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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111589299A(43)申请公布日2020.08.28(21)申请号202010406387.6B01D53/26(2006.01)(22)申请日2020.05.14B01D53/22(2006.01)(71)申请人中冶南方工程技术有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人施万玲吴炳成汪学军夏朝晖(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人徐瑛(51)Int.Cl.B01D53/86(2006.01)B01D53/46(2006.01)C21D1/26(2006.01)C21D1/74(2006.01)C21D9/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统及方法(57)摘要本发明提供了一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统及方法,该系统包括连续退火炉、冷却器、放散烟囱、催化脱氧器、吸附再生式干燥装置、膜分离器;连续退火炉的保护气排出口通过分支管道分别连接冷却器和放散烟囱,分支管道上设有控制阀门,冷却器的出气口与催化脱氧器的进气口相连,催化脱氧器的出气口与吸附再生式干燥装置的进气口相连,吸附再生式干燥装置的出气口与膜分离器的进气口相连,膜分离器内设有中空纤维聚砜复合膜。该发明将氮氢保护气经降温、除氧、干燥处理后,通过膜分离技术对氮氢保护气进行氮氢分离,得到富氢混合气可再次回收利用,从而避免了保护气直接点燃放散,大大节省了能源,降低了轧钢工序成本,促进钢铁厂节能减排。CN111589299ACN111589299A权利要求书1/2页1.一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统,其特征在于:包括连续退火炉、冷却器、放散烟囱、催化脱氧器、吸附再生式干燥装置、膜分离器;所述连续退火炉的保护气排出口通过两个分支管道分别连接冷却器和放散烟囱,所述分支管道上设有控制阀门,所述冷却器的出气口与所述催化脱氧器的进气口相连,所述催化脱氧器的出气口与所述吸附再生式干燥装置的进气口相连,所述吸附再生式干燥装置的出气口与所述膜分离器的进气口相连,所述膜分离器内设置有用于分离氮氢混合气的中空纤维聚砜复合膜。2.如权利要求1所述的一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统,其特征在于:还包括氮氢混合器,所述氮氢混合器的进气口通过富氢混合气管道与所述膜分离器的出气口连接,氮氢混合器的出气口与所述连续退火炉的保护气进气口相连,所述氮氢混合器的进气口还连接有分别用于外接氢气和氮气的两个进气管道,且该进气管道上设有流量调节阀。3.如权利要求2所述的一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统,其特征在于:所述富氢混合气管道上设有用于实时测量气体流量的流量监测仪,以及实时测量气体中含氢浓度的成分监测仪。4.如权利要求1所述的一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统,其特征在于:所述冷却器和催化脱氧器之间设有气体压缩机。5.如权利要求1所述的一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统,其特征在于:所述吸附再生式干燥装置包括多个依次交替运行的吸附干燥单元和脱附再生单元。6.如权利要求1所述的一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统,其特征在于:还包括储气罐,所述储气罐的进气端与所述膜分离器的废气排出口相连,所述储气罐的出气端与所述吸附再生式干燥装置的进气端相连,所述吸附再生式干燥装置的出气端与所述放散烟囱相连。7.一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离方法,其特征在于,包括如下步骤:1)连续退火炉刚启动或非正常工作时,关闭连续退火炉与冷却器之间的控制阀门,开启连续退火炉与放散烟囱之间的控制阀门,使连续退火炉排出的氮氢保护气直接通过放散烟囱点燃放散;2)连续退火炉稳定运行时,关闭连续退火炉与放散烟囱之间的控制阀门,开启连续退火炉与冷却器之间的控制阀门,使连续退火炉排出的氮氢保护气进入冷却器冷却至40~50℃;3)经步骤2)冷却后的混合气体进入催化脱氧器除氧,使其出口混合气体中含氧5ppm以下;4)经步骤3)除氧后的混合气体进入吸附再生式干燥装置进行干燥处理,使经干燥后的混合气体含水量低于13ppm;5)经步骤4)干燥后的混合气体进入膜分离器中进行分离,富氢混合气通过中空纤维聚砜复合膜由膜分离器的出气口排出,膜分离器中剩余废气从废气排出口。8.如权利要求7所述的一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离方法,其特征在于:膜分离器的出气口排出的富氢混合气通入氮氢混合器中,同时向氮氢混合器中通入氢气和氮气,使氮氢混合器中得到设计的氮氢保护气的流量和浓度,再将氮氢混合器中混合后的气体通入连续退火炉中作氮氢保护气循环利用。9.如权利要求7所述的一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离方法,其特征在于:膜分离器2CN111589299A权利要求书2/2页的废气排出