一种合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置的制作方法

1.本实用新型涉及合金粉末技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置。


背景技术：

2.在合金粉末技术领域中，采用不同结构形式的氩气回收装置来实现氩气的高效回收是众所周知的。在研究和实现氩气的高效回收的过程中，发明人发现现有技术中的氩气回收装置至少存在如下问题：
3.现有合金粉末制粉炉工作周期为：16小时/天，设备运行阶段氩气使用：使用10分钟，停5～8分钟。因设备间断运行导致粗氩尾气处于间断供气状态，而大部分氩气回收装置均要求原料气量、压力稳定，处于间断供气状态的设备容易导致氩气回收装置损坏，增加成本。
4.有鉴于此，实有必要开发一种合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置，用以解决上述问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的主要目的是，提供一种合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置，其通过原料氩气缓冲过滤模块、原料氩气压缩缓冲模块、催化除氧模块、低温除氮模块及压缩供气模块，实现氩气的高效回收，同时结构简单，便于组装及维修更换，合金粉末制粉炉处于间断供气状态时本装置也可稳定运行，不易损坏，具有广阔的市场应用价值。
6.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置，包括：原料氩气缓冲过滤模块、原料氩气压缩缓冲模块、催化除氧模块、低温除氮模块及压缩供气模块；
7.所述原料氩气缓冲过滤模块、所述原料氩气压缩缓冲模块、所述催化除氧模块、所述低温除氮模块及所述压缩供气模块依次连通；
8.其中，所述原料氩气缓冲过滤模块包括：氩气储气柜，其输入端与制粉炉的输出端相连通；以及
9.至少两个粉末过滤器，每个所述粉末过滤器并联设置，且每个所述粉末过滤器的输入端与所述氩气储气柜的输出端相连通。
10.优选的是，所述氩气储气柜的输入端还与第一液氩备用单元连通。
11.优选的是，所述原料氩气压缩缓冲模块包括：原料氩气压缩机，其输入端分别与每个所述粉末过滤器的输出端相连通；以及
12.原料氩气缓冲罐，其输入端与所述原料氩气压缩机的输出端相连通。
13.优选的是，所述原料氩气压缩缓冲模块还包括：第一加氢单元，所述第一加氢单元与所述原料氩气缓冲罐相连通。
14.优选的是，所述原料氩气缓冲罐的输出端与所述氩气储气柜的输入端相连通，且所述原料氩气缓冲罐与所述氩气储气柜之间设置有回流阀。
15.优选的是，所述催化除氧模块包括：第一催化吸附筒及第二催化吸附筒；
16.所述第一催化吸附筒与所述第二催化吸附筒并联设置，且所述第一催化吸附筒与所述第二催化吸附筒的输入端均与所述原料氩气缓冲罐的输出端相连通。
17.优选的是，所述催化除氧模块还包括：第一再生气单元及第二加氢单元，所述第一再生气单元及第二加氢单元均分别与所述第一催化吸附筒与所述第二催化吸附筒的输入端相连通。
18.优选的是，所述低温除氮模块包括：换热器、第一低温吸附筒及第二低温吸附筒；
19.所述换热器包括：冷却通道及复热通道，所述冷却通道的输入端分别与所述第一催化吸附筒与所述第二催化吸附筒的输出端相连通；
20.所述第一低温吸附筒与所述第二低温吸附筒并联设置，且所述第一低温吸附筒与所述第二低温吸附筒的输入端均与所述冷却通道的输出端相连通，所述第一低温吸附筒与所述第二低温吸附筒的输出端与所述复热通道的输入端相连通；
21.所述第一低温吸附筒与所述第二低温吸附筒的输入端还均与第二再生气单元相连通。
22.优选的是，所述低温除氮模块还包括：液氮补充单元，所述液氮补充单元分别与所述第一低温吸附筒与所述第二低温吸附筒相连通。
23.优选的是，所述压缩供气模块包括：产品氩气压缩机，其输入端与所述复热通道的输出端相连通；以及
