本发明专利技术公开了一种传质交换装置，包括发生装置和与发生装置相连接的汽化器，所述发生装置包括柜式结构的机箱、设置在机箱内的电解槽、设置在机箱内且一端与电解槽相连接的阴极气液分离装置、设置在机箱内且一端与电解槽相连接的阳极气液分离装置以及设置在机箱内且一端与换热器壳程循环出口端相连接的吸附系统；本发明专利技术还公开了一种传质交换方法，包括生产准备步骤S10、启动步骤S11、气液分离步骤S12、混合程序S13、吸附程序S14和净化程序S15。本发明专利技术中的多元混合气体经过吸附系统，经过加热，多元混合气体内的杂质和水分被吸附，使得杂质更少，氢气纯度更高，耗电少、高效安全，从而满足金属材料表面光亮退火要求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种传质交换装置，包括发生装置和与发生装置相连接的汽化器，所述发生装置包括柜式结构的机箱、设置在机箱内的电解槽、设置在机箱内且一端与电解槽相连接的阴极气液分离装置、设置在机箱内且一端与电解槽相连接的阳极气液分离装置以及设置在机箱内且一端与换热器壳程循环出口端相连接的吸附系统；本专利技术还公开了一种传质交换方法，包括生产准备步骤S10、启动步骤S11、气液分离步骤S12、混合程序S13、吸附程序S14和净化程序S15。本专利技术中的多元混合气体经过吸附系统，经过加热，多元混合气体内的杂质和水分被吸附，使得杂质更少，氢气纯度更高，耗电少、高效安全，从而满足金属材料表面光亮退火要求。【专利说明】
本专利技术属于热处理设备
，主要适用于铁及铁基合金、铜及铜基合金的冷轧板、带、管、丝等金属材料表面光亮退火过程，具体涉及。
技术介绍
光亮热处理又叫光亮退火(bright annealing)。 光亮退火:是指在热处理过程中(主要是淬火和退火)，采用气体保护或者是真空状态，避免或减少被热处理的工件表面与氧气接触而发生氧化，从而达到工件表面的光亮或相对光亮。一般来说，铁及铁基合金的冷轧板、带、管、丝等金属材料表面光亮退火是在保护气氛中实现的，铜及铜基合金的冷轧板、带、管、丝等金属材料表面光亮退火也是在保护气氛中实现的。 光亮退火时，保护气氛有单一的惰性气体氩或氦，也有混合气体CO-H2-N2-CO2 (DX)，N2-H2 (HNX)，N2-CO2-H2等，这些混合气体中的成分经过调整能使金属材料退火过程中的氧化与还原、脱碳与渗碳速度相等，从而实现金属材料的无氧化和无脱碳的退火，退火后金属材料表面有不可见的氧化膜，保护金属光泽，光亮退火取决于H20、CO2, H2气氛和Fe的氧化还原反应，N2和其他惰性气体是钢的中性保护气氛，其中N2应用最多，但必须除去其中的氧性化气氛，方能起到良好的保护作用，一般常用N2与H2的混合保护气氛。 目前金属材料表面光亮退火时，大都采用一种冷却气体一液氨。液氨经高温分解后会产生75 %~80 %的氢气和20 %~25 %的氮气。氨燃烧气氛是一种氮基可控气氛，可用于铁基合金、铜基合金等材料的表面光亮退火，正火，淬火，回火，钎焊及时效等多种热处理的保护气氛，又可作为粉末冶金的还原和烧结气氛，使得金属经过热处理后能保持金属材料表面原有的光亮度。液氨及氨气是有毒、易燃气体，CAS:7664-41-7，属国家安监部门重点监管的危险化学品之一，使用单位必须专人持证上岗，如储存量超过临界量将构成重大危险源；使用时操作不当或发生泄漏会造成人员中毒、爆炸和环境污染；液氨分解出来的氢气也属易燃易爆气体，如操作或使用不当，也极易产生爆炸，造成重大人员和财产损失；液氨分解时需要消耗大量的能源，使得光亮退火工艺成本居高不下。 随着生活水平的提高，人们对产品材质及表面质量提出了更高的要求，不锈钢制作的产品在日常生活中随处可见，而且不锈钢制品越来越多，不锈钢表面光亮，而且耐蚀，不锈带钢要达到BA板的要求，必须非常严格地控制炉内保护气氛，不锈带钢的主要合金成分为Fe、Cr、N1、Mn、T1、Si等，在退火温度范围内，Fe、Ni的氧化不是主要问题，但Cr、Mn、S1、Ti的氧化区间恰好在加热温度范围内，正是Cr、Mn、S1、Ti这些合金元素的氧化影响了带钢的表面光亮度，特别是铬的氧化使带钢表面脱铬，会降低不锈钢的耐蚀性。 传统金属材料表面光亮退火时保护气氛大多采用液氨分解实现，采用液氨分解既危险且成本高，所以急需安全、高效、成本低的保护气氛替代品，特别是保护气氛替代品的控制设备及过程控制方法。 中国专利CN201210408034.5公开了一种传质交换器，它包括反应管、管道、控制阀、显示器和电路控制部分，反应管的进口管道与氢气管道和传质气体管道连通，氢气管道和传质气体管道上分别设有氢气和传质气体的流量控制装置，反应管内的进口端设有加热设备，反应管内置设有分子筛，反应管的出口管道与过滤器连接后由混合气体管道引入退火炉内。 