УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕР ИЗ АММИАКА

Для получения контролируемой атмосферы типа ДА системы Н_г—N₂ проводят расщепление аммиака (NH₃) на азот и водород. Аммиак поступает в баллонах или при больших рас­ходах контролируемой атмосферы в цистернах.

Процесс получения контролируемой атмосферы типа ДА со­стоит из нескольких этапов. Вначале жидкий аммиак из баллонов поступает в испаритель, где газифицируется. При испарении 1 кг жидкого аммиака получается 1,32 м³ газообразного аммиака. Так как процесс испарения проходит с поглощением теплоты, требуется непрерывно подводить теплоту в испаритель. При пуске установки необходимая теплота подводится от электриче­ских нагревателей, вмонтированных в испаритель, а затем, когда из диссоциатора начинают выходить горячие продукты диссоциа­ции аммиака, то используется уже их теплота.

Из испарителя газообразный аммиак поступает в реторту диссоциатора, где при температуре 700—950 °С протекает реак­ция 2NH₃ = N₂ 4- ЗН₂, т. е. из одного объема газообразного аммиака образуется два объема газа, содержащего 25 % N_a и 75 % Н₂. Таким образом, из 1 кг жидкого аммиака образуется 2,64 м³ газообразных продуктов его диссоциации.

Из диссоциатора продукты диссоциации аммиака выходят с температурой около 900 °С. Их охлаждение происходит в двух последовательно расположенных по ходу газа теплообменниках. Первый из этих теплообменников находится в испарителе уста­новки, что позволяет использовать теплоту горячего газа для подогрева жидкого аммиака. Второй теплообменник предназначен для охлаждения газа до температуры 20 °С.

Схема установки для диссоциации аммиака показана на рис.8.1. Из баллонов 1 жидкий аммиак через уровнемер 2 по­ступает в испаритель 3. Предохранительный клапан 4 предохра­няет испаритель от чрезмерного давления. Необходимую теплоту для испарения аммиака в испаритель отдает при пуске установки электрический нагреватель 9 и во время работы установки тепло­обменник 5. Газообразный аммиак из испарителя поступает в диссоциа-тор 7 с электрическим нагревом. Проходя через реторту 6 диссоциатора, аммиак нагревается до температуры, превышающей 600 °С, и распадается на водород и азот. Реторта заполнена ка­тализатором, ускоряющим протекание реакции диссоциации ам­миака. Точка росы газа, выходящего из охладителя 8, находится в интервале температур —40ч- —50 °С.

Контролируемая атмосфера ДА из-за высокого содержания водорода взрывоопасна.

Для снижения стоимости контролируемой атмосферы и умень­шения ее взрывоопасности в ряде случаев из аммиака получают не атмосферу ДА, а атмосферу ДА-С. В этом случае продукты диссоциации аммиака подвергаются частичному сжиганию с воз­духом. В зависимости от величины коэффициента расхода воздуха в получаемой атмосфере содержание водорода изменяется от 4 до 20 %. Такая атмосфера используется при отжиге и нормали­зации стали с невысоким содержанием углерода, спекании ме­таллокерамики, пайке медью и ее сплавами.

Процесс получения из аммиака контролируемой атмосферы с низким содержанием водорода заключается в диссоциации аммиака, последующего частичного дожигания водорода и очистки продуктов горения от воды. В зависимости от содержания водорода в контролируемой атмосфере из 1 кг жидкого аммиака полу­чается 3,7—4,2 м³ атмосферы типа ДА-С.

Рис.8. 1. Схема установки для получения контролируемой атмосферы из аммиака

.