用于锻造气体保护的液氨制氮方法
【专利摘要】本发明提出的是用于锻造气体保护的液氨制氮方法。在设有液氨进入口和氮气出口的反应器内装入液氨，加热到85℃后，加入分子筛催化剂，通过氮气出口排出氮气，通过导气罩扩散在金属部件加工机械的周围，对金属部件加工进行氮气保护。反应器采用梅花形柱状耐热不锈钢内胆，加热采用镍铬合金电热元件，液氨进入口和氮气出口采用不锈钢阀门进行控制。本发明以液氨为原料，在加热和催化剂的作用下分解为氢气和氮气，氮气用于金属部件加工过程中气体保护。具有原料来源广，应用成本低，使用效果好的优点。适宜作为竞速部件加工领域的氮气发生方法应用。
【专利说明】用于锻造气体保护的液氨制氮方法
【技术领域】
[0001]本发明提出的是机械加工锻造金属部件气体保护防止氧化的方法，具体地说是用于锻造气体保护的液氨制氮方法。
技术背景
[0002]当前在金属部件锻造的过程中，通常应用氮气进行保护，防止金属部件锻造过程中表面氧化，致使外表不光滑，影响金属部件的质量和外观效果。
[0003]目前，用于保护的氮气通常是采用制氧厂的副产物。由于金属部件加工厂通常远离制氧厂，所以氮气需要用高压罐车或储气筒进行运输，涉及到运费高和运输困难的问题，对于金属部件锻造来说，无形中增加成本，降低经济效益，而且，使用不便。
【发明内容】
[0004]为了实现现场制氮，用于金属部件锻造保护，本发明提出了一种用于锻造气体保护的液氨制氮方法。该方法通过液氨在催化剂的作用下加热分解，产生氮气。解决现场制氮用于金属部件锻造保护的技术问题。
[0005]本发明解决技术问题采用的技术方案是:在设有液氨进入口和氮气出口的反应器内装入液氨，加热到85°C后，加入分子筛催化剂，通过氮气出口排出氮气，通过导气罩扩散在金属部件加工机械的周围，对金属部件加工进行氮气保护。
[0006]反应器采用梅花形柱状耐热不锈钢内胆，加热采用镍铬合金电热元件，液氨进入口和氮气出口采用不锈钢阀门进行控制。
[0007]积极效果，本发明以液氨为原料，在加热和催化剂的作用下分解为氢气和氮气，氮气用于金属部件加工过程中气体保护。具有原料来源广，应用成本低，使用效果好的优点。适宜作为金属部件加工领域的氮气发生方法应用。
【具体实施方式】
[0008]在设有液氨进入口和氮气出口的反应器内装入液氨，加热到85°C后，加入分子筛催化剂，通过氮气出口排出氮气，通过导气罩扩散在金属部件加工机械的周围，对金属部件加工进行氮气保护。
[0009]反应器采用梅花形柱状耐热不锈钢内胆，加热元件采用镍铬合金电热元件，液氨进入口和氮气出口采用不锈钢阀门进行控制。
[0010]技术原理:
2NH3==3H2+N2-22080 卡
液氨在热和催化剂的作用下，发生分解反应，生成氢气和氮气。
[0011]在标准状况下，I千摩尔氨完全分解可产生氢氮混合气体44.8Nm,并吸收热量11040千卡。也就是Ikg液氨完全分解能产生2.64Nm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。[0012]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。[0013]氨分解设备具有以下特点:
1.液氨至液氨储罐先进中间罐，中间罐起到储存、换热、汽化、排污等作用，既能充分利用热效率，又可稳定系统的工作压力。炉温的控制采用了过零触发可控硅控制，保证了恒定的炉温。使气氨在恒定的温度下分解的更好。
[0014]2.炉胆材质为耐热钢，结构为梅花形柱状结构。保证了气氨的完全分解和炉胆在高温与强腐蚀性的环境中有较长的使用寿命。
[0015]3.纯化器、干燥器采用内筒加热气流的结构，避免了加热元件的局部过热，使干燥器内的分子筛加热均匀，同时具有气流介质和筒壁两种效应加热分子筛床层，而温度梯度严格控制在工艺范围内，使得最大限度的降低了能耗。
[0016]本发明方法的优点:
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。
[0017]4、安装简单:
撬装式结构，体积小，结构紧凑，无需基建，连接好水、电及进出气管就可投入正常生产。
[0018]5、使用维护方便:
通过自动温控仪控温，阀门调节流量，无须特别训练的操作人员进行操作，即可得到连续、稳定的气量。
[0019]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。
[0020]7、调节性好:
在额定产气范围内可随意调节，以适应不同的用气要求。
[0021]氨分解设备特点:
(O省水省电:
氨分解设备不需要过程用水，有效节省水源，并利用分解气热能给氨气预热，达到省电目的。
[0022]( 2 )快速更换电加热元件:
氨分解设备电加热元件结构为抽插式，在不停气情况下可方便更换，只需要几分钟就可换好，避免了其他结构需停炉冷却至少一天后拆炉更换。
[0023](3)投资少使用方便:
工艺成熟，结构紧凑，整体撬装，占地小无需基建投资，操作简便，价格低廉，用于提取纯氢仍有很高的经济性，现场只需连接电源、气源即可制取氢气。
[0024](4)运用范围广:
能够满足大部分氢气使用的要求，特别在以金属热处理、粉末冶金、电子等主导领域中得到了广泛的应用。
[0025](5)运行成本低:
投资少，液氨原料便宜，能耗低，效率高，运行成本低，是氮氢混合保护气氛最经济的来源。
[0026]应用领域:适于中频加热炉、网带炉、推杆炉、连续渗碳炉、多功能箱式炉，对加热的坯料和零 件烧结、热处理进行气氛保护，防止氧化。
【权利要求】
1.用于锻造气体保护的液氨制氮方法，其特征是: 在设有液氨进入口和氮气出口的反应器内装入液氨，加热到85°c后，加入分子筛催化剂，通过氮气出口排出氮气，通过导气罩扩散在金属部件加工机械的周围，对金属部件加工进行氮气保护。
2.根据权利要求1所述的用于锻造气体保护的液氨制氮方法，其特征是:反应器采用梅花形柱状耐热不锈钢内胆， 加热元件采用镍铬合金电热元件，液氨进入口和氮气出口采用不锈钢阀门进行控制。
【文档编号】C01B3/04GK103449362SQ201310343181
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】张贵宏, 高峰 申请人:兴城市粉末冶金有限公司