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      氨分解說(shuō)明書(shū)
      發(fā)布時(shí)間:2021/3/10      點(diǎn)擊次數:10124

       

       

      AQ-20/FC-20氨分解氣體發(fā)生裝置

      使用說(shuō)明書(shū)

       

      一、氨分解制氫的原理

      在一定條件下將氨進(jìn)行分解可以獲得75H2、25N2的氫氮混合氣體,其反應式如下:

                          

            2NH3            3H2+N2-Q  

       

      用此法制得的氣體是一種良好的還原性保護氣體,可以廣泛地應用于半導體工業(yè)、冶金工業(yè)、機械工業(yè)以及其它需要保護氣氛的生產(chǎn)和科研部門(mén)中。 

      利用液氨來(lái)制取保護氣體,在工業(yè)上較容易實(shí)現,這是因為:

      1. 氨容易分解:氨在催化劑的作用下,常壓加熱至300℃以上即能分解,并且隨著(zhù)溫度的升高,分解速度加快,分解也就越*。

      2. 氣體精制容易:作為原料的液氨純度是很高的,其中揮發(fā)性雜質(zhì)只有少量的惰性氣體和水份,特別是含氧量極少。因此,氨分解后的混合氣體只需通過(guò)簡(jiǎn)單的凈化就可獲得純度很高的保護氣體。

      3. 原料液氨容易得到,價(jià)格低廉,原料消耗比較少(每公斤液氨可產(chǎn)生2.6N m3混合氣體)。

      二、工藝流程 (參見(jiàn)工藝流程圖)

      氨氣源來(lái)自液氨鋼瓶或液氨貯罐,鑒于分解后產(chǎn)氣純度的要求和防止催化劑中毒的要求,要使用優(yōu)等品或優(yōu)等品以上的氨。

       

      注意:用戶(hù)一定要在液氨鋼瓶上安裝鋼瓶減壓閥,否則設備將很難控制能使用。

       

      當氨氣量較大或環(huán)境溫度較低時(shí),液氨需經(jīng)氣化器氣化。氨氣經(jīng)鋼瓶減壓閥減壓后,壓力降至0.05MPa(表壓)左右,然后經(jīng)套管式換熱器予熱后進(jìn)入分解爐。分解爐是由爐膽、電熱元件和保溫材料組成,AQ20A氨分解爐有二組爐膽,內裝氨分解觸媒,爐膛二周是電熱扁帶,通電后使爐溫均勻上升。分解爐溫度控制在800850℃之間,氨氣在高溫下分解,分解后的高溫混合氣體通過(guò)套管換熱器與低溫的氨氣進(jìn)行熱交換,再經(jīng)過(guò)列管式水冷卻器后溫度降至接近常溫,便可供用戶(hù)使用。如用戶(hù)對混合氣的純度和露點(diǎn)要求較高,則可在氨分解裝置后配純化裝置。

      三、主要技術(shù)指標

      1.產(chǎn)氣量:                                                  20m3 /h

      2.原料氣體:                                          75 % H2  25 % N2

          雜質(zhì)殘氨  1000PPm

                                                                  露點(diǎn) 10

      3. 純化后氣體:                                          殘氨  5PPm

                                                                  露點(diǎn) ≤-60

      4.純氣出口壓力                                              0.05Mpa

      5分解爐工作溫度                                            800℃ 

      干燥器工作溫度:                 350℃

      再生溫度                                                 <350

      6.干燥器工作周期:                                          24h×2

      7. 電源                                                 380V   50HZ

          8. 功率                                                          27kw

      四、氨分解裝置結構及特點(diǎn)

      AQ-20/FC-20氨分解制氫裝置是長(cháng)方型,結構緊湊,操作維修都很方便。請參見(jiàn)工藝流程圖。

      在氨瓶與氨分解設備之間一般要求安裝匯流排,這樣既便于氨瓶之間的更換及使用,也便于進(jìn)氨流量的調節及放空。通常采用并聯(lián)的形式安裝于氨源出口處或氨分解設備的進(jìn)氨口中。進(jìn)氨閥V01、V02就是采用并聯(lián)的形式安裝于設備的進(jìn)氨口中。

