氨分解及純化說明書

氨分解制氫與氣體純化設(shè)備〔AQ-80/FC-160 〕使用說明書江蘇蘇凈集團江蘇蘇凈集團1010氨分解與氣體純化設(shè)備使用說明書一．前言適用范圍本手冊的主要內(nèi)容是指導(dǎo)使用者如何正確地使用本設(shè)備及做一般性保養(yǎng)工冊，并嚴格依據(jù)指示操作及保養(yǎng)，以免造成設(shè)備故障。假設(shè)發(fā)生本手冊沒有明確包括的修改或變更，其后果應(yīng)有變更方負責。用戶與本公司技術(shù)部聯(lián)系，求得幫助。保密性不管是全部還是局部，均不得復(fù)制或傳播。二、根本原理AQ75%25%的氫氮混合氣體。合氣體中的剩余氨和微量水份等氣體雜質(zhì)。用該系列裝置制取氫氮混合氣體，具有構(gòu)造簡潔、操作便利、投資少、效率高等特點，簡潔獲得較滿足的純潔的保護氣體。可以廣泛地應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)、玻璃工業(yè)、冶金工業(yè)以及其它需要保護氣氛的生產(chǎn)和科研部門中。利用液氨分解來制取保護氣體，在工業(yè)上較簡潔實現(xiàn)，這是由于：300℃以上即能分解并且隨著溫度的上升，分解速度加快，分解也就越完全。反響式如下：氣體精制簡潔。作為原料的液氨純度是很高的，其中揮發(fā)性雜質(zhì)只有少量的凈化就可獲得比較滿足的保護氣體?！?.6m3混合氣體。氨分解制氫系統(tǒng)流程圖〔見附圖〕氨分解制氫及氣體純化系統(tǒng)流程介紹0.1Mpa〔表壓，然后經(jīng)套管換熱器預(yù)熱進入分解爐。分解爐芯是由分解單元并聯(lián)而成。內(nèi)裝催化劑，四周用電熱絲加熱。分解爐換熱管冷卻后，再經(jīng)過氣體純化器。處理。最終氣體經(jīng)過濾除塵后便可供用戶使用。三、技術(shù)資料AQ-80氨分解制氫爐爐技術(shù)參數(shù)：產(chǎn)氣量： 80Nm3/h產(chǎn)品氣組分： H2

75% N2

25%殘氨含量： ≤500ppm露點： ≤-10℃氧含量： ≤3ppm功率： 75kW電源： 380V 50Hz工作壓力： 分解溫度： 800℃-850℃冷卻水耗量： 1t/hFC-160純扮裝置技術(shù)參數(shù)：處理氣量： 160Nm3/h產(chǎn)品氣組分： H2

75% N2

25%殘氨含量： ≤2ppm露點： ≤-65℃氧含量： ≤3ppm工作壓力： 工作溫度： 常溫再生溫度： 300-350℃再生氣量： ≥16m3/h再生時間： 8小時工作周期： 24小時電源： 380V 50Hz功率： 12kW附：汽化器功率： 42kW〔全套系統(tǒng)共用一臺〕四、系統(tǒng)工程配置及一般要求保證高質(zhì)量的氣源是使本系統(tǒng)裝置正常使用的前提條件。為到達本系統(tǒng)裝置能夠正常的運行，必要的工程配置是必需的。氣源本系統(tǒng)所用氣體原料為液態(tài)氨，用大容積儲罐盛裝。分解用氨要求：對原料氨的要求，主要鑒于兩點，一是分解后產(chǎn)氣純度的要求；二是防止催化劑中毒的要求。原料氨中的含氧量、含水量，直接影響分解后產(chǎn)品氣的含氧量和露點。雜質(zhì)過高，會增加后級氣體處理負擔，造成設(shè)備故障。催化劑中毒，是由于外表吸附一些物質(zhì)而使一局部外表不起作用，即使是一CO2OSHSAsPPHCOCOOHS、2 2 3 2 2 2As、P、PH3

