Обзор

Получение защитного смешанного газа путем крекинга аммиака является простым в применении методом подготовки промышленного газа по следующим трем основным причинам:

1.Высокая эффективность крекинга аммиака: Аммиак может быть полностью разложен под низким давлением с помощью никелевого катализатора при постоянной температуре 780 ~ 800℃ со скоростью разложения до 99,9%.

2.Простой процесс очистки газа: Сырье для производства жидкого аммиака отличается сверхвысокой чистотой. Его летучие примеси состоят лишь из небольшого количества инертного газа и растворенной воды при практически нулевом содержании кислорода. Кроме того, крекинг аммиака является необратимой химической реакцией в производственных условиях. Для удаления следов влаги из крекингованного газа и получения очищенной смеси водорода и азота требуется только процесс осушения. Это позволяет исключить вредные неметаллические элементы, такие как хлор и кислород, которые вызывают дефекты при производстве полупроводников.

3.Достаточное и экономичное снабжение сырьем в Китае: Жидкий аммиак широко доступен по низким рыночным ценам при низком удельном расходе. Из 1 кг жидкого аммиака можно получить 2,67 нм3 защитного газа, смешанного с водородом и азотом.

Принцип работы

При определенном давлении, температуре и использовании никелевого катализатора 1 моль газообразного аммиака разлагается на 1,5 моля водорода и 0,5 моля азота с поглощением тепла. Формула химической реакции приведена ниже:

2nh₃ —Катализатор→ 3h₂ + N₂ – Q

Национальный стандарт GB536-86 на сырье для производства жидкого аммиака

Индексный элемент	Премиум-класс	Первый класс	Второй класс
Содержание nh₃ (%)	99.9	99.8	99.6
Содержание влаги и масла (%)	0.1	0.2	0.4

Примечание: Жидкий аммиак для водородных генераторов аммиачного крекинга должен быть первого сорта или выше в соответствии со стандартом GB536-86.

Температура насыщения (°C)：-30,-25,-20,-15,-10,30,-5,0,5,10,15,20,25,30

Давление насыщения (кгс/см2): 1.21,1.54,1.94,2.41,2.96,3.61,4.37,5.25,6.27,7.4,8.74,10.22,11.89

Газообразная смесь водорода и азота, образующаяся при крекинге аммиака, представляет собой высококачественную восстановительную защитную среду, широко используемую в производстве полупроводников, металлургии, механической обработке, термообработке и других газозависимых производственных и исследовательских лабораториях.

Поток технологического процесса

Газообразный аммиак из баллона с аммиаком или резервуара для хранения проходит через редукционный клапан для регулирования давления аммиака. Очищенный газообразный аммиак поступает в газовую рубашку и теплообменник для обмена теплом с высокотемпературным крекинг-газом, а затем поступает в печь крекинга, заполненную активированным никелевым катализатором. При температуре 800℃ аммиак полностью разлагается на смесь водорода и азота.

Высокотемпературная газообразная смесь крекинга поступает обратно в теплообменник и газовую рубашку для теплообмена с поступающим неочищенным аммиаком. Газообразный крекинг-газ охлаждается, а газообразный аммиак предварительно нагревается для рекуперации отработанного тепла в целях экономии энергии. После теплообмена крекинг-газ дополнительно охлаждается с помощью радиатора и охладителя, затем направляется в очиститель для удаления остатков воды и непрореагировавшего аммиака и, наконец, доставляется на производственные терминалы для использования.

Важные примечания:

1.В оборудование для водородного крекинга аммиака можно подавать только газообразный аммиак. Если жидкий аммиак поступает из резервуара или баллона, его необходимо сначала полностью выпарить через испаритель, а затем сбросить давление перед подачей в установку крекинга.

2.При низкой температуре окружающей среды или резком увеличении расхода аммиака подача газообразного аммиака из баллона/резервуара может не соответствовать требованиям оборудования. Для устранения проблемы недостаточной подачи газа требуется принудительное испарение аммиака; наиболее распространенным вспомогательным средством для испарения является испаритель с водяным душем.

Основные технические характеристики (модель: AQ/FC-80)

Энергосберегающая печь крекинга аммиака AQ/FC-80 с автоматической установкой очистки

Предмет	Спецификация
Номинальная мощность подачи газа	≥80 Нм3/ч
Точка росы очищенного газа	≤ -60℃ (индекс влажности)
Остаточное содержание аммиака в очищенном газе	≤ 5 частей на миллион
Рабочее давление	≤ 0,05 МПа
источник питания	380 В, 50 Гц
Общая мощность	Печь для крекинга: 81 кВт, Устройство для очистки: 12,0 кВт
Расход жидкого аммиака (при номинальной мощности)	20,0 кг/ч
Рабочая температура крекинговой печи	800 ~ 850℃
Рабочая температура сушилки	температура окружающей среды
Температура регенерации сушилки	200 ~ 250℃
Общий внешний размер	2100 × 2400 × 2500 мм (в зависимости от фактического оснащения)

Технические преимущества

1.Простое техническое обслуживание и удобный капитальный ремонт.

2. Толстая теплоизоляция: 350-миллиметровый изоляционный слой для корпуса печи, 300-миллиметровый изоляционный слой для крышки печи.

3.Защита от непрерывной подачи газа: Устройство автоматически продолжает подавать защитный газ в случае отключения питания или подачи сжатого воздуха.

4.Снизьте расход аммиака при регенерации молекулярного сита, чтобы снизить стоимость сырья.

Основные компоненты оборудования

1.Футеровка печи/Емкость для крекинга

2.Электронагревательные элементы (резистивный провод)

3.Теплообменник

4.Радиаторный охладитель

5.Адсорбент на молекулярном сите

6.Пневматические регулирующие клапаны

7.Сенсорный экран HMI

8.Датчик расхода и электрический шкаф управления

Функция каждого компонента

1.Футеровка печи: Полный каталитический крекинг аммиака с получением защитного газа, состоящего из 75% водорода и 25% азота.

2. Электрический нагревательный элемент: Обеспечивает стабильную тепловую энергию для поддержания оптимальной температуры растрескивания внутри футеровки печи.

3.Теплообменник: Предварительно нагревайте сырой газообразный аммиак и рекуперируйте отработанное тепло для охлаждения высокотемпературного крекинг-газа в целях экономии энергии.

4.Радиаторный охладитель: Вторичное охлаждение сжиженного газа, выходящего из теплообменника.

5.Молекулярное сито: Адсорбирует остаточную влагу и следы непрореагировавшего аммиака для очистки выходящего защитного газа.

6.Пневматические клапаны: Реализуют автоматический цикл переключения, нагрева и регенерации сушилок с двойным молекулярным ситом.

7.Сенсорный экран HMI: установите температурные параметры печи для крекинга и сушилки, отрегулируйте рабочее время адсорбции сушилки и время цикла регенерации.

8.Модуль определения расхода: отображение расхода смеси газов для крекинга аммиака на выходе в режиме реального времени.