Технико-экономические показатели установок для приготовления контролируемых атмосфер

Показатели	Экзотер­мический газ	Эндотермиче­ский газ		Диссоции­рованный аммиак	Очищен­ный азот
Обозначение установки	ЭК-125-0	ЭН-30	ЭН-125	ДА-30С	АЗ-125
Производительность установки, м3/ч	125	30	125	30	125
Установленная мощ­ность, кВт	7,3	32	45	29	30
Удельный расход элек­троэнергии, Мдж/м3 (кВт∙ч/м3)	0,216 (0,06)	2,52 (0,7)	1,44 (0,4)	1,62 (0,45)	1,08 (0,3)

Д ля получения контролируемой атмосферы из аммиака необ­хо­димо произвести испарение жидкого аммиака, его диссоциацию, час­тичное сжигание диссоциированного аммиака в смеси с возду­хом, ох­лаждение и осушку продуктов горения.

Н

Рис. 7.2. Схема приготовления контролируемой атмосферы с частичным сжиганием диссоциированного аммиака. Атмосфера ПСА

а рис. 7.2. приведена схема установки для получения кон­тро­лируемой атмосферы частичным сжиганием газообразного ам­миака.

Приготовление атмосферы производят в следующем порядке: из баллонов 1 жидкий аммиак под давлением поступает в испари­тель 3. В испарителе 3 он превращается в газ. Дальше газообразный ам­миак поступает в диссоциатор2, где он при температуре 650…850°С в присутствии катализатора (железных стружек) распа­дается на водо­род и азот. Дальше диссоциированный аммиак на­правляют в смеси­тель, где его смешивают с необходимым количест­вом воздуха. Из смесителя газо-воздушная смесь подается газодув­кой в камеру сжига­ния 4, где реакция частичного сжигания аммиака происходит при 900…950°С в присутствии катализатора (смеси шамотного и никеле­вого порошка). На пути к камере сжигания ус­тановлен пламегаситель, для предохранения от проскакивания пла­мени из горелки в трубопро­вод и газодувку.

В зависимости от коэффициента избытка воздуха  футеро­ванную огнеупорным кирпичом камеру сжигания утепляют, либо она имеет снаружи водоохлаждаемый кожух для поддержания необ­ходи­мого теплового режима в камере сжигания. Затем продукты го­рения поступают в трубчатый водоохлаждаемый охладитель 5, где их охла­ждают до температуры 20…25°С. Здесь же в охладителе од­новре­менно с охлаждением происходит первичная осушка продук­тов горе­ния до 2,5 % содержания паров Н₂О. Такое содержание влаги соответ­ствует точке росы +20°С. Далее продукты горения на­правляют в реф­рижератор 6, где их температуру понижают до +2…4°С. Это соответ­ствует содержанию паров Н₂О в продуктах горения до 0,7 %. Из реф­рижератора продукты горения поступают в адсорбер 7. Адсорбер со­стоит из двух колонок, заполненных адсор­бентом (силикагелем или алюмогелем). Колонки адсорбера рабо­тают попеременно. Одна рабо­тает на осушке газа, другую в это время продувают горячим воздухом (250…300°С) для восстановле­ния адсорбента.

В адсорбере влага из продуктов горения поглощается до ее со­держания в газе 0,01 %, что соответствует точке росы минус 40…50°С.

Выходящая из адсорбера атмосфера почти полностью осу­шена и при   = 0,7…0,9 содержит только водород (7…20 %) и азот (93…80 %). Дальше атмосфера поступает через расходомер и регу­лятор в печь.

Контролируемые атмосферы применяются при различных ви­дах как термической, так и химико-термической обработок. Под­роб­ные сведения по этому вопросу приведены в табл. 7.2.

Применение контролируемых атмосфер повышает качество тер­мообработки, не требуется дополнительных операций и оборудо­вания для очистки деталей от окалины, что снижает себестоимость термообработки. Из технологического процесса исключаются вред­ные для здоровья человека операции: травление в растворах кислот, нейтрализация, пескоструйная обработка и т.п.

Таблица 7.2