和油是永久性中毒，無法再生。以得到高純度氨。一般要求用戶使用優(yōu)等品或優(yōu)等品以上的氨。指標名稱指標指標名稱指標油含量，mg/kg≤5〔重量法〕〕1————鐵含量，mg/kg≤————優(yōu)等品一等品合格品≥99.999.899.6殘留物含量，%≤0.1〔重量法〕0.20.4水分，%≤0.1————氨儲罐與汽化器氨儲罐是一配有安全閥、液位計以及閥門系統(tǒng)的壓力容器。汽化器實際是一列管式換熱器，氨汽化是通過熱水與液氨充分換熱實現(xiàn)的，電加熱器的通斷是由系統(tǒng)的壓力來掌握的。壓力低時汽化蒸發(fā)不完全，電加熱器沿在同一水平面。平衡相中氣態(tài)氨的壓力隨溫度變化而變化〔詳見下表。汽化溫度〔℃〕0102030354045氨氣壓力〔MPa〕0.420.670.851.151.331.541.7621KW?？梢罁?jù)實際狀況轉(zhuǎn)變加熱功率，使加熱引起的系統(tǒng)壓力波動減小。液位計及氨儲罐下部均有排污口，應(yīng)定期排污。AQ-80氨分解氣體發(fā)生裝置主要包括以下局部：耐火及保溫材料局部耐火材料為輕質(zhì)高鋁磚，保溫材料為硅酸鋁保溫棉。熱交換器氨氣進入分解爐之前需要預(yù)熱，而分解制取的高溫混合氣需要冷卻。熱交換器使兩種氣體充分換熱，到達節(jié)約能源的作用。電熱元件局部加熱系統(tǒng)為高鎳鉻合金電熱絲，固定在特制的耐火材料上。分解爐帶有測溫熱電偶，進展溫度掌握與監(jiān)控。分解爐芯分解爐的核心部件，為耐高溫合金制成的催化反響器，內(nèi)裝鎳基催化劑，催800℃~850℃的溫度下工作。催化劑會由于分解用氨不純而易發(fā)生中毒失效，一旦催化劑失效，則必需更換催化劑或爐膽。氨的分解率與分解溫度、壓力有直接的關(guān)系：總壓對氨平衡分解率的影響反響溫度X%℃P=1大氣壓P=2大氣壓P=5大氣壓60099.8899.8299.5180099.9799.9599.86安全閥、流量計及壓力表等附件FC-160純扮裝置FC系列氣體純扮裝置與AQ解后混合氣體中的剩余氨和微量水份。滿足用戶對高質(zhì)量要求保護氣氛的使用。4.4.3冷卻器實際是一列管式換熱器，管程通水、殼程通氣。主要功能是把來自氨分解的氮氫混合氣進展冷卻。純化器內(nèi)裝分子篩，分子篩能充分吸附混合氣中的微量水和剩余氨。分子篩吸附飽和后必需經(jīng)過再生處理才能再次使用,時，另一只作再生處理，兩只循環(huán)使用，實現(xiàn)氣體的連續(xù)處理。過濾器實質(zhì)為陶瓷管過濾器。陶瓷管過濾器具有較高的機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性，其過濾力量和過濾效率取決與過濾管的氣孔的大小和氣孔率的多少，主要用于較大氣量設(shè)備。要求

