ความรู้เชิงปฏิบัติ: หลักการและหน้าที่ของเตาสลายแอมโมเนีย
หลักการทำงาน：
แอมโมเนียถูกย่อยสลายภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ
แอมโมเนียเหลวถูกทำให้ร้อนถึง 800-850 ℃ และภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก แอมโมเนียจะถูกย่อยสลาย และสามารถรับก๊าซไฮโดรเจนไนโตรเจนที่มี 75%H2 และ 25%N2 ได้ อุปกรณ์ประกอบด้วยกล่องถังด้านใน ถังเตาที่จัดเรียงอยู่ในห้องด้านในของกล่องถังด้านใน ผ่านท่อก๊าซอย่างน้อยสองท่อบนกล่องถังด้านใน และท่อก๊าซเชื่อมต่อกับห้องด้านในของถังด้านใน กล่อง, ห้องด้านในมีท่อกลางหลายจุด, ท่อกลางมีลวดความร้อนไฟฟ้าให้, ผนังของกล่องถังด้านในที่ปลายทั้งสองของท่อกลางมีรูสำหรับติดตั้งจำนวนมาก และ รูยึดได้รับการแก้ไขในแขนเสื้อ ปลายทั้งสองของท่อกลางถูกสอดเข้าไปในท่อแขนตามลำดับ
หลักการทางทฤษฎี
แอมโมเนียเหลวถูกทำให้ร้อนถึง 800-850 ℃ และภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีนิกเกิลเป็นหลัก แอมโมเนียจะถูกสลายตัว และสามารถรับก๊าซไฮโดรเจนไนโตรเจนที่มี 75%H2 และ 25%N2 ได้
องค์ประกอบหลัก
เตาสลายแอมโมเนียประกอบด้วยกล่องถังชั้นใน ถังเตาเผา จัดเรียงไว้ในห้องชั้นในของถังถังชั้นใน และท่อแก๊สอย่างน้อยสองท่อลอดผ่านกล่องถังชั้นใน และท่อแก๊สต่อกับห้องชั้นในของถังเตาชั้นใน ห้องของกล่องถังน้ำมันด้านในมีท่อกลางหลายจุด ท่อกลางมีลวดทำความร้อนไฟฟ้า และผนังของกล่องถังน้ำมันด้านในที่ปลายทั้งสองของท่อกลางมีรูยึดจำนวนหนึ่ง ปลอกได้รับการแก้ไขในแต่ละรูยึด ปลายทั้งสองของท่อตรงกลางจะถูกสอดเข้าไปในท่อของปลอกตามลำดับ และมีปลอกหุ้มอยู่ที่ปากด้านนอกของปลอก เมื่อลวดความร้อนไหม้ สามารถเปลี่ยนลวดความร้อนได้โดยตรงโดยถอดท่อตรงกลางออกจากกล่องถังด้านใน
คำอธิบายกระบวนการ
การใช้แอมโมเนียเหลวเป็นวัตถุดิบ หลังจากการแตกตัวของแอมโมเนีย สามารถเตรียมส่วนผสมของก๊าซ 2.64Nm ต่อการแตกตัวของแอมโมเนียเหลว 1 กิโลกรัม ซึ่งมีไฮโดรเจน 75% และไนโตรเจน 25% ก๊าซที่เกิดขึ้นมีสิ่งเจือปนน้อยกว่า (ประมาณ 2 กรัม/ลูกบาศก์เมตรของไอน้ำในสิ่งเจือปน, ประมาณ 1,000ppm ของแอมโมเนียที่เหลือ) จากนั้นผ่านตะแกรงโมเลกุล (ยูไนเต็ด รัฐ ยูโอพี) เครื่องกรองการดูดซับ จุดน้ำค้างของก๊าซจะลดลง ให้ต่ำกว่า -60C และแอมโมเนียที่เหลือสามารถลดลงให้ต่ำกว่า 3PPM
เตาผลิตไฮโดรเจนแตกแอมโมเนียสามารถใช้สำหรับการหลอมที่สดใสของโลหะนอกกลุ่มเหล็ก, เหล็กซิลิกอน, เหล็กโครเมียมและเหล็กกล้าไร้สนิม รวมถึงวัสดุและชิ้นส่วนโลหะอื่นๆ, การแยกคาร์บอนของแผ่นเหล็กซิลิกอน, การเผาผนึกผงโลหะผสมทองแดงและเหล็ก, การเผาไหม้ไฮโดรเจนของชิ้นส่วนโลหะของอุปกรณ์สุญญากาศไฟฟ้า, การป้องกัน การเผาผนึกและการปิดผนึกอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ การทำให้บริสุทธิ์ด้วยการแพร่กระจายของฟิล์มโลหะผสมแพลเลเดียมของก๊าซดิบไฮโดรเจน
แอมโมเนียวัตถุดิบหาง่าย ราคาต่ำ และการใช้วัตถุดิบน้อยลง การแตกแอมโมเนียเพื่อผลิตก๊าซป้องกันมีข้อดีคือลงทุนน้อย ปริมาณน้อย และประสิทธิภาพสูง
