[發明專利]用于鍛造氣體保護的液氨制氮方法

無效

• 申請號: 201310343181.3
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103449362A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張貴宏;高峰
• 申請（專利權）人: 興城市粉末冶金有限公司
• 主分類號: C01B3/04
• 分類號: C01B3/04
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

技術領域

本發明提出的是機械加工鍛造金屬部件氣體保護防止氧化的方法，具體地說是用于鍛造氣體保護的液氨制氮方法。

技術背景

當前在金屬部件鍛造的過程中，通常應用氮氣進行保護，防止金屬部件鍛造過程中表面氧化，致使外表不光滑，影響金屬部件的質量和外觀效果。

目前，用于保護的氮氣通常是采用制氧廠的副產物。由于金屬部件加工廠通常遠離制氧廠，所以氮氣需要用高壓罐車或儲氣筒進行運輸，涉及到運費高和運輸困難的問題，對于金屬部件鍛造來說，無形中增加成本，降低經濟效益，而且，使用不便。

發明內容

為了實現現場制氮，用于金屬部件鍛造保護，本發明提出了一種用于鍛造氣體保護的液氨制氮方法。該方法通過液氨在催化劑的作用下加熱分解，產生氮氣。解決現場制氮用于金屬部件鍛造保護的技術問題。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：在設有液氨進入口和氮氣出口的反應器內裝入液氨，加熱到85℃后，加入分子篩催化劑，通過氮氣出口排出氮氣，通過導氣罩擴散在金屬部件加工機械的周圍，對金屬部件加工進行氮氣保護。

反應器采用梅花形柱狀耐熱不銹鋼內膽，加熱采用鎳鉻合金電熱元件，液氨進入口和氮氣出口采用不銹鋼閥門進行控制。

積極效果，本發明以液氨為原料，在加熱和催化劑的作用下分解為氫氣和氮氣，氮氣用于金屬部件加工過程中氣體保護。具有原料來源廣，應用成本低，使用效果好的優點。適宜作為金屬部件加工領域的氮氣發生方法應用。

具體實施方式

在設有液氨進入口和氮氣出口的反應器內裝入液氨，加熱到85℃后，加入分子篩催化劑，通過氮氣出口排出氮氣，通過導氣罩擴散在金屬部件加工機械的周圍，對金屬部件加工進行氮氣保護。

反應器采用梅花形柱狀耐熱不銹鋼內膽，加熱元件采用鎳鉻合金電熱元件，液氨進入口和氮氣出口采用不銹鋼閥門進行控制。

技術原理：

2NH3==3H2+N2-22080卡

液氨在熱和催化劑的作用下，發生分解反應，生成氫氣和氮氣。

在標準狀況下，1千摩爾氨完全分解可產生氫氮混合氣體44.8Nm，并吸收熱量11040千卡。也就是1kg液氨完全分解能產生2.64Nm氫氮混合氣體，根據化學方程式，分解氣體由75％H2，和25％N2組成。

氨分解在工業裝置條件下不可能100％完全分解，存在微量的殘余氨，工業液氨中含有少量的水，配套使用氣體純化器，可脫除混合氣中的殘余氨和水分，獲得滿意的保護氣體，滿足工業生產的需要。

氨分解設備具有以下特點：

1.液氨至液氨儲罐先進中間罐，中間罐起到儲存、換熱、汽化、排污等作用，既能充分利用熱效率，又可穩定系統的工作壓力。爐溫的控制采用了過零觸發可控硅控制，保證了恒定的爐溫。使氣氨在恒定的溫度下分解的更好。

2.爐膽材質為耐熱鋼，結構為梅花形柱狀結構。保證了氣氨的完全分解和爐膽在高溫與強腐蝕性的環境中有較長的使用壽命。

3.純化器、干燥器采用內筒加熱氣流的結構，避免了加熱元件的局部過熱，使干燥器內的分子篩加熱均勻，同時具有氣流介質和筒壁兩種效應加熱分子篩床層，而溫度梯度嚴格控制在工藝范圍內，使得最大限度的降低了能耗。

本發明方法的優點：

1、設備投資少：

工藝成熟、簡單，流程短，價格低廉；用于提取純氫仍有很高的經濟性；

2、運行成本低：

液氨原料便宜，能耗低、效率高，是保護氣氛最經濟的來源；

3、性能可靠、使用壽命長：

優質催化劑、耐熱不銹鋼內膽，鎳鉻合金電熱元件和不銹鋼閥門使整套系統保證了使用壽命。

4、安裝簡單：

撬裝式結構，體積小，結構緊湊，無需基建，連接好水、電及進出氣管就可投入正常生產。

5、使用維護方便：

通過自動溫控儀控溫，閥門調節流量，無須特別訓練的操作人員進行操作，即可得到連續、穩定的氣量。

6、安全性高：

分解壓力低，真正的無氧制氫和無氧環境，保證了系統安全性。

7、調節性好：

在額定產氣范圍內可隨意調節，以適應不同的用氣要求。

氨分解設備特點：

（1）省水省電：

氨分解設備不需要過程用水，有效節省水源，并利用分解氣熱能給氨氣預熱，達到省電目的。

（2）快速更換電加熱元件：