24.产品氩气缓冲罐，其输入端与所述产品氩气压缩机的输出端相连通，且所述产品氩气缓冲罐的输出端与客户制粉炉相连通。
25.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：其通过原料氩气缓冲过滤模块、原料氩气压缩缓冲模块、催化除氧模块、低温除氮模块及压缩供气模块，实现氩气的高效回收，同时结构简单，便于组装及维修更换，合金粉末制粉炉处于间断供气状态时本装置也可稳定运行，不易损坏，具有广阔的市场应用价值。
26.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制，其中：
28.图1为根据本实用新型一个实施方式提出的合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置的结构视图。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不
是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
31.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
32.在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的，特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化，所以，也不应当将这些或者其他的方位用于解释为限制性用语。
33.涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接的关系，除非以其他方式明确地说明。
34.根据本实用新型的一实施方式结合图1的示出，可以看出，合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置，其包括：原料氩气缓冲过滤模块11、原料氩气压缩缓冲模块12、催化除氧模块13、低温除氮模块 14及压缩供气模块15；
35.所述原料氩气缓冲过滤模块11、所述原料氩气压缩缓冲模块12、所述催化除氧模块13、所述低温除氮模块14及所述压缩供气模块15 依次连通；
36.其中，所述原料氩气缓冲过滤模块11包括：氩气储气柜111，其输入端与制粉炉113的输出端相连通；以及
37.至少两个粉末过滤器112，每个所述粉末过滤器112并联设置，且每个所述粉末过滤器112的输入端与所述氩气储气柜111的输出端相连通。
38.可理解的是，所述制粉炉113排出的粗氩尾气进入所述氩气储气柜111缓冲后在进入所述粉末过滤器112过滤掉粗氩尾气中的粉尘；
39.所述粉末过滤器112设置有两个且两所述粉末过滤器112并联设置，当其中一所述粉末过滤器112的阻力达到设定值时，切换至另一粉末过滤器112运行过滤粗氩尾气中的粉尘，以使得两所述粉末过滤器112交替运行，提升工作效率。
40.进一步，所述氩气储气柜111的输入端还与第一液氩备用单元114连通。
41.可理解的是，当所述制粉炉113供给粗氩尾气间断供气时会导致所述氩气储气柜111压力变化区间大，无法调节时利用所述第一液氩备用单元114供给氩气，保证整个装置在间断供粗氩尾气的工况下稳定运行。
42.进一步，所述原料氩气压缩缓冲模块12包括：原料氩气压缩机 121，其输入端分别
与每个所述粉末过滤器112的输出端相连通；以及
43.原料氩气缓冲罐122，其输入端与所述原料氩气压缩机121的输出端相连通。
44.可理解的是，经所述粉末过滤器112过滤掉粗氩尾气中的粉尘后的气体进入所述原料氩气压缩机121，经所述原料氩气压缩机121压缩至8barg后进入所述原料氩气缓冲罐122，经所述原料氩气缓冲罐 122缓冲后进入所述催化除氧模块13。
45.进一步，所述原料氩气压缩缓冲模块12还包括：第一加氢单元 124，所述第一加氢单元124与所述原料氩气缓冲罐122相连通。
