【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及还原炉安全控制，具体为一种氢气还原炉安全控制系统及控制方法。
技术介绍
1、氢气还原炉是一种重要的热处理设备，广泛应用于冶金、化工、建材及电子工业等领域。氢气还原炉指的是通过加热氢气的方式，将金属、陶瓷等物料进行还原处理的装置。其原理是利用高温下氢气的强还原性，使金属离子或其他离子还原为纯金属或合金。具体来说，在高温条件下，氢气与金属氧化物或其他化合物发生还原反应，生成所需的金属或化合物以及水蒸气。
2、然而氢气作为反应气体，存在一定安全隐患。在原料从还原炉顶端进料的过程中，大量氢气会穿过原料泄漏至空气中，同时空气也会从进料口沉降流动至还原炉内部。当进料口附近的氢气浓度大于4.1%或还原炉内氢气浓度小于74.8%时会存在爆炸隐患。鉴于此，我们提出一种氢气还原炉安全控制系统及控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种氢气还原炉安全控制系统及控制方法，该一种氢气还原炉安全控制系统及控制方法，解决了现有技术中还原炉进料时炉内氢气泄漏至外界空气中或外界空气随原料进入还原炉内产生安全隐患的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种氢气还原炉安全控制系统，包括还原炉；
4、屏障保护机构，用于形成高速气流保护屏障；
5、进料保护机构，用于对原料的进料进行保护；
6、废气处理机构，用于处理废气；
7、所述屏障保护机构连接在还原炉上方，所述进料保护机构连接在屏障保
8、所述屏障保护机构包括防护罐，所述防护罐固定连接在还原炉顶端，所述防护罐内部顶端固定连接有进气管一和排气管一，所述防护罐内部底端固定连接有进气管二和排气管二。
9、优选的，所述防护罐侧面固定连接有增压泵，所述增压泵与进气管一固定连接，所述防护罐底端固定连接有防护管，所述进气管二和排气管二对称连接在防护管末端两侧。
10、优选的，所述进料保护机构包括原料罐，所述原料罐顶端固定连接有进料管，所述进料管上连接有控制阀二，所述排气管一末端固定连接有排气罩，所述排气罩固定连接在原料罐外侧，所述排气罩顶端固定连接有回流管。
11、优选的，所述原料罐底端固定连接有连通管，所述原料罐通过连通管与防护罐相互连通，所述连通管上连接有控制阀一，所述进气管一和排气管一对称连接在连通管末端两侧。
12、优选的，所述原料罐侧面固定连接有回收管，所述回收管与原料罐内部相互连通，所述回收管末端和回流管末端固定连接有气泵，所述气泵输出端与进气管二相互连通。
13、优选的，所述回收管上固定连接有废气管，所述废气管与回收管连接处连接有三通阀。
14、优选的，所述废气处理机构包括分离罐，所述分离罐固定连接在回流管末端，所述排气管二末端和回收管末端固定连接在分离罐侧面，所述分离罐内部活动连接有除湿块，所述除湿块连接在回流管末端、回收管和排气管二末端。
15、优选的，所述分离罐顶端固定连接有处理管，所述气泵通过管道与分离罐底端相互连通。
16、一种氢气还原炉安全控制方法，包括：
17、防护罐的气体屏障防护；进气管一通过增压泵通入保护气体并在连通管末端形成高速气流，并通过气流形成气体屏障，对氢气的逸散泄漏进行初步防护；
18、原料罐的进料气体排出防护；通过排气罩将保护气体流速降低并通入原料罐中，同时在进料时分别关闭回收管和连通管，使保护气体从进料管向外排出；
19、在完成进料操作后关闭进料管并开启回收管对原料罐中的空气进行排放处理；
20、完成空气的处理操作后开启连通管使原料从原料罐移动至还原炉内；
21、在进料保护的过程中三通阀开启，原料罐中的废气从回收管流经三通阀后通过废气管排出；
22、回流气体的再利用；通过废气管持续排放设定时间的废气后三通阀转向，使原料罐中的废气从回收管流经三通阀后流动至分离罐；
23、回流管将排气罩内部顶端的气体回流至分离罐中，少量氢气随之与保护气体分离，保护气体流动至气泵处；
24、开启气泵，气泵从分离罐底端抽气，并将分离后的保护气体从进气管二泵出。
25、优选的，所述保护气体选用氮气、稀有气体中的一种或多种的组合。
26、借由上述技术方案，本专利技术提供了一种氢气还原炉安全控制系统及控制方法至少具备以下有益效果：
27、（1）、本专利技术通过设置的防护罐以及防护罐内部顶端和内部底端形成高速保护气体的气流可以形成气体屏障，从而对氢气进行隔离，避免氢气在进料时向上飘散扩散至空气中产生安全隐患，同时保护气体可以在进料的过程中从进料管向外排放，从而产生持续向外的气流以降低或避免空气随原料进入，进而提升还原炉的安全性能。
28、（2）、本专利技术通过设置的分流式结构的排气罩结构可以通过喇叭状结构对保护气体的流速进行降低，从而使排气罩顶端的回流管使氢气-保护气体的混合气体或保护气体回流至分离罐内部，通过分离罐将混合气体中的氢气、水蒸气以及保护气体进行分离，从而可以对保护气体进行重复利用，可以在防护罐内部形成额外的气体屏障以提升安全防护性能。
29、（3）、本专利技术通过设置的废气管结构可以对原料罐中的气体进行排放，在通过控制阀一、控制阀二将原料罐封闭后，通过废气管可以将原料罐中的气体排出，进而将原料罐中残余的空气进行去除，从而避免外界空气随原料进入还原炉内部。
