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氨分解制氫及混合氣體純化裝置

1、本制氣流程描述

??氨分解制取的氮氫混合氣來源于液氨汽化后的氨氣，經(jīng)電熱絲加熱至800～850℃，在鎳基催化劑（鎳觸媒）作用下，將氨（NH3）進行分解，從而得到含有75%H2、25%N2的氫氮混合氣。此氮氫混合氣再進入氨分解氣體純化裝置后脫除氣體中的殘余氨氣及液氨中自帶的水分后得到合格的氮氫混合氣（部分行業(yè)不需要純化則可以不配置純化裝置）。

2、主要部件

??氨分解爐，包括爐體、保溫層、電熱絲支架、電熱絲組、分解爐膽（反應釜）及閥門管件等組成；

??氨分解純化裝置，包括干燥塔、分子篩及相關閥門管件等組成。

3、氨分解制氫及分解氣純化的工作原理

??氨氣在一定溫度下，經(jīng)催化劑（西南院Z204等）作用下裂解為75%的氫氣和25%的氮氣，并吸收21.9千卡熱量，其主要反應為：2NH3 ?3H2+N2

??氨氣分解后獲得的氨分解氣體中，含有約500ppm的殘氨及工業(yè)液氨中含有少量的水份，目前國內(nèi)大多數(shù)廠家均需要純凈的氮氫混合氣體，則混合氣體進入純化裝置后作進一步提純處理，氣體提純采用變溫吸附技術。變溫吸附（TSA）技術是以吸附劑（多孔固體物質(zhì)）內(nèi)部表面對氣體分子在不同溫度下吸附性能不同為基礎的一種氣體分離純化工藝.常溫時吸附雜質(zhì)氣，加溫時脫附雜質(zhì)氣，分子篩表面全是微孔，在常溫常壓下可吸附相當于自重20%（靜態(tài)吸附時的水份和雜質(zhì)，而在350℃左右的溫度下，吸附塔為兩塔并聯(lián)交替使用，每8-24小時切換一次，可實現(xiàn)連續(xù)供氣，以得到純度和雜質(zhì)含量均合格的產(chǎn)品氮氫混合氣體。

4、制氣流程示意

1）、小型氨分解制氫及混合氣體純化裝置

2）、大型氨分解制氫及混合氣體純化裝置系統(tǒng)

5、工藝特點

??1）、結合工業(yè)窯爐行業(yè)的技術，使用全纖維保溫形式的圓形加熱爐體，保溫效果好，熱量散失少，節(jié)能降耗。

??2）、分解爐膽采用多管梅花樁式排列，材質(zhì)選用耐熱耐高溫的Cr25Ni20(310S)合金材料，氣流分布及氨氣受熱均勻一致。

??3）、加熱元件采用優(yōu)質(zhì)的Cr20Ni80電熱圓絲，在高溫下力學性能良好的鎳鉻圓絲將加熱元件的表面負荷確定在合理的范圍內(nèi)，延長電熱絲的使用壽命。

??4）、電器控制系統(tǒng)部分分別由溫度表加接觸器控制、溫度表加固態(tài)繼電器控制、溫度表加可控硅控制PLC智能控制系統(tǒng)，PLC遠程控制系統(tǒng)。

??5）、氨分解爐的壓力控制系統(tǒng)分別由簡易的截止閥門控制、國產(chǎn)氨減壓閥門、進口氨減壓閥門、有壓力傳感器、PID調(diào)節(jié)儀表、調(diào)節(jié)閥門組成的閉環(huán)壓力控制系統(tǒng)、PLC組成的遠程壓力控制調(diào)節(jié)等系統(tǒng)可供選擇。

??6）、氨分解爐的流量控制系統(tǒng)分別由簡易的截止閥調(diào)節(jié)、減壓閥和截止閥組合調(diào)節(jié)、有流量傳感器+PID控制器+調(diào)節(jié)閥組成的閉環(huán)流量控制系統(tǒng)、PLC智能遠程流量控制系統(tǒng)等可供選擇.

6、技術規(guī)格參數(shù)

??制取氣體流量：5-2000Nm3/h

??氣體組分：H275%+N225%

??露點：≤-65℃

??殘余氨含量：≤1ppm

??壓力：≤0.05Mpa~0.09Mpa可調(diào)

7、氨分解制氫設備應用行業(yè)

??氨裂解制氫爐可用于有色金屬，黑色金屬、取向及無取向硅鋼、鉻合金鋼和不銹鋼等金屬材料和零件的光亮退火，銅基、鐵基鎢鉬等粉末冶金的還原制粉及制品燒結、特殊金屬零件燒氫處理、半導體器件的保護燒結和封結、鈀合金膜擴散純化氫氣的原料氣等。另外、原料氨容易于得到，價格低廉，原料消耗較少。氨裂解來制取保護氣體具有投資少，體積小，效率高、維護成本低等優(yōu)點。