      本設備進(jìn)氨口可以直接套內徑φ10軟管,也可以接M18×1.5螺紋聯(lián)接內徑φ10的金屬軟管。

      是一臺溫控電爐,其內部為分解爐膽。加熱系統為高鎳鉻合金電熱扁帶,固定在特制的耐火材料上,稱(chēng)為電爐板。一旦電熱扁帶燒斷,電爐板就要更換。分解爐裝有測溫熱電偶TIC-01、TIC-02,進(jìn)行溫度控制與監控。

      1)爐膽

      分解爐的核心部件,為三組U型的耐高溫不銹鋼管,內裝氨分解鎳基催化劑30kg,催化劑在800℃~850℃的溫度下工作,其正常使用壽命為35年。催化劑會(huì )因為分解用氨不純而發(fā)生中毒失效,一旦催化劑失效,則必須更換催化劑或爐膽。

      2)電熱扁帶

      電熱扁帶為高鎳鉻合金材料,固定在特制的爐管上。均勻分布。

      3)爐體結構及保溫材料

      爐體中間采用成型耐火磚,四周選用纖維毯、纖維氈做保溫層,結構緊湊,保溫性能良好。

      3. 水冷卻器

        其內部為列管式換熱器,管程通水(下進(jìn)上出),殼程通氣(上進(jìn)下出)。氣體排污閥V06應處于關(guān)閉狀態(tài)。在通氣前,首先應接通冷卻水,工作中應保證冷卻水的循環(huán)與不間斷。需要定期排放氣體冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水—使用氣體排污閥排放。(注30m³以上的分解爐才有冷卻器)

      五、設備安裝及使用前準備

      進(jìn)氨所用管道及連接件對氨都應有耐腐蝕性,例如耐腐蝕金屬軟管、不銹鋼管等,不能用含銅材料。設備的出氣管和放空管采用無(wú)縫碳鋼管。     

      試驗結束后,關(guān)閉各進(jìn)出口閥。

      1) 熟悉本設備原理、構造,認真檢查設備氣、電各系統是否暢通或是否有漏氣,電氣接觸不良或儀表失靈等現象,發(fā)現問(wèn)題及時(shí)修復。

      2) 氣路系統各閥門(mén)應處于關(guān)閉狀態(tài)。

      3) 設備運行前,用戶(hù)應將電源線(xiàn)按電器接線(xiàn)圖接入控制箱,做好接地保護,爐體的絕緣電阻應不小于0.5MΩ。合格后方可使用。

      4) 檢測電熱元件三項電阻是否平衡,如嚴重不平衡應檢查電熱絲是否斷路或短路。

      5)接好進(jìn)出水管道,打開(kāi)冷卻系統閥門(mén)。

      6) 接通外部電源。

      7)將氨瓶與設備并聯(lián)接好。

      六、操作方法(分解爐)

      1.管路吹掃

      用氮氣吹掃分解爐和氣體管路,以置換系統中的空氣,吹掃時(shí)間1-2小時(shí)。

      2. 觸媒活化

      1)接通電源,打開(kāi)電控箱電源開(kāi)關(guān),溫控儀指示燈亮,分解爐加溫指示燈亮,觀(guān)察電流表工作是否正常,設備開(kāi)始加熱升溫。升溫前,應詳細閱讀溫控儀的使用說(shuō)明書(shū)。監控溫度設置應比溫控設置高2050℃。

       

      2)開(kāi)減壓閥、排污閥,使設備內的殘余氣體在升溫過(guò)程中放空至室外。

      觸媒活化過(guò)程溫度和氣量控制如下:

      溫度范圍℃

      升溫及保溫時(shí)間h

      氨流量m3 /h

      室溫~200

      1

      0

      200500

      1

      0

      500600

      1

      12

      600700

      1

      24

      700800

      1

      48

      800850

      3

      10

       * 表中數據供參考,用戶(hù)在操作時(shí)可根據實(shí)際情況靈活調整。

      爐膛溫度較低時(shí),氨不易分解,不能通氣;爐溫升至500℃以上時(shí),緩慢打開(kāi)進(jìn)氨閥,進(jìn)氣流量調整在放空口無(wú)濃烈氨味為準,所產(chǎn)生的分解氣和水由排污閥V06放至室外。隨著(zhù)爐溫的升高,進(jìn)氣流量逐漸增大;當爐溫達到800℃時(shí),將進(jìn)氣流量盡量開(kāi)大(仍以放空口無(wú)濃烈氨味為準),并在此狀態(tài)下穩定1-2小時(shí),待放空口氣體用鼻嗅無(wú)明顯的氨味或觀(guān)察氣體燃燒時(shí)火焰呈桔紅色或取樣分析測定殘氨<0.1%時(shí),觸媒已得到充分活化。