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1.一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：包括还原炉（1）；
2.根据权利要求1所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述防护罐（21）侧面固定连接有增压泵（26），所述增压泵（26）与进气管一（22）固定连接，所述防护罐（21）底端固定连接有防护管，所述进气管二（24）和排气管二（25）对称连接在防护管末端两侧。
3.根据权利要求1所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述进料保护机构（3）包括原料罐（31），所述原料罐（31）顶端固定连接有进料管（32），所述进料管（32）上连接有控制阀二（33），所述排气管一（23）末端固定连接有排气罩（34），所述排气罩（34）固定连接在原料罐（31）外侧，所述排气罩（34）顶端固定连接有回流管（35）。
4.根据权利要求3所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述原料罐（31）底端固定连接有连通管（27），所述原料罐（31）通过连通管（27）与防护罐（21）相互连通，所述连通管（27）上连接有控制阀一（28），所述进气管一（22）和排气管一（23）对称连接在连通管（27）末端
5.根据权利要求3所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述原料罐（31）侧面固定连接有回收管（36），所述回收管（36）与原料罐（31）内部相互连通，所述回收管（36）末端和回流管（35）末端固定连接有气泵（37），所述气泵（37）输出端与进气管二（24）相互连通。
6.根据权利要求5所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述回收管（36）上固定连接有废气管（38），所述废气管（38）与回收管（36）连接处连接有三通阀（39）。
7.根据权利要求1所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述废气处理机构（4）包括分离罐（41），所述分离罐（41）固定连接在回流管（35）末端，所述排气管二（25）末端和回收管（36）末端固定连接在分离罐（41）侧面，所述分离罐（41）内部活动连接有除湿块（42），所述除湿块（42）连接在回流管（35）末端、回收管（36）和排气管二（25）末端。
8.根据权利要求7所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述分离罐（41）顶端固定连接有处理管（43），所述分离罐（41）底端通过管道与气泵（37）相互连通。
9.一种氢气还原炉安全控制方法，通过如权利要求1-8任一项所述的一种氢气还原炉安全控制系统实现，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种氢气还原炉安全控制方法，其特征在于：所述保护气体选用氮气、稀有气体中的一种或多种的组合。
...【技术特征摘要】
1.一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：包括还原炉（1）；
2.根据权利要求1所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述防护罐（21）侧面固定连接有增压泵（26），所述增压泵（26）与进气管一（22）固定连接，所述防护罐（21）底端固定连接有防护管，所述进气管二（24）和排气管二（25）对称连接在防护管末端两侧。
3.根据权利要求1所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述进料保护机构（3）包括原料罐（31），所述原料罐（31）顶端固定连接有进料管（32），所述进料管（32）上连接有控制阀二（33），所述排气管一（23）末端固定连接有排气罩（34），所述排气罩（34）固定连接在原料罐（31）外侧，所述排气罩（34）顶端固定连接有回流管（35）。
4.根据权利要求3所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述原料罐（31）底端固定连接有连通管（27），所述原料罐（31）通过连通管（27）与防护罐（21）相互连通，所述连通管（27）上连接有控制阀一（28），所述进气管一（22）和排气管一（23）对称连接在连通管（27）末端两侧。
5.根据权利要求3所述的一种氢气还原炉安全控制系统，其特征在于：所述原料罐（31）侧面固定连接有回收管（36），所述回收管（36）...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙熙杰，张宏武，瞿子竣，陶世清，余晓雷，
申请(专利权)人：安徽益晖新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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