การผลิตไฮโดรเจนทำงานอย่างไร
แอมโมเนีย (ก๊าซ) ที่อุณหภูมิหนึ่งภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา (Z204) แตกตัวเป็นไฮโดรเจน 75% และไนโตรเจน 25% และดูดซับความร้อน 21.9 กิโลแคลอรี ปฏิกิริยาหลักคือ:
2NH3 -- 3H2+N2 -- 21.9 กิโลแคลอรี
กระบวนการทั้งหมดคือปฏิกิริยาการขยายตัวแบบดูดความร้อน การเพิ่มอุณหภูมิเอื้อต่อการแตกตัวของแอมโมเนีย และยังเป็นปฏิกิริยาของการขยายตัวของปริมาตร การลดความดันเอื้อต่อการสลายตัวของแอมโมเนีย และอุปกรณ์การผลิตไฮโดรเจนที่สลายตัวของแอมโมเนียเป็นสถานะที่ดีที่สุดที่จะ ใช้.
การทำให้บริสุทธิ์ทำงานอย่างไร
เมื่อไฮโดรเจนที่ผลิตโดยอุปกรณ์ผลิตไฮโดรเจนที่สลายตัวด้วยแอมโมเนียมีคุณสมบัติเหมาะสม ไฮโดรเจนจะถูกป้อนเข้าสู่การทำให้บริสุทธิ์ด้วยไฮโดรเจนเพื่อทำให้บริสุทธิ์ต่อไป ความบริสุทธิ์ของไฮโดรเจนที่แตกออกนั้นสูงมาก และสิ่งเจือปนที่ระเหยได้คือแอมโมเนียและน้ำที่เหลืออยู่เพียงเล็กน้อย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำจัดแอมโมเนียและน้ำที่เหลืออยู่เพียงเล็กน้อยเพื่อให้ได้ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง
เทคโนโลยีการดูดซับอุณหภูมิแปรผันถูกนำมาใช้สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซ เทคโนโลยีการดูดซับอุณหภูมิแปรผัน (สทศ) เป็นกระบวนการแยกก๊าซและทำให้บริสุทธิ์ตามคุณสมบัติการดูดซับที่แตกต่างกันของโมเลกุลก๊าซบนพื้นผิวภายในของตัวดูดซับ (สารของแข็งที่มีรูพรุน) ที่อุณหภูมิต่างกัน การดูดซับก๊าซที่ไม่บริสุทธิ์ที่อุณหภูมิห้อง การดูดซับก๊าซที่ไม่บริสุทธิ์ขณะให้ความร้อน
พื้นผิวของตะแกรงโมเลกุลเต็มไปด้วย ไมโครพอร์ ที่อุณหภูมิและความดันปกติสามารถดูดซับได้เท่ากับ 20% ของน้ำหนักของมันเอง (การดูดซับน้ำและสิ่งสกปรกแบบคงที่) และที่อุณหภูมิประมาณ 350 ° C สามารถดูดซับได้อย่างสมบูรณ์ สร้างใหม่และเปลี่ยนทุก 24 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ก๊าซผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์และเนื้อหาที่ไม่บริสุทธิ์
หอดูดซับถูกใช้งานสลับขนานกับหอคอยสองแห่ง ซึ่งสามารถรับการจ่ายก๊าซได้อย่างต่อเนื่อง
บทบาทของ แครกเกอร์แอมโมเนีย
แอมโมเนียแครกเกอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ความร้อนเพื่อสลายแอมโมเนีย (เอ็นเอช3) ให้เป็นไฮโดรเจน (H2) และไนโตรเจน (N2) กระบวนการนี้เรียกว่าการแตกแอมโมเนียหรือการแตกตัวของแอมโมเนีย
แอมโมเนียแตกเอ่อใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม ได้แก่ :
การอบชุบด้วยความร้อน: การแตกตัวด้วยแอมโมเนียเป็นวิธีการทั่วไปในการสร้างไฮโดรเจนสำหรับใช้ในเตาเผาแบบอบชุบด้วยความร้อน ไฮโดรเจนเป็นตัวรีดิวซ์ ซึ่งหมายความว่าสามารถกำจัดออกซิเจนออกจากโลหะได้ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหลอม การประสาน และกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนอื่นๆ ที่ต้องการลดบรรยากาศ