46.可理解的是，所述第一加氢单元124根据所述粗氩尾气中氧的含量自动调节排入所述原料氩气缓冲罐122中氢的含量，便于提升后续去除粗氩尾气中氧的效率。
47.进一步，所述原料氩气缓冲罐122的输出端与所述氩气储气柜 111的输入端相连通，且所述原料氩气缓冲罐122与所述氩气储气柜 111之间设置有回流阀123。
48.在本实用新型一优选的实施方式中，所述合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置还包括控制器，
49.所述氩气储气柜111设置有压力传感器，
50.所述控制器分别与所述压力传感器及所述回流阀123电连接。
51.当所述压力传感器检测到所述氩气储气柜111的压力低于设定值时，所述压力传感器发送反馈信号至所述控制器，所述控制器接收到反馈信号后根据反馈结果发送控制指令至所述回流阀123，以控制所述回流阀123开启，使得气体回流，维持所述氩气储气柜111的压力，防止所述氩气储气柜111因压力过低而损坏。
52.进一步，所述催化除氧模块13包括：第一催化吸附筒131及第二催化吸附筒132；
53.所述第一催化吸附筒131与所述第二催化吸附筒132并联设置，且所述第一催化吸附筒131与所述第二催化吸附筒132的输入端均与所述原料氩气缓冲罐122的输出端相连通。
54.进一步，所述催化除氧模块13还包括：第一再生气单元133及第二加氢单元134，所述第一再生气单元133及第二加氢单元134均分别与所述第一催化吸附筒131与所述第二催化吸附筒132的输入端相连通。
55.在本实用新型一优选的实施方式中，所述第一催化吸附筒131与所述第二催化吸附筒132的输出端还均与大气相连通。
56.所述第一催化吸附筒131的输入端与所述原料氩气缓冲罐122的输出端之间设有第一催化开关阀1311，所述第一催化吸附筒131的输入端与所述第一再生气单元133及第二加氢单元134之间设有第二催化开关阀1312，所述第一催化吸附筒131的输出端与大气之间设有第三催化开关阀1313，所述第一催化吸附筒131的输出端与所述低温除氮模块14的输入端之间设有第四催化开关阀1314；
57.所述第二催化吸附筒132的输入端与所述原料氩气缓冲罐122的输出端之间设有第五催化开关阀1321，所述第二催化吸附筒132的输入端与所述第一再生气单元133及第二加氢单元134之间设有第六催化开关阀1322，所述第二催化吸附筒132的输出端与大气之间设有第七催化开关阀1323，所述第二催化吸附筒132的输出端与所述低温除氮模块14的输入端之间设有第八催化开关阀1324；
58.所述第一催化开关阀1311、第二催化开关阀1312、第三催化开关阀1313、第四催化
开关阀1314、第五催化开关阀1321、第六催化开关阀1322、第七催化开关阀1323、第八催化开关阀1324均与所述控制器电连接。
59.可理解的是，经原料氩气缓冲罐122初步缓冲后的气体分别进入所述第一催化吸附筒131及所述第二催化吸附筒132去除氩气中的氧、水及二氧化碳等杂质；
60.首先，所述控制器分别控制所述第一催化开关阀1311、所述第四催化开关阀1314开启，控制所述第二催化开关阀1312、第三催化开关阀1313、第五催化开关阀1321、第六催化开关阀1322、第七催化开关阀1323、第八催化开关阀1324关闭，以使得缓冲后的气体先进入第一催化吸附筒131，缓冲后的气体在所述第一催化吸附筒131 内初步去除杂质，初步去除杂质后的气体中水分小于或等于-70度，含氧量小于或等于1ppm，二氧化碳组分含量小于或等于1ppm，经第一催化吸附筒131初步去除杂质后的气体进入所述低温除氮模块14；
