大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)，該系統(tǒng)在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上去除了一個換熱器，實現(xiàn)了相同的功能，并且有效的降低了能耗。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)，包括由還原爐裝置、氫氣冷卻脫水裝置、干燥裝置首尾連接形成的氫氣循環(huán)回路，所述的氫氣冷卻脫水裝置包括依次連接的洗滌塔、汽水分離器、第三冷卻器、干冷機；所述的洗滌塔的入口與還原爐裝置的出口相連，所述的第三冷卻器上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口和冷卻介質(zhì)出口，所述的干冷機的出口與冷卻介質(zhì)入口連通，所述的冷卻介質(zhì)出口與干燥裝置連通。

在上述的節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)中，所述的干燥裝置包括四通閥、第一冷卻器、第二冷卻器、第一干燥塔、第二干燥塔；所述的第一干燥塔和第二干燥塔內(nèi)均設(shè)有加熱單元，所述的第一干燥塔和第二干燥塔的塔壁上均設(shè)有第一氣體接口，所述的第一干燥塔和第二干燥塔的加熱單元上均設(shè)有第二氣體接口；

所述的四通閥的第一個接口、第一冷卻器、第一干燥塔的第一氣體接口依次連通；

所述的四通閥的第二個接口、第二冷卻器、第二干燥塔的第一氣體接口依次連通；

所述的四通閥的第三個接口和第四個接口分別連接至氫氣冷卻脫水裝置的出口和入口；

所述的第一干燥塔的第二氣體接口、第二干燥塔的第二氣體接口、還原爐裝置的入口三者連通。

在上述的節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)中，還包括用于向系統(tǒng)內(nèi)補充氫氣的氫氣補充裝置。

在上述的節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)中，所述的氫氣補充裝置連接在汽水分離器、第三冷卻器之間。

在上述的節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)中，所述的還原爐裝置包括并聯(lián)的兩個還原爐，所述的兩個還原爐的入口分別與第一干燥塔的第二氣體接口、第二干燥塔的第二氣體接口連通，所述的兩個還原爐的出口分別與氫氣冷卻脫水裝置連通。

在上述的節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)中，還原爐的出口和入口均設(shè)有閥門。

在上述的節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)中，所述的第一干燥塔的第二氣體接口、第二干燥塔的第二氣體接口上均設(shè)有流量控制閥。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將干冷機冷卻后的氫氣導(dǎo)入到第三冷卻器中作為冷媒，可以有效的降低能耗，并且降低了設(shè)備投資，由于氫氣流量較大，相比于傳統(tǒng)的水冷冷卻，其冷卻效果優(yōu)異。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的背景技術(shù)的流程圖；

圖2為本發(fā)明的實施例的一種工作狀態(tài)下的流程圖；

圖3為本發(fā)明的實施例的另外一種工作狀態(tài)下的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

請參閱圖2和3，本發(fā)明提供的一種節(jié)能型氧化鎢氫氣還原系統(tǒng)，包括由還原爐裝置3、氫氣冷卻脫水裝置2、干燥裝置1首尾連接形成的氫氣循環(huán)回路，所述的氫氣冷卻脫水裝置2包括依次連接的洗滌塔21、汽水分離器22、第三冷卻器23、干冷機24；所述的洗滌塔21的入口與還原爐裝置3的出口相連，所述的第三冷卻器23上設(shè)有冷卻介質(zhì)入口25和冷卻介質(zhì)出口26，所述的干冷機24的出口與冷卻介質(zhì)入口25連通，所述的冷卻介質(zhì)出口26與干燥裝置1連通。

在實際生產(chǎn)過程中，還原爐裝置3的出口氫氣尾氣的溫度高達數(shù)百℃，首先通過洗滌塔21除塵降溫，然后通過汽水分離器22進行汽水分類，然后依次經(jīng)過第三冷卻器23、干冷機24降溫，在此過程中，第三冷卻器23的冷媒介質(zhì)是干冷機24中冷卻后的氫氣尾氣，首先，氫氣尾氣先進入到第三冷卻器23的管程中，然后從第三冷卻器23的管程的出口出來進入到干冷機中進行冷卻，然后進入到冷卻介質(zhì)入口25和冷卻介質(zhì)出口26即第三冷卻器23的殼程中作為第三冷卻器23的冷卻介質(zhì)。整個冷卻過程實際上僅需要干冷機提供冷卻動力的輸出即可。相比于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，其冷卻效果好、節(jié)能效率高，在冷卻環(huán)節(jié)節(jié)能效果提高了20％以上。

所述的干燥裝置1包括四通閥11、第一冷卻器12、第二冷卻器13、第一干燥塔14、第二干燥塔15；所述的第一干燥塔14和第二干燥塔15內(nèi)均設(shè)有加熱單元16，所述的第一干燥塔14和第二干燥塔15的塔壁上均設(shè)有第一氣體接口17，所述的第一干燥塔14和第二干燥塔15的加熱單元16上均設(shè)有第二氣體接口18；加熱單元16一般可以選擇為電加熱絲，加熱單元16一般設(shè)置在干燥塔的中央。