五、安裝規(guī)定下面列出的是為使本系列裝置操作需要供給的工程：高質(zhì)量的原料氨，應(yīng)配備液氨貯罐，并保證有穩(wěn)定的液氨供給。380V/50HZ電源及足夠的電容量。安裝電到位。要避開把裝置放到受很大溫差影響的地方。裝置還應(yīng)位于通風(fēng)良好的區(qū)域，假設(shè)裝置處于房間內(nèi)或有限的區(qū)域內(nèi)，無論氨分解還是其純化設(shè)備，則必需將放空口和不合格的氣體用管路向上排至室外。放空口應(yīng)安裝阻火器。汽化器出水閥應(yīng)處于常開狀態(tài)，防止水體受熱膨脹使汽化器內(nèi)過壓，進水閥可適時補水，汽化器加熱后的水可不參與水系統(tǒng)循環(huán)。氨儲罐要求安放在寬闊、通風(fēng)的位置。通常可在其上以噴淋自來水以保持其恒溫，防止結(jié)霜。進氨所用管道及連接件對氨都應(yīng)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。氨分解與其純化設(shè)備之間以及其它放空管等承受無縫碳鋼管〔1Cr18Ni9Ti材質(zhì)，循環(huán)水管承受一般自來水管即可，但冷卻水套處的密封必需用耐高溫的密封材料。把各個管線連接至裝置適當?shù)慕涌谏希芊庖褂镁勐纫蚁Щ蝾愃飘a(chǎn)品，以保證密封。在氨儲罐出口與氨分解之間要求安裝氨減壓閥，以確保穩(wěn)定的進氨壓力與流量。電源線應(yīng)通過電源入口引入到裝置，電源線的連接器位于電源掌握板上。核對全部電纜接頭，以保證正確連接。全部帶電設(shè)備應(yīng)接地良好。氨儲罐的根底應(yīng)牢靠，建議用混凝土二次灌漿澆注。系統(tǒng)聯(lián)接前應(yīng)先清理管道及容器，然后用氮氣吹掃系統(tǒng)。整個系統(tǒng)安裝、連接完畢后，應(yīng)進展系統(tǒng)保壓檢漏。凹凸壓側(cè)檢驗壓力均不應(yīng)高于其相應(yīng)部位的安全閥最低開啟壓力。充壓時應(yīng)緩慢，防止瞬時高壓沖開安全閥(引起安全閥再次關(guān)閉時密封不嚴)或流量計等器件。24小時，壓降小于檢驗壓力的1%方為合格〔環(huán)境溫度應(yīng)相像。小時以上。全部液氨、氣氨的放空口、排污口必需用管道連接至室外并中和后到達有關(guān)國家標準后才能排放。嚴禁將氨直接排放至大氣。六．安全第一警告：氨為強腐蝕、強刺激性氣體；氫氣為易燃、易爆氣體。該設(shè)備的操作人員應(yīng)了解有關(guān)常識和具備相應(yīng)的專業(yè)學(xué)問。氫氣的微量泄漏會引起四周環(huán)境中氫氣的累積而引發(fā)爆炸，所以設(shè)備正常使0.1Mpa。首次開機，以及修理、拆裝，和設(shè)備存放前，須用氮氣吹掃整個管路，確保無殘留氫氣，防止氫爆的隱患。窒息作用。16%~25%〔V/V〕的氣體無水氨和空氣形成爆炸性混合物。氨儲槽露天放置時，應(yīng)以帳篷遮蓋，防止陽光直射。警告：全部使用氫氣的設(shè)備在人員進入前，必需適當通風(fēng)，且測試其濃度，否則可能導(dǎo)致危急。在使用氫氣設(shè)備的環(huán)境中，應(yīng)配備大氣檢測器或類似設(shè)備。先排氣，將室內(nèi)殘留氣體排凈后，再開頭工作。放空氣體氫氣為危急氣體，因此必需將放空氣體排放到通風(fēng)良好的區(qū)域，或用管路排到室外。使用氫氣設(shè)備的環(huán)境要求使用氫氣的設(shè)備必需有適當?shù)逆i定保護，防止任何人未經(jīng)批準而進入。應(yīng)粘貼標牌，警告氫氣環(huán)境危急。全部氫氣進氣管、取樣管和放空導(dǎo)管通過的房間，都應(yīng)作為特別環(huán)境處理?！踩绲獨獾取硨⒃O(shè)備系統(tǒng)中的空氣或氫氣趕凈，才能進展下一步工作。電源電源，在電氣系統(tǒng)四周工作時，要特別留意。要保證按國家電氣標準或地方的要求，安裝適用的接地線。七．操作程序警告：將造成人身損害和設(shè)備損壞。使用前預(yù)備工作在生疏本設(shè)備原理、構(gòu)造的根底上，認真檢查設(shè)備氣、電、水各系統(tǒng)是否暢通，或是否有漏氣〔到達安裝規(guī)定中的要求、電氣接觸不良或儀表失靈等現(xiàn)象。覺察問題準時修復(fù)。設(shè)備運行前,氣路系統(tǒng)各閥門應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。2兆歐，合格前方能使用。接通外部電源。使用方法設(shè)備各局部操作要點1．氨儲罐及汽化器這樣可以保證氨儲罐內(nèi)的液氨有最大的蒸發(fā)面積，使氨儲罐儲氨和均勻壓力的作用有一個良好的平衡。