61.当所述第一催化吸附筒131吸附饱和后，所述控制器控制所述第一催化开关阀1311、所述第四催化开关阀1314、第六催化开关阀1322 及第七催化开关阀1323关闭，控制所述第二催化开关阀1312、第三催化开关阀1313、第五催化开关阀1321及第八催化开关阀1324开启，缓冲后的气体进入所述第二催化吸附筒132初步去除杂质，所述第一再生气单元133为所述第一催化吸附筒131提供再生气体，所述第二加氢单元134为所述第一催化吸附筒131提供氢，以在所述第一催化吸附筒131内进行再生，再生完成后，所述第一催化吸附筒131 内的再生完成的物质排入空气放空；当第二催化吸附筒132吸附饱和后，所述控制器控制第一催化开关阀1311、所述第四催化开关阀1314、第六催化开关阀1322及第七催化开关阀1323开启，控制所述第二催化开关阀1312、第三催化开关阀1313、第五催化开关阀1321及第八催化开关阀1324关闭，缓冲后的气体再次进入所述第一催化吸附筒 131吸附纯化，所述第一再生气单元133为所述第一催化吸附筒131 提供再生气体，所述第二加氢单元134为所述第一催化吸附筒131提供氢，以在所述第一催化吸附筒131内进行再生，再生完成后，所述第二催化吸附筒132内的再生完成的物质排入空气放空，使得所述第一催化吸附筒131及所述第二催化吸附筒132交替使用，提高工作效率。
62.进一步，所述低温除氮模块14包括：换热器143、第一低温吸附筒141及第二低温吸附筒142；
63.所述换热器143包括：冷却通道1431及复热通道1432，所述冷却通道1431的输入端分别与所述第一催化吸附筒131与所述第二催化吸附筒132的输出端相连通；
64.所述第一低温吸附筒141与所述第二低温吸附筒142并联设置，且所述第一低温吸附筒141与所述第二低温吸附筒142的输入端均与所述冷却通道1431的输出端相连通，所述第一低温吸附筒141与所述第二低温吸附筒142的输出端与所述复热通道1432的输入端相连通；
65.所述第一低温吸附筒141与所述第二低温吸附筒142的输入端还均与第二再生气单元145相连通。
66.进一步，所述低温除氮模块14还包括：液氮补充单元144，所述液氮补充单元144分别与所述第一低温吸附筒141与所述第二低温吸附筒142相连通。
67.在本实用新型一优选的实施方式中，所述第一低温吸附筒141与所述第二低温吸附筒142的输出端还均与大气相连通。
68.所述第一低温吸附筒141的输入端与所述冷却通道1431的输出端之间设有第一低
温开关阀1411，所述第一低温吸附筒141的输入端与所述第二再生气单元145之间设有第二低温开关阀1412，所述第一低温吸附筒141的输出端与大气之间设有第三低温开关阀1413，所述第一低温吸附筒141的输出端与所述复热通道1432的输入端之间设有第四低温开关阀1414；
69.所述第二低温吸附筒142的输入端与所述冷却通道1431的输出端之间设有第五低温开关阀1421，所述第二低温吸附筒142的输入端与所述第二再生气单元145之间设有第六低温开关阀1422，所述第二低温吸附筒142的输出端与大气之间设有第七低温开关阀1423，所述第二低温吸附筒142的输出端与所述复热通道1432的输入端之间设有第八低温开关阀1424；
70.所述第一低温开关阀1411、第二低温开关阀1412、第三低温开关阀1413、第四低温开关阀1414、第五低温开关阀1421、第六低温开关阀1422、第七低温开关阀1423、第八低温开关阀1424均与所述控制器电连接。
71.可理解的是，经所述第一催化吸附筒131及所述第二催化吸附筒 132初步去除杂质后的气体先进入所述冷却通道1431内冷却至一定的温度后分别进入所述第一低温吸附筒141及所述第二低温吸附筒 142去除氩气中的杂质氮；
72.首先，所述控制器分别控制所述第一低温开关阀1411、所述第四低温开关阀1414开启，控制所述第二低温开关阀1412、第三低温开关阀1413、第五低温开关阀1421、第六低温开关阀1422、第七低温开关阀1423、第八低温开关阀1424关闭，以使得初步去除杂质后的气体先进入第一低温吸附筒141，初步去除杂质后的气体在所述第一低温吸附筒141内去除杂质氮，彻底去除杂质后的气体中氮气含量小于或等于3ppm，经第一低温吸附筒141彻底去除杂质后的气体进入所述复热通道1432复热后进入所述压缩供气模块15；
