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氨分解制氢使用说明书


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AQ/FC-20 型 液氨制氢炉/纯化装置系列 液氨制氢炉 纯化装置系列

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本说明书依据 GB/9969.1-1998 工业产品使用说 明书总则而编制。 使用操作本系列设备前,必须熟读并理解说明 书的内容及安全注意事项。防止出人身事故及安全 隐患! 贵公司现购买了我公司 AQ/FC-20 设备, 谢谢惠 顾。请按本说明书中所要求的规范进行操作。 本说明书适合于同系列设备设计更改后但工艺 流程不变或技术指标不变的产品。若有改动,恕不 另行通知。

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1. 概述 1. 1 产品特点 1.1.1 化工原理 一摩尔的氨(气态)在工作压力小于 0.1MPa、工作温 度在 650℃(铁催化剂—仅 AQ-5B 设备中有)和 750℃~ 850℃(镍催化剂—除 AQ-5B 外的其它系列设备)情况下, 经催化剂作用,分解为 3/2 摩尔的氢气和 1/2 摩尔的氮气, 并吸收 21.9 千卡热量。
其化学方程式: 2 N H 3 Fe(Ni) 3 H 2 + N 2 - 2 1 . 9 千 卡 / 克 分 子

1.1.2 优越性 使用 AQ 系列液氨制氢炉,每公斤液氨可制得 2.64 立方 米混合气体,其中氢气 1.98 立方米,氮气 0.66 立方米。 符合国标的成品液氨纯度较高,仅含少量挥发性杂质, 惰性气体、氧气、水分。氨分解时也没有副反应产生其它杂 质。如该种气体裂解后再经过纯化装置精制后,除了氢氮混 合气外仅含痕量水和氨,不含其它有害杂质。 原料液氨容易得到,价格低廉,原料消耗较少,同其它 办法(如电解法制氢)相比,液氨分解制取保护气体具有投 资少、体积小、效率高等优点。 1.1.3 产品用途 高纯度的氢氮混合气是一种良好的还原性保护气体,可 选择用于有色金属、硅钢、铬钢和不锈钢等金属材料和零部 件的光亮退火,硅钢片的脱碳处理,铜基、铁基粉末冶金烧 结,电真空器件的金属零件烧氢处理,半导体器件的保护烧 结和封结,钯合金膜扩散纯化氢气的原料气等。

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1. 2 使用环境 温度: 相对湿度: 大气压力: 电源: 功率: 水源: 5℃~35℃ 45%~75% 86KPa~106 KPa 220V±10V 380V±10V 27KW 自来水或循环水 50Hz±2Hz 50Hz±2Hz

装置应放于室内平整的水泥地面上,切勿放置在密闭环境 或通风条件不良的环境,运行时必须开启门窗,通风良好,不 能有明显的异味。 1. 3 安全事项 1.3.1 液氨贮槽或贮罐其氨气出口处必须装有氨减压阀,有效减 压后出口压力必须小于 0.5MPa, 本装置与之距离必须大于 5m。 特别须提醒! !必须是气态氨进入本装置,否则,必须在本装 ! 置前装有汽化器。 1.3.2 氨气是一种对人体粘膜有刺激性的化学气体,分解后生成 的氮气是一种使人窒息性气体,氢气是一种易燃、易爆还原性 极强的气体,因此用户必须特别小心,这些气体都不能滞留于 室内!并且在设备周围及纯化再生后排出的废气周围 5m 之内 不得有明火! 氨气具有高溶于水的特性,氨气泄露可用水吸收稀释,所 有氨源处必须配置水源,作为氨泄漏的应急措施。 1.3.3 用户必须提供三相五线制电源(TN—S 系统)如是三相四 线制,必须埋设接地极,本装置必须安全可靠接地,接地电阻 <0.5 欧姆。

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2. 技术特性 2.1 原料氨气: a) 应符合 GB536-65《液体合成氨》规定的一级品要求。 b) 含水量≤2000PPm c) 输出压力<0.5MPa 2.2 氨分解后混合气: a) 露点≤-10℃ b) 残氨≤0.1% c) 压力<0.1MPa 2.3 纯化后混合气 a) 露点≤-60℃ b) 残氨≤10PPm c) 压力<0.1MPa 2.4 设备基本参数 a)型号:AQ/FC-20 b)额定发气量:20m3 /h c)外型尺寸:1800×2000×2000 d)工作压力: <0.1MPa e)工作温度:800~850℃ f)液氨消耗量: 8 ㎏/h g)产品成分:氢气 75×10 -2 +氮气 25×10 -2 (混合气体) h)最大功率:27kw i)重量:1200 ㎏ j)供电源:交流电压 220V±10V 频率 50Hz±2Hz