      3. 正常工作

      觸媒活化結束后,即可進(jìn)入正常工作。

      首先,打開(kāi)排污閥,檢查進(jìn)氨閥是否關(guān)閉。接通總電源,將分解爐的溫控儀調至800℃~850℃,開(kāi)始對分解爐加熱。待分解爐升溫至800℃后,逐慚緩慢地打開(kāi)進(jìn)氨閥、調節減壓閥,使分解爐的壓力為0.05 Mpa,氨氣流量緩慢上升 (注意:流量不能增加過(guò)快,以保證氨氣充分分解),此時(shí)氨氣開(kāi)始分解,并經(jīng)排污閥V06排至窒外,過(guò)了幾分鐘后,關(guān)閉排污閥,

      四.操作方法:

        開(kāi)機準備

      1)Ⅰ組干燥器再生:

        ⑴關(guān)閉純氣出口閥V10。順序開(kāi)啟干燥器Ⅱ工作出口閥V06、進(jìn)口閥V02、干燥器Ⅰ再生出口閥V03、再生進(jìn)口閥V07、再生流量計閥V09,并調節閥V09使再生氣流量至15~2m3/h。

        ⑵干燥器升溫選擇開(kāi)關(guān)撥向Ⅰ組,打開(kāi)干燥器加熱開(kāi)關(guān),調節溫控儀,開(kāi)始加熱再生。再生溫度高有利于再生*,但溫度過(guò)高使吸附劑使用壽命縮短,甚至燒壞;而且也會(huì )降低電加熱棒的使用壽命,Ⅰ組干燥器電加熱棒的加熱溫度由干燥器頂部熱電偶TIC-01顯示,可以設定在300℃左右,不得超過(guò)350℃。從開(kāi)始加溫至再生加熱結束一般要5小時(shí)左右,5小時(shí)侯關(guān)閉干燥器加熱開(kāi)關(guān),可根據設備運行情況作調整。當冷吹至室溫后,將干燥器升溫選擇開(kāi)關(guān)撥向中間空檔。關(guān)閉干燥器Ⅰ再生進(jìn)口閥V07、再生出口閥V03、打開(kāi)干燥器Ⅰ工作出口閥V06、進(jìn)口閥V02、關(guān)閉干燥器Ⅱ工作進(jìn)口閥V02、出口閥V06,打開(kāi)純氣出口閥調節所需得流量即可正常工作。

      2.正常工作: 

      1)Ⅰ組工作、Ⅱ組再生

        順序開(kāi)啟純氣出口閥V10、干燥器Ⅰ工作出口閥V05、工作進(jìn)口閥V01

      并調好其流量,產(chǎn)品氣即可送至使用點(diǎn)。

      開(kāi)啟干燥器Ⅱ再生出口閥V04、再生進(jìn)口閥V08、再生流量計閥V09,并調節再生氣流量至152 m3 /h左右,按上述“Ⅰ組干燥器再生”的方法進(jìn)行Ⅱ組干燥器加熱,直至再生加熱結束。

      2)組工作、組吹冷

      Ⅱ組干燥器再生加熱結束后,關(guān)閉干燥器加熱開(kāi)關(guān),仃止升溫,即進(jìn)入Ⅰ組干燥器工作、Ⅱ組干燥器吹冷(所有閥門(mén)不變動(dòng))。

      3)Ⅰ組工作、Ⅱ組待用

      Ⅱ組吹冷結束后(即干燥器吹至室溫后) ,將干燥器升溫選擇開(kāi)關(guān)撥向中間空檔,關(guān)閉干燥器Ⅱ再生進(jìn)口閥V08、再生出口閥V04,即進(jìn)入Ⅰ組工作、Ⅱ組待用。