การหลอม: การแตกตัวของแอมโมเนียยังสามารถใช้เพื่อสร้างไฮโดรเจนเพื่อใช้ในเตาหลอม. การหลอมเป็นกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนที่ทำให้โลหะอ่อนตัวและเพิ่มความเหนียว ไฮโดรเจนเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการหลอมเนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะและไม่ทิ้งสารตกค้างที่เป็นอันตรายใดๆ
การเผาผนึก: การแตกตัวของแอมโมเนียสามารถใช้เพื่อผลิตไฮโดรเจนเพื่อใช้ในเตาเผาผนึก การเผาผนึกเป็นกระบวนการที่ใช้ความร้อนและแรงดันเพื่อเชื่อมวัสดุที่เป็นผงเข้าด้วยกัน ไฮโดรเจนเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการเผาผนึกเนื่องจากไม่ทำปฏิกิริยากับวัสดุและไม่ทิ้งสารตกค้างที่เป็นอันตรายใดๆ
การผลิตโลหะ:แอมโมเนียแตกใช้ในการผลิตไฮโดรเจนเพื่อใช้ในการผลิตโลหะ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม และไททาเนียม ไฮโดรเจนถูกใช้ในกระบวนการเหล่านี้เพื่อขจัดสิ่งเจือปนออกจากโลหะและสร้างโครงสร้างจุลภาคที่ต้องการ
แครกเกอร์แอมโมเนียมักทำจากเหล็กหรือสแตนเลส มีการติดตั้งเตาเผา ตัวเร่งปฏิกิริยา และคอนเดนเซอร์ เตาเผาจะอุ่นแอมโมเนียให้มีอุณหภูมิสูง ตัวเร่งปฏิกิริยาจะสลายแอมโมเนียเป็นไฮโดรเจนและไนโตรเจน และคอนเดนเซอร์จะทำให้ส่วนผสมของก๊าซเย็นลงและแยกไฮโดรเจนและไนโตรเจนออกจากกัน
แครกเกอร์แอมโมเนียเป็นวิธีที่หลากหลายและมีประสิทธิภาพในการผลิตไฮโดรเจน มีการใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายและจำเป็นสำหรับการผลิตโลหะและวัสดุหลายชนิด
ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับแอมโมเนียแครกเกอร์:
กระบวนการแตกตัวของแอมโมเนียเป็นการคายความร้อน ซึ่งหมายความว่าจะปล่อยความร้อนออกมา ความร้อนนี้สามารถใช้เพื่ออุ่นแอมโมเนียหรือให้พลังงานแก่กระบวนการอื่นๆ
แครกเกอร์แอมโมเนียสามารถดำเนินการอย่างต่อเนื่องหรือแบทช์ การทำงานแบบต่อเนื่องจะมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่การทำงานแบบกลุ่มจะยืดหยุ่นกว่า
ขนาดแอมโมเนียแครกเกอร์ขึ้นอยู่กับปริมาณไฮโดรเจนที่ต้องการ แครกเกอร์แอมโมเนียขนาดเล็กสามารถสร้างไฮโดรเจนได้ไม่กี่ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ในขณะที่แครกเกอร์แอมโมเนียขนาดใหญ่สามารถสร้างไฮโดรเจนได้หลายร้อยลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง
แครกเกอร์แอมโมเนียมีราคาไม่แพงนักในการใช้งาน ค่าใช้จ่ายของแอมโมเนียเป็นปัจจัยต้นทุนหลัก
แครกเกอร์แอมโมเนียมีความปลอดภัยในการใช้งาน อย่างไรก็ตาม พวกมันก่อให้เกิดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย เช่น ไนโตรเจนออกไซด์และแอมโมเนีย การปล่อยก๊าซเหล่านี้ต้องได้รับการควบคุมให้เป็นไปตามข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อม
โดยรวมแล้ว แครกเกอร์แอมโมเนียเป็นวิธีที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการสร้างไฮโดรเจน มีการใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายและจำเป็นสำหรับการผลิตโลหะและวัสดุหลายชนิด