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3. 结构特征及工作原理 3.1 结构特征 AQ/FC 系列装置采用了专业的气密性技术, 整个装置具有良好 的气密性及抗污染能力。 加热装置采用温控加热技术,易於控制,充分利用电能,同时 采用新颖成熟的保温材料,温度均匀,使装置能耗低,耗热小。 电加热采用螺旋式 Cr20Ni80 电加热丝,寿命长,且采用单个 电加热丝串并连技术。 纯化装置采用复式流程, 工作与再生交替进行, 与制氢炉配合, 具有连续工作、安全可靠的特点。 3.2 工作原理 AQ 系列装置采用镍催化剂加热分解液氨,无副反应和副产品 产生,催化剂调试合格连续使用不需再生活化。 FC 系列装置采用专用干燥剂, 物理吸附混合气中水分和残氨。 干燥剂再生用纯化装置制造的极干燥的净化气再生,无需另加再 生气。 (有条件的可使用纯氮再生) 3.3 AQ/FC 系列装置流程 AQ 系列装置:单式流程 FC 系列装置:复式流程,Ⅰ组工作,Ⅱ组再生 Ⅰ组工作流程:混合气经Ⅰ组工作阀进入纯化器缸Ⅰ,经过干 燥剂物理吸附后,经纯气出口阀送至用户工艺点。 (工艺点距离选 择必须结合气体压降和流量要求) Ⅱ组再生流程:再生气由Ⅱ组再生阀进入纯化器缸Ⅱ,经过加 温达 350℃左右将干燥剂中被吸附的水分、残氨带走并经废气阀 口和管道排出室外。具体参看说明书附页工艺流程图。

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4. 安装调试 4.1 安装 4.1.1 装置应放置在离液氨贮罐 5m 以外的地面平整且紧固的水泥 地面上。 4.1.2 与装置连接的进出管道必须是无缝钢管,无洩漏,中间过渡 处可考虑用耐压软管,但不能使用塑料管。 4.1.3 连接电源线之前,应核对现场电源参数与装置要求必须相符 合。如无专用 PE 线,现场必须用∟50×5 L=2.5m 长的角钢垂直 埋设于泥地之中,其顶端低于地面 200 毫米,在离角钢顶端 50 毫 米处焊接一个 M8×30 毫米的螺栓用于紧固接地铜线,接地极至 装置用不小于 4 毫米平方的铜线连接,电阻小于 0.5 欧姆。 4.1.4 管道阀门及装置系统必须密封良好,由于运输过程中振动到 现场对设备再次检漏,可充 0.3MPa 氮气。 4.2 调试 4.2.1 在现场安装完装置后,符合 1.2、1.3 及 4.1.4 条后,可以进 行现场调试活化催化剂和干燥剂。 4.2.2 AQ 系列装置中催化剂的活化。 4.2.2.1 镍触媒活化 表 1. 温度范围 (℃)
室温~500 500~600 600~650 650~700 700~750 750~800 800~850

镍触媒活化
气体流量(m3 /h) AQ-5C 0 1 2 3 4 5 5 AQ-10 0 1 3 5 8 10 10 AQ-20 0 2 4 8 10 15 20 AQ-30 0 3 5 10 12 20 30

升温及保温时间(小时) AQ-5C 3 2 2 3 3 3 5 AQ-10 3 2 2 3 3 3 5 AQ-20 3 2 3 4 4 4 5 AQ-30 3 2 3 4 4 4 5

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4.2.2.3 干燥剂活化(再生) 表 2. 温度范围 (℃)
室温~200 200~250 250~300 300~350

干燥剂活化(再生)
气体流量(m3 /h)

升温及保温时间(小时)

FC-10 1 3 2 4

FC-20 1 3 2 4

FC-30 1 3 2 4

FC-10 0.5 1 1 1

FC-20 1 2 2 2

FC-30 2 3 3 3

5. 正常运转 5.1 用户对液氨瓶的安装与氨气的使用应符合国家有关规定。 5.2 判断 AQ 系列装置触媒活化是否充分。 a 气体由放空口接至室外并点火燃烧,火焰呈深桔红色。 b 用手从取样口开放处气体煽动由鼻子嗅,若感到氨刺激味不 大,符合以上二条,定性地判断残氨含量已小于 0.1%。 c 有条件的可用化学滴定法定量测定。 5.3 如是 AQ/FC 整体机,则在 AQ 装置出口混合气合格后,调试 活化 FC 系列装置。 5.4 装置纯气出口经金属管道通至工艺点处,须放空一段时间,驱 走管道中的空气后方可点火。 5.5 FC 系列正常工作,阀门开关及电气开关见表 5 表 3.
工作状态

