Ⅰ 氨分解設備的原理誰知道詳細一點
氨分解的原理:
氨分解制氫裝置以液氨為原料,液氨氣化預熱後進入裝有催化劑的分解爐,在一定溫度壓力和催化劑(一般800℃即可分解,催化劑為與好多種)的作用下氨即分解,產生含氫75%、氮25%的混合氣,氣體經熱交換器和冷卻器及流量計後,可進行純化處理或直接使用.
就是如此,不需要很詳細.
Ⅱ 氨分解設備的使用安全注意事項
一、安全事項及設備安放場所
1、本設備的操作人員必須先經過崗前安全培訓,熟悉安全操作知識,並經考核合格。
2、本設備必須安放在通風良好的場所,屋頂必須安裝防爆型換氣扇。
3、設備周圍發生火災或其他不安全因素請立即停車並關閉所有進出口閥門。
4、電控箱內有高壓,非電工人員請勿打開電控箱門,以免遭電擊。
5、用壓縮空氣試漏時,壓力不得超過0.4MPa以免流量計玻璃碎裂。
A、氨分解制氫
二、氨分解工作原理:
1摩爾氨(氣態)在一定的壓力和溫度及鎳觸媒催化作用下,可分解為3/2摩爾的氫氣和1/2摩爾的氮氣,並吸收一定的熱量。其化學方程式如下:
2NH3 催化劑 3H2 +N2-Q
分解後的氫、氮混合氣利用變溫吸附再生的原理,經13X分子篩床吸附其中的水份及殘氨,並保持其性質不變,從而達到乾燥純化的目的,而13X分子篩經加熱,用純化氣沖洗、解吸被分子篩吸附的水分、殘氨,從而達到再生重復使用的目的。
三、氨分解制氫的優點:
用此法製得的氣體是一種良好的保護氣體,可以廣泛地應用於半導體工業,冶金工業,以及需用保護氣氛的其它工業和科學研究中。
氨分解製取保護氣體,在工業上是很容易實現的,這是因為:
1、氨易分解:分解壓力不高,在催化劑作用下,溫度控制在800-850℃時氨可大部分解,其分解率可達99.9%。
2、氣體精製容易:作為原料的液態氨,純度是很高的,其中揮發性雜質只有溶解在液氨中的少量惰性氣體和水分,幾乎不含氧,同時,在此條件下,氨分解是不可逆的。由此可見,氨分解後氣體經13X分子篩床吸附可除去其中的水分,其露點達-60℃,殘氨小於5PPM即為精製的氫氮混合氣,這樣可以實現半導體工業上所不希望存在的有害的非金屬元素。如:氯和氧。
3、在我國,原料液氨容易得到,價格低廉,而且原料消耗也比較少(每公斤氨可產生2.5Nm3混合氣體)。
四、氨分解工藝流程:
液態氨經減壓後經過汽化器汽化成氣態氨(汽化器外層水套里有80℃循環水),汽化好的高壓氣氨再經過汽化器後級減壓,然後送往熱交換器進入分解爐,分解爐內裝有活化過的鎳觸煤,在800℃~850℃溫度下進行分解,分解後高溫氣體在熱交換器內與氣態氨進行熱交換,此時分解氣降溫,氣氨回收熱量並升溫後進入分解爐分解,熱交換後的分解氣進入除氧器進一步除掉微量氧,然後在冷卻器內冷卻後,進入乾燥器(13X分子篩床)除去殘余水分及其它雜質。其純度可達到如下:露點:-60℃,殘氨5PPM以下。而乾燥器一般設置二台,一台將送入的分解氣吸附、乾燥後送往使用點,另一台取一部分乾燥後的合格氣通過加熱再生(一般在250~300℃)釋放出其中的水份及殘氨,二台交替(一台工作一台再生)使用從而達到重復利用的效果。
五、技術指標:
1、氨分解額定產氣量: 50Nm3/h (25%N2,75%H2)
2、配比裝置額定產氣量:50Nm3/h
3、氨分解氣體純度: 露點≤-60℃ ,殘氨≤5PPM
4、分解爐操作溫度: 800-850℃
5、分解爐額定功率: 60KW(電壓:380V,50Hz)
6、乾燥器額定功率:3.6KW, 電壓220V(一組工作另一組再生或備用)
7、額定氨耗: 20Kg/h
8、氨分解工作壓力: <0.09MPa
9、乾燥器工作溫度: 常溫
10、乾燥器再生溫度: 250-300℃
11、乾燥器工作周期: 24h
12、氨分解裝置重量 約4T
六、氨分解帶純化裝置:
1、原始開車:
1)仔細閱讀使用說明書,熟悉設備的原理和構造。
2)檢查氣、電各系統是否暢通,消除泡、冒、點、漏,並接通電源。
3)鎳觸媒的活化:分解爐內裝的觸媒在出廠時已經還原,但因設備在運輸,庫存期間總有水分、氧氣等解入,觸媒活性略有下降,因此原始開車時要進行觸媒的活化。
4)觸媒活化操作如下:接通電源,關閉氨分解閥,設備開始升溫,此時打開放空閥並檢查設備內氣體因受熱膨脹而有否放空,升溫至500-600℃時,通入少量氣氨進行充壓、置換、並進行不完全氨分解,因氨分解是吸熱反應,從而達到控制分解爐的升溫速度,防止因升溫速度過快而損壞設備。在活化過程中,其通氨量與升溫過程如下:
溫度范圍(℃) 升溫及保溫時間(h) 分解爐流量(m3/h)