73.当所述第一低温吸附筒141吸附饱和后，所述控制器控制所述第一低温开关阀1411、所述第四低温开关阀1414、第六低温开关阀1422 及第七低温开关阀1423关闭，控制所述第二低温开关阀1412、第三低温开关阀1413、第五低温开关阀1421及第八低温开关阀1424开启，初步去除杂质后的气体进入所述第二低温吸附筒142去除杂质氮，所述第二再生气单元145为所述第一低温吸附筒141提供再生气体，以在所述第一低温吸附筒141内进行再生，再生完成后，所述第一低温吸附筒141内的再生完成的物质排入空气放空；当第二低温吸附筒 142吸附饱和后，所述控制器控制第一低温开关阀1411、所述第四低温开关阀1414、第六低温开关阀1422及第七低温开关阀1423开启，控制所述第二低温开关阀1412、第三低温开关阀1413、第五低温开关阀1421及第八低温开关阀1424关闭，初步去除杂质后的气体再次进入所述第一低温吸附筒141吸附纯化，所述第一再生气单元133为所述第一低温吸附筒141提供再生气体，以在所述第一低温吸附筒 141内进行再生，再生完成后，所述第二低温吸附筒142内的再生完成的物质排入空气放空，使得所述第一低温吸附筒141及所述第二低温吸附筒142交替使用，提高工作效率。
74.进一步，所述压缩供气模块15包括：产品氩气压缩机151，其输入端与所述复热通道1432的输出端相连通；以及
75.产品氩气缓冲罐152，其输入端与所述产品氩气压缩机151的输出端相连通，且所述产品氩气缓冲罐152的输出端与客户制粉炉153 相连通。
76.在本实用新型一优选的实施方式中，所述客户制粉炉153还与第二液氩备用单元
154相连通，当设备停机时，所述第二液氩备用单元 154无缝切换使用，保证客户制粉炉153的连续运行。
77.可理解的是，经所述复热通道1432复热后的彻底去除杂质的气体进入所述产品氩气压缩机151，经所述产品氩气压缩机151压缩至 60barg左右后进入所述产品氩气缓冲罐152进一步缓冲后以供客户制粉炉153使用。
78.综上所述，所述合金粉末制粉炉间断式氩气回收工艺装置的工作流程为：
79.所述制粉炉113排出的粗氩尾气进入所述氩气储气柜111缓冲后在进入所述粉末过滤器112过滤掉粗氩尾气中的粉尘，经所述粉末过滤器112过滤掉粗氩尾气中的粉尘后的气体进入所述原料氩气压缩机121，经所述原料氩气压缩机121压缩至8barg后进入所述原料氩气缓冲罐122，经所述原料氩气缓冲罐122缓冲后进入所述第一催化吸附筒131及所述第二催化吸附筒132；
80.经所述原料氩气缓冲罐122缓冲后的气体分别进入所述第一催化吸附筒131及所述第二催化吸附筒132初步去除杂质，初步去除杂质后的气体中水分小于或等于-70度，含氧量小于或等于1ppm，二氧化碳组分含量小于或等于1ppm，经所述第一催化吸附筒131及所述第二催化吸附筒132初步去除杂质后的气体进入所述换热器143的冷却通道1431内，在所述冷却通道1431内冷却至一定的温度；经冷却通道1431冷却后的气体分别进入所述第一低温吸附筒141及所述第二低温吸附筒142去除杂质氮，彻底去除杂质后的气体中氮气含量小于或等于3ppm，同时液氮补充单元144中的液氮为所述第一低温吸附筒141及所述第二低温吸附筒142提供冷量，经所述第一低温吸附筒141及所述第二低温吸附筒142彻底去除杂质后的氩气进入所述换热器143的复热通道143内，经所述复热通道1432复热后的彻底去除杂质的气体进入所述产品氩气压缩机151，经所述产品氩气压缩机 151压缩至60barg左右后进入所述产品氩气缓冲罐152进一步缓冲后以供客户制粉炉153使用。
81.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
82.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。