氨分解与氮气纯化装置
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氨分解与氮气纯化装置

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氮气纯化与氨分解装置                   

      来自空分PSA变压吸附制氮机的普氮,通过装填有高效脱氧催化剂的除氧器,粗氮中的氧气在常温下与过量的氢气反应生成水,一部分被干燥冷凝,另一部分与二氧化碳等杂质被干燥器中的吸附剂脱除,尘埃由过滤器去除。用该法纯化后氮气中含有过量氢气,适用于粗氮纯度较低、成品气对氢气要求不高场合,如工艺过程需加氢的还原处理等。

      该除氧工艺能耗低、机构紧凑,性能可靠,其成本低于其它方法获得高纯氮,并且催化剂无需再生。干燥剂吸附周期长,可以再生循环使用。

 

氨分解制氢装置

      氨分解气体发生装置以液氨为原料,经汽化后将氨气加热到一定温度,在催化剂作用下,氨发生分解成氢氮混合气体,氨分解的化学方程式如下:

2NH3==3H2+N2-22080卡

1. 即在标准状况下,1千摩尔氨完全分解可产生氢氮混合气体44.8Nm3,并吸收热量11040千卡。也就是1kg液氨完全分解能产生2.64Nm3氢氮混合气体,根据化学方程式,分解气体由75%H2,和25%N2组成。

2.氨分解制氢装置是根据氨气发生分解反应的基本原理进行精心设计制作的组合装置。

3. 氨分解在工业装置条件下不可能100%完全分解,存在微量的残余氨,工业液氨中含有少量的水,配套使用气体纯化器,可脱除混合气中的残余氨和水分,获得满意的保护气体,满足工业生产的需要(如对杂质氧有较高要求,还可在纯化器中增加除氧器)。

4.以该产品气的混合气氛直接作还原保护气氛,是需要氢气作保护气氛场合最经济的方法。该产品也可作为富氢原料气,提取纯氢,是一种经济的制氢方法。

5.使用维护方便:

      通过自动温控仪控温,阀门调节流量,无需特别训练的操作人员,即可得到连续、稳定的气量。

6.安全性高:

      分解压力低,真正的无氧制氢和无氧环境,保证了系统安全性。

7.调节性能好:

      在额定产气范围内可随意调节,以适应不同的用气要求。

 

氨分解特点

1.设备投资少:

      工艺成熟、简单,流程短,价格低廉;用于提取纯氢仍有很高的经济性;

2.运行成本低:

      液氨原料便宜,能耗低、效率高,是氮氢混合保护气氛最经济的来源;

3.性能可靠、使用寿命长:

      优质催化剂、耐热不锈钢内胆,镍铬合金电热元件和不锈钢阀门使整套系统保证了使用寿命。

4.安装简单:

      撬装式结构,体积小,结构紧凑,无须基建,连接好水、电及进出气管就可投入正常生产。

 

 

氮气纯化系统

      我公司在氮气纯化方面有多种方案可供客户选择,来自PSA制氮装置的普氮,通过装填有钯触媒催化剂的除氧器,粗氮中的氧气在常温下与过量的氢气反应生成水。除氧后的氮气经冷凝后除液后进入吸附干燥器,干燥器内装有分子筛,水分及二氧化碳等杂质被干燥器中的吸附剂脱除,尘埃由过滤器去除。氮气中的水份被深度吸附,露点可达到-65℃以上,氮气中残氧量可小于5ppm。

氮气纯化装置中有两个装满分子筛的干燥吸附塔,一个在吸附的同时,另一个再生。通过定时吸附与再生的循环过程保证系统稳定连续的运行。
 

氮气纯化特点

1.自动加氢系统:

      当氮气用量波动变化时,根据氮气流量、氧含量自动控制氢气加入量使高纯气体工艺参数稳定。

2.多级干燥流程:

      通过冷却、冷冻干燥除去大量水分,降低分子筛吸附负载,有效延长分子筛寿命。

3.多种切换方式:

      设置手动、半自动、全自动多种切换方式,满足不同用气场合(可选功能)。

4.预热除氧系统:

      除氧器装有预热系统,保证冬季寒冷气温下启动设备。除氢采用多功能催化剂,氢过量时除氢,氧过量时除氧,可在低温情况下再生。

5.分子筛、PLC控制器、阀门:

      关键部件全部采用优质先进的进口件,保证长期连续运行无故障。

6.脱氧催化剂:

      效率高,吸附容量大,设备运行成本低。尤其适合于将纯度为99.5%~99.9%原料氮气除氧净化至99.9995%以上。输出氮气纯度可以始终稳定地保持在99.9995%以上,不受氮气用量波动变化影响。热交换系统能保证除氧器始终在平稳、节能状态下工作。

7.系统安全可靠:

      设有多项联锁控制功能,使用户及时发现并解决问题,保护产品气质量。

 

 

氨分解制氢及纯化系统

一、液氨储罐

      液氨储罐为卧式圆柱形储罐,罐上装有进氨口,放空口,液位计,压力表,安全阀,排污阀等,涂色标志为黄色,标字为黑色。

 

二、氨分解制氢装置

      液氨经减压后在汽化内汽化再进入分解炉,分解炉内装有活化过的镍触媒,在800~850℃温度下进行分解,形成75%的氢气和25%的氮气。分解后的高温气体在热交换器内与气态氨进行热交换,分解气降温,同时气氨升温并过热,然后进入分解炉。分解气进入干燥器除去残余水分及其他杂质。而干燥器一般设置二台,一台吸附干燥氨分解气,另一台在加热状态下(一般在300-350℃)解吸出其中的水分及残余氨,从而达到再生,重复使用的效果。

 

1.采用国外先进技术,分解炉体采用立式圆筒形结构,炉胆结构为梅花型柱状结构,电热材料均匀地环绕在分解炉胆的四周,这种结构加热均匀性好,热利用率高。

2.分解炉胆我公司选用上钢五厂310S耐热不锈钢管,增强了炉胆的抗腐蚀性,进氨管采用进口合金钢同时加厚进氨管的厚度,避免了氨在高温下对钢的强腐蚀性。

3.在电热材料的选型上,根据氨分解炉的使用温度,选用上海合金材料厂Cr20Ni80电热扁带作为加热元件,该材料耐高温,寿命厂。

4.核心保温材料硅酸铝纤维采用真空吸滤的方法成型并加以表面五次以上的强化。使得保温材料有质轻而高强度结构,独特的结构决定了该材料的传热系数比同类产品低15%。

5.电器控制选用可控硅控制,减少了电热元件的通断电次数,延长了电热元件的使用寿命,同时避免了使用接触器控制的工作噪声。

6.氨减压阀门采用美国FISHER公司阀,减压稳压效果好,运行寿命长。

 

三、.氨分解纯化装置

      纯化装置利用5A分子筛的大比表面积和极性吸附达到对水和残余氨的深度吸附。分解后的氮氢混合气进入干燥器,除去残余水分及其他杂质。纯化装置采用双吸附塔流程,一台吸附干燥氨分解气,另一台在加热状态下(一般在300-350℃)解吸出其中的水分及残余氨,从而达到再生的目的。吸附塔采用内外筒式结构,避免了分子筛的过热烧结,保证了分子筛的使用寿命。选用优质阀门,密封可靠,无内泄露,保证了产品气的纯度。


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