室溫-200℃ 2 0
200-500℃ 3 0
500-600℃ 3 1-10
600-700℃ 3 10-15
700-750℃ 3 15-30
750-850℃ 3 30-50
樣氣檢驗:可用化學分析或經驗方法,其中經驗方法為,從放空口嗅不到明顯的氨臭味或觀察分解氣燃燒時火焰呈橙色,若符合上述現象則分解氣合格,合格後既可關閉放空閥、打開分解氣出口閥、工作Ⅱ進閥,工作Ⅱ出閥,經流量計送入後級純化,此時流量大小根據實際情況,調節進氨壓力來控制分解氣流量。
5)乾燥器內13X分子篩活化再生:氨分解開車正常後,取小部份合格的分解氣送入「乾燥器Ⅱ」,吸附乾燥其中的水份、殘氨(處低負荷工作),利用這部氣體來加熱沖洗」乾燥器Ⅰ」中的13X分子篩,此時乾燥器升溫選擇開關撥向1組 ,這部分氣體經「放空閥」放空。具體操作如下:
打開「分解氣出口閥」「工作Ⅱ進」、「工作Ⅱ出、」「再生閥」「再生Ⅰ進、」「再生Ⅰ出」、「放空閥」並調節再生流量約5m3/h。將乾燥器升溫選擇開關撥向Ⅰ組,其升溫過程如下:
溫度范圍(℃) 升溫及保溫時間
室溫-100 2
100-200 2
250-300 4
6)乾燥器Ⅰ活化(再生)結束後,所有閥門不變,本系統在乾燥器溫度到達指定溫度後會自動轉入冷卻狀態,並可繼續用經乾燥器Ⅱ純化的小氣量吹冷」乾燥器Ⅰ」至常溫(也可讓「Ⅰ組乾燥器」自然冷卻至常溫);然後關閉「工作Ⅱ進」、「工作Ⅱ出」、「再生閥」「再生Ⅰ進」、「再生Ⅰ出」和「放空閥」, Ⅰ組乾燥器即可投入正常工作。
7)Ⅱ組乾燥器再生活化步驟與Ⅰ組乾燥器活化相同,但閥門相應變為「工
作Ⅰ進」、「工作Ⅰ出」、「再生閥」「再生Ⅱ進」、「再生Ⅱ出」和「放空閥」。並將乾燥器選擇開關撥向Ⅱ組
2、正常運轉:
氨分解部分:
1)接通電源、調節溫控儀溫度(具體操作請參見溫控儀使用說明書)分解爐溫度升到800-850℃。
2)打開氨瓶,調節汽化器前級調壓閥,讓液氨進入汽化器進行汽化,再調節汽化器後級調壓閥(一般壓力為:能夠供上後級用氣為止,但是前級不能超過6公斤,後級不能超過3公斤)。
3)通氨放空:打開放空閥,然後慢慢打開進氨閥。汽化好的氣氨進入熱交換器,在熱交換器內分解氣與氣氨進行熱量交換,再進入分解爐進行分解。大約放空半小時(放空流量大約為20m3h)。
4)大約放空半小時後,通過取樣口取樣檢驗,如分解氣合格,即可關閉放空閥,打開分解氣閥,向後級純化裝置送出合格分解氣。
純化部份:
5)乾燥器Ⅰ組工作,Ⅱ組再生步驟:
打開「分解氣出口閥」「工作Ⅰ進閥」、「工作Ⅰ出閥」、「純氣出口閥」,純化後的氣體即可送往使用點;並打開「再生Ⅱ進閥」,「再生Ⅱ出閥」,『再生閥』將再生流量調至5m3/h左右,然後將乾燥器升溫選擇開關撥向Ⅱ組,調節溫控儀至250~300℃。按乾燥器升溫活化過程進行,將Ⅱ組乾燥器升溫再生。
6)純化裝置Ⅰ組工作,Ⅱ組吹冷步驟:
Ⅰ組工作仍按原操作閥門操作,Ⅱ組再生到溫後,系統將自動轉入冷卻狀態所有閥門開關狀態不變,繼續吹冷至室溫。
7)純化裝置Ⅱ組工作,Ⅰ組再生步驟:
打開「工作Ⅱ進閥」、「工作Ⅱ出閥」、「純氣出口閥」,並調節純氣流量,向使用點送氣。並打開「再生閥」、「再生Ⅰ進閥」、「再生Ⅰ出閥」並調節再生流量至15m3/h,將電源選擇開關撥到Ⅰ組,調節溫控儀至250~300℃。
8)純化裝置Ⅱ組工作,Ⅰ組吹冷步驟:
Ⅱ組工作仍按原操作閥門操作。Ⅰ組再生升溫結束後,系統將自動轉入冷卻狀態。所有閥門開關狀態不變,繼續吹冷至常溫。然後轉入下一個周期。
3、停機:切斷總電源 , 關閉所有進出口閥門。
如果有需要服務:咨詢張工 [email protected]
Ⅲ 氨分解制氫裝置中中間儲罐的作用
儲存液氨,穩定系統壓力,
降低分解氣溫度,汽化液氨。
Ⅳ 氨分解裝置涉及的國家標准都有什麼
涉及危險化學品生產危險工藝、危險化學品重大危險源辨識 涉及安全生產標准化、涉及建築物防火設計規范、涉及石油化工企業設計防火規范、涉及危險爆炸場所電器防爆要求、涉及爆炸場所防雷防靜電規范
Ⅳ 液氨儲罐的機械設計包括哪些內容
1、液氨貯罐的設計背景
化學工業和其它流程工業的生產都離不開容器.所有的化工設備的殼體都是一種容器,容器的應用遍及各行各業,諸
如航空、航海、機械製造、輕工、動力等行業.然而化工容器又有其本身特點,不僅要適應化學工藝過程所要求的壓力和溫度條件,還要承受化學介質的作用,要能
長期的安全工作且保證良好的密封.因此在容器的設計中應綜合考慮個方面的因素,使之達到最優.
