冶金工程氨分解气氛制备原理及流程
1.制备原理
将无水氨加热到800~900t°,在催化剂的作用下,很容易分解SH2+N2的气体。
其性质为还原性和脱碳性的。
用氨制备的气氛可分为加热分解气氛(吸热式)和燃烧气氛(放热式)两类。
燃烧气氛又可分为完全燃烧的和不完全燃烧的两种。
氨分解气氛反应是可逆的,升高温度或降低压力将有利于反应向氨分解方向进行。
在600~700t:时氨的分解率达99.88%-99.9596,但分解较缓慢。
为了提高反应速度,可采用镍材料(废镍铬电热材料等)做催化剂。
氨分解气氛的制备流程
原料气自氨瓶流入气化器受热气化,在反应罐中借助高温和催化剂的作用进行分解,分解产物自反应罐出来后再返回气化器,利用其余热加热液态氨。
冷却后的分解产物经净化,除去残氨和水气,就得到可供使用的分解氨
炉膛密封形式主要有炉体密封和炉罐密封两类。
炉体密封,包括炉壳、炉门、电热元件引出孔、热电偶孔、风扇轴孔和推料机械伸出炉外的孔洞等处的密封。
电热元件等在可控气氛作用下,需采用抗渗碳性强的材料或加抗渗碳涂料,最好用低压供电,以免元件渗碳或炉壁积碳使元件发生短路而毁坏。
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采用炉罐(金属或陶瓷罐)隔离密封,密封效果比较好,但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗,炉子工作温度也受到限制。
还有一种密封形式兼有上述两类密封的特点,即除炉膛密封外,采用辐射管加热器,可防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉内气氛。
放热式可控气氛的原料气可以是液化石油气、煤气或其它气体燃料。
原料气与小于理论需要量的空气进行燃烧,部分原料气完全燃烧,部分原料气不完全燃烧。
放热式可控气氛的成分随所用空气过剩系数的大小而不同,可在很宽的范围内变动。
气氛氧化性和脱碳性较弱,但产气量也较少氧化性和脱碳性也较强,但产气量较大,成本较低。
为提高气氛还原性,常再经净化处理。
通过改变空气与燃料的比和净化方法,可在较宽的范围内改变气氛的成分和性质,得到含量不同的气氛,一般又把这类气氛分为淡型、浓型和净化型。
这类气氛可能是还原性和增碳性的,也可能是氧化性和脱碳性的,视气氛成分、工件含碳量和工作温度而定。