上述专利取代了传统以氨气做为唯一保护气氛的方式，该专利采用了多种惰性气体与氢气的混合气体作为保护气氛，但是在实施过程中还存在诸多问题，例如氢气纯度低，在气体混合反应过程中混杂有大量氧气，气体干燥不充分，电能消耗多，存在一定水分，气体在流通过程中混合了管道内的灰尘杂质，从而影响金属材料表面光亮退火效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种氢气纯度高、不含杂质、耗电少、高效安全、满足光亮退火要求的传质交换装置及传质交换方法。 本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是:一种传质交换装置，包括发生装置和与发生装置相连接的汽化器，所述发生装置包括柜式结构的机箱、设置在机箱内的电解槽、设置在机箱内且一端与电解槽相连接的阴极气液分离装置、设置在机箱内且一端与电解槽相连接的阳极气液分离装置、设置在机箱内且一端与阴极气液分离装置相连接的气体洗涤装置、设置在机箱内且一端与气体洗涤装置相连接的反应管、设置在机箱内且一端与反应管入口端相连接的换热器以及设置在机箱内且一端与换热器壳程循环出口端相连接的吸附系统，所述吸附系统包括若干个串联/并联的吸附筒或者若干个串联与并联混合的吸附筒；所述汽化器包括汽化器支架和设置在汽化器支架内的汽化器管。 进一步的，所述吸附筒包括设置在机箱内且一端与换热器壳程循环出口端相连接的第二吸附筒、设置在机箱内且一端与换热器壳程循环出口端相连接的第四吸附筒、设置在机箱内且一端与第二吸附筒相连接的第一吸附筒以及设置在机箱内且一端与第四吸附筒相连接的第三吸附筒。 进一步的，所述传质交换装置还包括设置在机箱内且一端与第一吸附筒及第三吸附筒相连接的除尘器以及设置在机箱内且一端与除尘器相连接并且另一端与退火炉相连接的露点传感器。 进一步的，所述反应管入口端和所述换热器内循环出口端之间设有流量计，所述反应管出口端与所述换热器内循环入口端相连接。 更进一步的，所述反应管和吸附筒内均设有分子筛；所述吸附筒内设有加热装置。 根据本专利技术的又一专利技术目的，本专利技术提供了一种传质交换方法，包括以下步骤: 生产准备步骤S10:将装有低温液体的杜瓦罐连接在汽化器的传质入口端，开启阀门使低温液体进入汽化器内气化形成惰性混合气体； 启动步骤Sll:连接总电源，开启设备电源，开启电解槽使电解槽工作，同时汽化器内的惰性混合气体通过换热器的内循环通道进入自动控制阀件； 气液分离步骤S12:阳极气液分离装置将氧气和液体进行分离，阴极气液分离装置将氢气和液体进行分离，气液分离后，氢气进入气体洗涤装置内洗涤； 混合程序S13:经洗涤装置洗涤后的氢气进入反应管内，在PLC组件控制下，自动控制阀件开启，惰性混合气体进入反应管内与氢气混合形成多元混合气体，氢气占多元混合气体的比例为4%~25% ； 吸附程序S14:多元混合气体经过换热器的壳程循环通道后进入吸附系统，低氢气氛时，02<10 - 4、露点为〈一 50°C ;进入退火炉内的多元混合气体的平衡常数KP = H2/H20, KP分为5 X 102~5 X 103或6 X 10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种传质交换装置，其特征在于，包括发生装置(1)和与发生装置(1)相连接的汽化器(24)，所述发生装置(1)包括柜式结构的机箱(2)、设置在机箱(2)内的电解槽(3)、设置在机箱(2)内且一端与电解槽(3)相连接的阴极气液分离装置(4)、设置在机箱(2)内且一端与电解槽(3)相连接的阳极气液分离装置(22)、设置在机箱(2)内且一端与阴极气液分离装置(4)相连接的气体洗涤装置(5)、设置在机箱(2)内且一端与气体洗涤装置(5)相连接的反应管(10)、设置在机箱(2)内且一端与反应管(10)入口端相连接的换热器(7)以及设置在机箱(2)内且一端与换热器(7)壳程循环出口端相连接的吸附系统(300)，所述吸附系统(300)包括若干个串联/并联的吸附筒(310)或者若干个串联与并联混合的吸附筒(310)；所述汽化器(24)包括汽化器支架(16)和设置在汽化器支架(16)内的汽化器管(26)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李铭珏，
申请(专利权)人：李铭珏，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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