液氨主要用於生產硝酸、尿素和其它化學肥料,
還可用作醫葯和農葯的原料.在國防工業中用於製造火箭、導彈的推進劑,可用作有機化工產品的氨化原料,還可用作冷凍劑,將氨進行分解,分解成氫氮混合氣體
這種混合氣體是一種良好的保護氣體,可以廣泛地應用於半導體工業、冶金工業以及需要保護氣氛的其它工業和科學研究中.
為能夠進行連續的生產,需要有儲存液氨的容器,因此設計液氨貯罐是製造貯罐的必備步驟,是化工生產能夠順利坦李進行的前提.
2、液氨貯罐的分類及選型
儲罐的形狀有圓形或球形.圓筒形儲罐兩端的封頭有橢圓形、球形、錐形和平蓋等形狀.
在
本設計中由於設計體積較小且工作壓力較小,可採用卧式圓筒形容器,方形和矩形容器大多在很小設計體積時採用,因其承壓能力較小且使用材料較多;而球形容器
雖承壓能力強且節省材料,但製造較難且安裝內件不讓納遲方便;立式圓筒形容器承受自然原因引起的應力破壞的能力較弱,故選用卧式圓筒形容器.
卧式圓筒形液氨儲罐通常由卧式圓筒形筒體和兩端的橢圓形封頭組成,按照化學生產工藝的要求設置進料口、出料口、放空口、排污口、壓力表、安全閥和液面計等.為了檢修方便,還要開設人孔,用鞍式支座支承於混凝土基座上.
選擇化工容器的材料也是設計中的重要問題,應該綜合考慮容器的操作條件和鋼材的性能、價格等.
氨對鋼材的腐蝕作用很小,但是,置於室外的液氨儲罐,它的操作溫度就是大氣溫度,它的操作壓力就是操作溫度對應的飽和蒸汽壓.隨著氣溫的變化,液氨儲罐的操作溫度和壓力也隨之變化,製造儲罐的鋼材應能承受這種變化.液氨儲罐通常選擇16MnR鋼,它是屈服強度為350MPa級的普通低合金高強度鋼,具有良好的綜合力學性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性.在我國北方嚴寒地區,冬季最低氣
3、設計溫度和設計壓力的確定
罐儲存的是經過壓縮機壓縮後,被冷卻水冷凝的液態氨,由於冷卻水的溫度隨氣候變化而波動,通常氨被壓縮
到0.9~4MPa才能被冷卻水冷凝.儲罐通常置於室外,罐內液氨的溫度和壓力直接受到大氣溫度的影響,在冬季可達-30℃,在夏季儲罐經太陽曝曬後,液
氨的溫度可達50℃,這時候氨的飽和蒸汽壓,隨著氣溫的變化,儲罐的操作壓力也在不斷改變(參考下表1).
表1:液氨的飽和蒸茄爛汽壓和密度
液氨儲罐的操
作溫度通常可取夏季的最高氣溫50℃.為了確保操作安全,我國勞動和社會保障部頒布的《壓力容器安全技術監察規程》第24條規定:壓力容器的設計壓力不得
低於最高工作壓力,裝有安全泄放裝置的壓力容器,其設計壓力不得低於安全泄放裝置的開啟壓力或爆破壓力.工程中其設計壓力不低於安全閥開啟壓力(安全閥開
啟壓力取1.05~1.10倍工作壓力),通常選取為2.16MPa(相當於取50℃時飽和蒸汽壓對應的設計壓力).又因為廣東地區天氣最高室溫一般不會
超過50℃,此時氨的飽和蒸汽壓為2.07MPa(絕對壓力),故取P=2.16MPa.