      4)Ⅱ組工作、Ⅰ組再生

      Ⅰ組工作失效后(以24小時(shí)為準),即轉入Ⅱ組工作、Ⅰ組再生。

      開(kāi)干燥器工作出口閥V06、工作進(jìn)口閥V02,關(guān)干燥器工作進(jìn)口閥V01、工作出口閥V05,此時(shí)組即正常工作;并同時(shí)對組進(jìn)行再生,此時(shí)打開(kāi)干燥器加熱開(kāi)關(guān)。打開(kāi)干燥器再生出口閥V03、再生進(jìn)口閥V07、按上述“Ⅰ組干燥器再生”的方法進(jìn)行Ⅰ組干燥器再生加熱,直至再生加熱結束。

       5)Ⅱ組工作、Ⅰ組吹冷

      Ⅰ組干燥器再生加熱結束后,關(guān)閉干燥器加熱開(kāi)關(guān),仃止升溫,即進(jìn)入Ⅱ組工作、Ⅰ組吹冷(所有閥門(mén)不變動(dòng))。

      6)Ⅱ組工作、Ⅰ組待用

      組吹冷結束后(即干燥器吹至室溫后) ,將干燥器升溫選擇開(kāi)關(guān)撥向中間空檔,關(guān)閉再生流量計閥V09、Ⅰ組干燥器再生進(jìn)口閥V07、再生出口閥V03,即進(jìn)入Ⅱ組干燥器工作、Ⅰ組干燥器待用。當Ⅱ組干燥器工作失效后,又進(jìn)入Ⅰ組干燥器工作、Ⅱ組干燥器再生狀態(tài),如此循環(huán)可連續運轉。一般每24h切換一次(也可視實(shí)際情況確定時(shí)間)

      注意:用戶(hù)需經(jīng)常觀(guān)察氨壓表,以保證供氣壓力正常。壓力過(guò)高時(shí),用戶(hù)需檢查并調節鋼瓶減壓閥,以保證閥后壓力不至于過(guò)高從而影響氨的分解率。

       

      4. 停機

      1) 關(guān)閉進(jìn)氨閥V01V02 、再打開(kāi)排污閥V06,使設備內的殘余氣體排至室外。

      2)關(guān)閉分解爐電源,再關(guān)閉總電源。

      3)待分解爐內殘氨基本分解完畢后關(guān)閉排污閥。否則由于殘氨的分解引起壓力升高,導致儀表設備損壞。

      七、設備維護

      用戶(hù)在使用維護過(guò)程中,如有疑問(wèn)或需求可隨時(shí)與我公司服務(wù)部聯(lián)系。

      電話(huà):

      觸媒更換:觸媒使用一定時(shí)間后就會(huì )失效,引起氨分解效率明顯下降,觸媒破碎粉化會(huì )使氣流阻力增加。在這種情況下,觸媒不能繼續使用,應重新更換。更換新觸媒使用前,必須進(jìn)行活化。

      電熱扁帶的更換:加熱元件為易損件,當三相電流嚴重不平衡時(shí),可能某根電熱扁帶燒斷了,應檢查并更換電熱扁帶。

      八、注意事項

      1. 氨是一種具有剌激臭味的有毒氣體, 對人的眼睛和呼吸器官有傷害,應防止泄漏,特別要防止人體與液氨接觸,否則會(huì )使皮膚灼傷。

      2. 經(jīng)常檢查和保持裝置氣路系統氣密性,氨氣泄漏有剌激臭味,而分解氣體無(wú)色無(wú)味,卻是易燃易爆氣體。因此要防止泄漏以免發(fā)生事故,不合格氣和廢氣放空必須排至室外。

      3. 嚴格控制溫度對氨氣的充分分解是*的條件,所以必須注意控溫儀是否正常工作,若控溫儀失靈或熱電偶接觸不良,易造成指示溫度與實(shí)際溫度的不一致,以至溫度過(guò)高燒壞分解爐及觸媒,一旦發(fā)現應立即切斷電源檢修。分解爐在升溫過(guò)程中決不能超過(guò)850℃。

      4. 設備外殼必須接地,以免造成用電事故,用氣必須符合氣體安全規程。

      九、附圖 設備裝置總圖、工藝流程圖、電氣原理圖、電氣接線(xiàn)圖。

       

       

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