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一種粉末冶金還原性氣氛的安全制備工藝

發(fā)布日期：2017-7-31

一 、前言

粉末冶金企業(yè)在對(duì)工件進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，往往需要使用氫氣作為還原性工藝氣體，而目前所采用的傳統(tǒng)的氨分解制氫方式，由于工藝方法存在較大的安全隱患，越來(lái)越不能滿足國(guó)家和企業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)日益加強(qiáng)的要求。為了保障安全生產(chǎn)，企業(yè)和安全監(jiān)管部門(mén)都把怎樣能安全的制造和使用好氫還原工藝氣體作為排查和改進(jìn)的重點(diǎn)，并且在一些地區(qū)已經(jīng)明確禁止企業(yè)使用氨分解設(shè)備。

根據(jù)粉末冶金企業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)，我公司開(kāi)發(fā)了新型的甲醇低溫裂解式制氫設(shè)備，專門(mén)為粉末冶金企業(yè)提供安全可靠的制氫裝備，使企業(yè)更加安全的獲得氫還原工藝氣體，其工作原理和特點(diǎn)簡(jiǎn)介如下。

二、 新型甲醇裂解制氫工作原理簡(jiǎn)介

1、傳統(tǒng)氨分解制氫的反應(yīng)方程式如下:

2NH3=3H2+N2 (分解溫度780～850℃)

2、與傳統(tǒng)的氨分解制氫的工藝不同,新型制氫工藝采用甲醇裂解制氫,把甲醇在一定的溫度和壓力條件下通過(guò)催化劑的作用, 發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng)，這是一個(gè)氣固催化反應(yīng)，反應(yīng)方程如下:

CH3OH=2H2+CO (裂解溫度240～280℃)

裂解反應(yīng)生成的H2與CO均為還原性氣體，CO在爐內(nèi)可以起到還原和保護(hù)工件的作用，在出爐門(mén)前和空氣中的氧反應(yīng)生成CO2擴(kuò)散到大氣中，經(jīng)過(guò)多年來(lái)在幾十個(gè)廠家的使用證明不會(huì)對(duì)操作人員造成身體任何的傷害。

三、 新型甲醇裂解制氫工藝的安全特性 1、制氫所使用的原材料安全性狀不同：

甲醇在常溫下是液體狀態(tài)，不容易在空氣中迅速揮發(fā)擴(kuò)散，而氨氣屬于有毒易燃危險(xiǎn)氣體，液氨極易在空氣中揮發(fā)擴(kuò)散,一旦泄漏后果不堪設(shè)想，因此企業(yè)需要辦理專門(mén)的液氨使用手續(xù)才可使用；甲醇沒(méi)有腐蝕性,不怕與人體的皮膚接觸,只要不誤飲用就不會(huì)對(duì)人造成傷害,而氨有腐蝕性，對(duì)人的皮膚和眼睛都有非常大的傷害性,所以使用甲醇也更加安全。

2、制氫所使用的原材料儲(chǔ)存無(wú)需壓力容器

液氨需要專門(mén)的壓力容器儲(chǔ)存，這就需要根據(jù)安全管理規(guī)定對(duì)儲(chǔ)存液氨的壓力容器進(jìn)行備案、檢定、維護(hù)等嚴(yán)格管理；甲醇的儲(chǔ)存只需要常溫常壓容器就可以,不需要專門(mén)的壓力容器儲(chǔ)存。

3、制氫過(guò)程中避免了可燃性氣體泄露的危險(xiǎn)

甲醇裂解溫度低，只需要240～280℃甲醇即可以裂解，大大低于氨分解制氫的分解溫度(高于800℃),這樣就不會(huì)發(fā)生加熱元件及反應(yīng)器被燒壞的問(wèn)題，不會(huì)發(fā)生燒穿罐體從而造成所制備的氫氣從中逸出發(fā)生著火甚至燃爆的情況，完全避免了可燃性氣體泄露的危險(xiǎn)。

4、使用甲醇低溫裂解設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用更低因?yàn)榧状际堑蜏亓呀猓?40~280℃），反應(yīng)溫度只有氨分解的1/3,所以運(yùn)行成本不到氨分解設(shè)備的一半，所以也是一種更節(jié)能的設(shè)備。

5、甲醇采購(gòu)更加容易

甲醇在任何地方都可以方便的在當(dāng)?shù)氐幕な袌?chǎng)采購(gòu)到。

四、結(jié)語(yǔ)

由以上分析可以看出使用新型甲醇裂解制氫設(shè)備有以下優(yōu)勢(shì):

甲醇裂解的溫度低,所以設(shè)備的使用壽命也更長(zhǎng)，更加安全,運(yùn)行成本也更低，甲醇比較容易采購(gòu)和儲(chǔ)存，同時(shí)甲醇沒(méi)有腐蝕性,不易揮發(fā)擴(kuò)散,不像液氨那樣要有專門(mén)的容器儲(chǔ)存，一旦泄露會(huì)有非常大的危險(xiǎn)。

我公司的新型甲醇裂解制氫設(shè)備在山東、江蘇、浙江等多個(gè)地區(qū)的幾十個(gè)粉末冶金企業(yè)使用情況來(lái)看，不僅所制取的氫氣完全滿足還原氣氛工藝指標(biāo)，生產(chǎn)成本降低，新型裝備和工藝方法沒(méi)有新增環(huán)保問(wèn)題，特別是在消除企業(yè)安全隱患方面反響良好，助力企業(yè)提升安全管理水平。安全生產(chǎn)管理是企業(yè)的重中之重，我們相信，通過(guò)越來(lái)越多人員的參與，會(huì)為粉末冶金產(chǎn)品工廠提出更多的安全性制取和使用氫還原工藝氣體的方案，以保障企業(yè)在安全生產(chǎn)的前提下為社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

宋躍育（太原市速普氣體設(shè)備有限公司）

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