FC 系列工作状态表
1 组工作 2 组待用 开 关 关 开 开 2 组工作 1 组再生 关 开 开 关 开 2 组工作 1 组待用 关 开 开 关 开

1 组工作 2 组再生

阀工作 1 进、出 阀工作 2 进、出 阀再生 1 进、出 阀再生 2 进、出 纯气阀

开 关 关 开 开

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纯化电源开关 转换开关 控温仪

开 拨向 2 组 调至 350℃

关 ---------

开 拨向 1 组 调至 350℃

关 ---------

注:FC 系列装置工作罐必须在常温下工作,否则,干燥剂在高温 下物理吸附很差,必然影响纯气技术指标。 6. 故障分析与排除

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表 4. 故障分析表
故障现象 a.显示品屏不亮 温 b.显示 HH 控 c.显示 LL 仪 d.数显不升或下降 a.无电流 b.电流突然上升至满刻度 电 导线接触不良 流 电热丝短路 表 电流表坏 换电热丝、炉板 换电流表 液氨贮罐上氨减压阀坏 进口氨压力表突然上升管道上有霜 氨水直接进入 AF 装置 1.原料气超标,不是一级品 纯气指标差 2.纯气出口至工艺点管道洩漏 器,必须立即加装汽化器 改善原料气指标 检查洩漏处,堵漏,如接口处 漏,换垫片,拧紧螺纹接口 机 换减压阀,管道上如无汽化 停机待修理完毕再开 拧紧螺栓 换电热丝 如电流表有电流显示热电偶工作正常则控温仪坏 电源是否正常 控制回路是否正常 调换温控仪 查出原因 调换相应元器件 停电用万用表检查, 换好元器件后再通电 热电偶短路 换热电偶及接线 热电偶断线 换热电偶及接线 换好元器件后再通电 控制回路保险丝断 原因分析 换保险丝 排除方法 备注 停电用万用表检查,

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7. 安全保护装置及事故处理 7.1 电器安全 AQ/FC 系列装置上设有接地装置,请用户按 4.1.3 条实施可靠 的接地作业。 7.2 防火安全 请用户严格按 1.3 条作业,并在装置附近备有干粉及二氧化碳 灭火器以备救急。 7.3 工作人员不得在装置周围及废气排放口周围 5 米之内吸烟、 打 瞌睡,以确保人身安全。 8. 维修和保养 8.1 用户必须使用用户认可的合格人员进行设备的使用维修、保 养,以保证人身安全和设备的安全。 8.2 AQ/FC 装置的机箱、流量计、电加热带、电加热棒、温控仪、 电流表、开关、保险丝、热电偶、压力表、炉胆、纯化器、管道 应避免环境中化学有害物质对其有锈蚀造成损坏。 8.3 AQ/FC 装置要求很高的气密性, 应避免遭受强烈的震动、 冲击、 敲打,造成漏气而影响纯气质量及人身安全。 8.4 当在较长时间不通入氨气,AQ 系列炉子需要保温,温度控制 在 500℃。 8.5 当停炉不用炉子降至常温后,必须通入氮气进行系统保护。 8.6 如遇停电,应立即关闭氨气源,严禁在炉子低于 800℃时通入 氨气防止触媒和分子筛中毒, 可以从放空管直接通入用户退火炉。 9. 包装 AQ/FC 系列装置近距离可以不需包装而由汽车运输,但装置必 须套好塑料袋,盖好雨蓬,用麻绳牢固地捆扎在汽车上,运输过 程中不滑动。 AQ/FC 系列装置远距离运输, 必须用木箱包装以塑料袋包裹好。
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在装置及箱体之间衬以纸板等材料,整个包装具有一定防震、防 湿能力。 AQ/FC 系列在运输储存时不许有强烈的冲击及直接水淋水溅, 以免造成损坏、锈蚀。 在包装状况下储存周期不许超过 180 天。 10. 开箱检查 10.1 包装好的 AQ/FC 系列装置开箱时应轻拿轻放,以免损坏设备 及管部件。 10.2 开箱时,先拿出说明书,依照说明书上附件装箱清单清点, 若发现缺件应当立即与制造商联系。 11.附录 11.1 产品合格证 11.2 装箱清单 11.3 AQ/FC 装置工艺流程图 11.4 AQ/FC 装置电路图 11.5 AQ/FC 装置接线图 1张 1张 1张 1张 1张 (表 7)

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