汽化器在通電升溫之前必需先通水。首先翻開出水閥門和進水閥門，使汽化器內(nèi)布滿水，然后關(guān)閉進水閥，出水閥常開。汽化器工作通過電接點壓力表〔位于氨儲罐上〕對氨儲罐內(nèi)壓力的掌握實現(xiàn)對汽化器內(nèi)電加熱器通斷的掌握。使用0.3-0.5Mpa。在使用過程中必需保證不能斷水，否則，將由于空燒現(xiàn)象而損壞汽化器。2．氨分解爐第一次開機〔分解爐觸媒活化〕預(yù)備工作完畢后，便可進展開機。氨分解爐，其爐膽出氣口帶有水冷卻夾套，對法蘭進展冷卻保護，分解爐升溫前應(yīng)接通冷卻水。分解爐上的冷卻水套中的冷卻水必需是工業(yè)軟化水。確定制止高溫狀況下通入冷卻水，由于過大的換熱溫差會使管道損壞?？販貢r，監(jiān)控溫度設(shè)置應(yīng)比溫控設(shè)置高20℃。接通電源，按電控箱電源開關(guān)，溫控儀指示燈亮，分解爐加溫指示亮。觀看電流表工作是否正常，設(shè)備開頭加熱升溫。分解爐中鎳觸媒活化要求控溫順通氨程序見表：溫度范圍℃升溫及保溫時間h單臺設(shè)備氣氨流量m3/h室溫~20040200~50080500~600610600~700420700~800430800~850450500~600℃時應(yīng)緩慢翻開減壓閥前氣氨進口閥，同時調(diào)定減壓閥后壓力，開頭分解氣的氨味很濃，待活化完畢時可用鼻嗅，應(yīng)無明顯氨味，或觀看到充分活化。催化劑活化過程中，減壓閥應(yīng)依據(jù)通氨流量要求逐步調(diào)整。在正常工作狀況下，應(yīng)嚴格掌握分解爐控溫儀在800~850℃范圍內(nèi)。減壓閥減壓閥是為了保證設(shè)備后級在適宜、穩(wěn)定的壓力條件下正常工作而設(shè)置。因此，應(yīng)認真操作和維護好減壓閥。減壓閥調(diào)整手柄順時針旋轉(zhuǎn)時調(diào)高后級壓力；5%。氣體純化器局部在使用純化器前，先必需具體閱讀溫控儀說明書。吸附器第一次升溫活化，調(diào)整溫控儀，其加熱復(fù)原程序詳見下表。300~350℃范圍內(nèi)。因大量水汽被送入純氣管道而污染，嚴峻影響使用。純化器使用關(guān)鍵是閥門的定時切換。設(shè)備可預(yù)調(diào)整好再生氣流量，正常使用時定時切換閥門以實現(xiàn)輪換使用兩只吸附器來純化氣體和實現(xiàn)吸附器的再生?！查y門開閉與吸附器狀態(tài)的關(guān)系詳見以下圖〕Ⅰ組工作Ⅱ組再生 Ⅰ組再生Ⅱ組工作V1—Ⅰ組工作1 V2—Ⅱ組工作1 V3—Ⅰ組再生1 V4—Ⅱ組再生1V5—Ⅰ組工作2 V6—Ⅱ組工作2 V7—Ⅰ組再生2 V8—Ⅱ組再生2純化器工作、再生狀態(tài)圖純化器第一次開機預(yù)備〔吸附器再生〕氨分解爐內(nèi)催化劑經(jīng)充分活化，并正常產(chǎn)氣后即可進展1組吸附器的再生。挨次開啟吸附器2工作進口閥、吸附器2工作出口閥、再生流量計閥、〔一般要求≥處10。將純化器升溫選擇開關(guān)撥向1組，調(diào)整控溫儀，加熱再生。吹冷至室溫后，關(guān)閉吸附器1再生出口閥、再生進口閥、吸附器2工作進口閥、出口閥、再生流量計閥，即可正常工作〔也可讓其自然冷卻。正常工作氨分解爐點，調(diào)整分解氣出口閥可掌握分解氣體的流量。純化器1組工作，2組再生送使用點。2再生出口閥、再生流量計閥，并依據(jù)不同要求分別調(diào)整再生流量。將純化器升溫選擇開關(guān)撥向2組，調(diào)整掌握儀至3503505小時。1組工作，2組吹冷當21組工作，2組吹冷〔全部閥門不變動。1組工作，2組待用2組吹冷完畢后〔即吸附器吹至室溫后22再生進口閥、再生流量計閥，即進入12組待用。2組工作，1組再生1組工作失效后〔露點在幾分鐘內(nèi)升至十幾至幾十pp2作，1組再生。2工作進口閥，吸附器2工作出口閥，關(guān)吸附器1工作進口閥，吸11113503505小時。2組工作，1組吹冷12組工作，1組吹冷〔全部閥門不變動。2組工作，1組待用1組吹冷完畢〔即吸附器吹至室溫后112組工作，1組待用。21組工作，2組再生狀態(tài)。如此循環(huán)，可連續(xù)運轉(zhuǎn)。八．定期保養(yǎng)事項觸媒更換觸媒使用肯定時間后就會失效，引起氨分解效率明顯下降，觸媒裂開粉末使.觸媒第一次使用之前,必需按觸媒活化條件進展活化。留意事項應(yīng)防止泄漏，特別要防止人體與液氨接觸，否則會使皮膚灼傷。廢氣放空必需排至室外。嚴格掌握溫度對氨氣的充分分解是必不行少的條件850℃。設(shè)備外殼必需接地，以免造成用電事故。用氣必需符合氣體安全規(guī)程。8.2.6被送入純氣管道而污染，嚴峻影響使用。九．故障排解至室溫時，用氮氣進展試漏。試漏時用蘸取肥皂水或其它