所述的四通閥11的第一個接口11a、第一冷卻器12、第一干燥塔14的第一氣體接口17依次連通；

所述的四通閥11的第二個接口11b、第二冷卻器13、第二干燥塔15的第一氣體接口17依次連通；

所述的四通閥11的第三個接口11c和第四個接口11d分別連接至氫氣冷卻脫水裝置2的出口和入口；即所述的干冷機24的出口與四通閥11的第三個接口11c連通，所述的汽水分離器22的入口與四通閥11的第四個接口11d連通。本實施例的汽水分離器22的入口可以理解為上文的氫氣冷卻脫水裝置2的入口，實際生產(chǎn)中干燥介質(zhì)再生產(chǎn)生的含水率高的氫氣如果輸出至洗滌塔21中并非不可以，只是經(jīng)過再生產(chǎn)生的氫氣并不含有粉末雜質(zhì)，為了簡便起見，氫氣冷卻脫水裝置2的入口優(yōu)選為汽水分離器22的入口。

所述的第一干燥塔14的第二氣體接口18、第二干燥塔15的第二氣體接口18、還原爐裝置3的入口三者連通。

在實際的工作過程中，四通閥11會處于兩種狀態(tài)：

如圖3，當(dāng)?shù)谝桓稍锼?4再生、第二干燥塔15工作時，四通閥11的第一個接口11a、第四個接口11d連通，第一干燥塔14再生產(chǎn)生的含水率高的氫氣通過第一冷卻器12、四通閥11進入到氫氣冷卻脫水裝置2的入口；四通閥11的第二個接口11b和第三個接口11c連通，第二干燥塔15對氫氣冷卻脫水裝置2輸送過來的氫氣進行吸水干燥后輸送到還原爐裝置3中還原氧化鎢和第一干燥塔14的加熱單元16中對第一干燥塔14內(nèi)的干燥介質(zhì)(如硅膠或分子篩)進行再生。

在此過程中，高溫氫氣會存在于第一干燥塔14的第一氣體接口17和第一冷卻器12之間的管路中，該管路是不需要設(shè)置任何閥門的，因此本實施例的系統(tǒng)不會存在任何高溫致使閥門泄露的風(fēng)險。

同理，如圖2，當(dāng)?shù)诙稍锼?5再生、第一干燥塔14工作時，需要將四通閥11的第二個接口11b、第四個接口11d連通；同時四通閥11的第一個接口11a和第三個接口11c連通，這樣就可以實現(xiàn)干燥塔工作模式的轉(zhuǎn)換，其工作原理參照上文。

在本實施例中，經(jīng)過還原爐31還原后氫氣的量很明顯會降低，為了避免系統(tǒng)中氫氣壓力不足，本系統(tǒng)還包括用于向系統(tǒng)內(nèi)補充氫氣的氫氣補充裝置4，所述的氫氣補充裝置4連接在氫氣冷卻脫水裝置2上，其具體設(shè)置位置并未有嚴格限制。

在本實施例中，所述的還原爐裝置3包括并聯(lián)的兩個還原爐31，所述的兩個還原爐31的入口分別與第一干燥塔14的第二氣體接口18、第二干燥塔15的第二氣體接口18連通，所述的兩個還原爐31的出口分別與氫氣冷卻脫水裝置2連通，還原爐31的出口和入口均設(shè)有閥門。

兩個還原爐31的并聯(lián)的用意在于一個還原爐31工作，另外一個還原爐31備用。

為了提高還原用氫氣和再生用氫氣的比例，所述的第一干燥塔14的第二氣體接口18、第二干燥塔15的第二氣體接口18上均設(shè)有流量控制閥19；比如，當(dāng)?shù)谝桓稍锼?4再生、第二干燥塔15工作時，通過控制流量控制閥19，可以調(diào)節(jié)第一干燥塔14的加熱單元16的進氣量，進而保證干燥爐中氫氣的壓力。因此必要的，可以在干燥爐的入口設(shè)置壓力傳感器或壓力表，以供流量控制閥19的開度的調(diào)節(jié)。

本實施例的另外一個優(yōu)點在于，將加熱單元16集成到干燥塔中，并且第一干燥塔14和第一冷卻器12之間、第二干燥塔15和第二冷卻器13之間無需設(shè)置閥門，這樣就避免了高溫氫氣對閥門的影響；本發(fā)明通過一個四通閥11并且對管道的合理改造，實現(xiàn)了一個閥門控制第一干燥塔14、第二干燥塔15相互之間切換的目的，使操作更為簡化，同時本發(fā)明的設(shè)備數(shù)量減少，降低了系統(tǒng)投資。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。