節(jié)能型氨分解獲得高純氫氮混合氣的裝置，包括氨氣輸入管、換熱器、氨分解爐、水冷器、第一純化器和氫氮混合氣排放管；所述換熱器分為橫向通道和縱向通道；所述氨氣輸入管與換熱器的橫向通道進(jìn)口端連接相通，所述換熱器的橫向通道出口端通過第一管道與氨分解爐進(jìn)口端連接相通，所述氨分解爐的出口端通過第二管道與換熱器縱向通道進(jìn)口端連接相通，所述換熱器縱向通道出口端通過第三管道與水冷器進(jìn)口端連接相通；所述第一純化器內(nèi)包括第一純化再生通道，所述第一純化再生通道內(nèi)設(shè)有分子篩。本裝置使得獲得每立方米高純氫氮混合氣的總能耗在0.5千瓦時(shí)以下，比較現(xiàn)有的系統(tǒng)節(jié)能18～25%。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于節(jié)能領(lǐng)域，涉及一種氨分解及提純裝置及其方法，尤其是涉及一種。
技術(shù)介紹
高純氫氮混合氣在越來越多的行業(yè)中得到了應(yīng)用，包括金屬光亮，微電子芯片制造、高純氨的制備等諸多領(lǐng)域。隨著氫氮?dú)馐褂昧康脑龃螅绾胃?jié)能地獲得高純氫氮?dú)庾兊迷絹碓街匾恕＠缰袊鴮＠鸝L 200910062709. 3，名稱為“氨催化裂解、氫氮?dú)饧兓桶焙铣扇郊芍苽涓呒儼钡姆椒ā惫_了一種制備高純氨的方法。這是一種區(qū)別于傳統(tǒng)的通過精餾提純獲得高純氨的新方法。該方法包括以下三個(gè)有機(jī)集成的工藝步驟，第一步氨催化裂解得到所需的原料氣-氫氮混合氣；第二步將氫氮混合氣純化；第三步使用高純度的氫氮混合氣合成高純氨。該方法中氫氮混合氣的純度達(dá)到99. 999% 99. 9999999%。 現(xiàn)有的通過氨分解獲得高純氫氮混合氣的工藝包括兩個(gè)部分氨分解和提純。I)氨分解該反應(yīng)是合成氨反應(yīng)的逆過程，其反應(yīng)方程式如下權(quán)利要求1.節(jié)能型氨分解獲得高純氫氮混合氣的裝置，其特征在于包括氨氣輸入管、換熱器、氨分解爐、水冷器、第一純化器和氫氮混合氣排放管； 所述換熱器分為橫向通道和縱向通道，所述橫向通道和縱向通道互不連通； 所述氨氣輸入管與換熱器的橫向通道進(jìn)口端連接相通，所述換熱器的橫向通道出口端通過第一管道與氨分解爐進(jìn)口端連接相通，所述氨分解爐的出口端通過第二管道與換熱器縱向通道進(jìn)口端連接相通，所述換熱器縱向通道出口端通過第三管道與水冷器進(jìn)口端連接相通； 所述第一純化器內(nèi)包括第一純化再生通道，所述第一純化再生通道內(nèi)設(shè)有分子篩； 所述水冷器的出口端通過第四管道與第一純化再生通道進(jìn)口端連接相通； 所述第一純化再生通道出口端通過第五管道連接氫氮混合氣排放管。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于優(yōu)選地，所述換熱器和氨分解爐外壁上貼覆有絕熱保溫層。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于優(yōu)選地，所述第五管道上設(shè)有并聯(lián)的第六管道；所述第一純化器的第一純化再生通道進(jìn)口端連接第一再生尾氣排放管；所述第三管道上設(shè)有第一閥門，所述第四管道上設(shè)有第二閥門，所述第五管道上設(shè)有第三閥門，所述第六管道上設(shè)有第四閥門，所述第一再生尾氣排放管上設(shè)有第五閥門。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于優(yōu)選地，所述第一純化器內(nèi)還包括第一加熱通道；所述第一純化再生通道和第一加熱通道互不連通；所述第三管道通過第七管道與第一加熱通道進(jìn)口端連接相通；所述第一加熱通道出口端通過第八管道與水冷器的進(jìn)口端連接相通；所述第八管道上設(shè)有第六閥門。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于優(yōu)選地，所述第一純化器內(nèi)設(shè)有若干列管，該列管作為第一加熱通道；所述列管外的第一純化器內(nèi)的空間形成第一純化再生通道。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的裝置，其特征在于優(yōu)選地，所述第一純化器外壁上貼覆絕熱保溫隔離層。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括第二純化器，所述第二純化器內(nèi)包括第二純化再生通道；所述第二純化再生通道內(nèi)設(shè)有分子篩；所述水冷器的出口端通過第九管道與第二純化再生通道進(jìn)口端連接相通，所述第九管道上設(shè)有第七閥門；所述第二純化再生通道出口端通過第十管道連接氫氮混合氣排放管，所述第十管道上設(shè)有第八閥門。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于優(yōu)選地，所述第十管道上設(shè)有并聯(lián)的第十一管道，該第十一管道上設(shè)有第九閥門；所述第二純化器的第二純化再生通道進(jìn)口端連接第二再生尾氣排放管，所述第二再生尾氣排放管上設(shè)有第十閥門；由氫氮混合氣排放管、第十一管道、第二純化再生通道和第二再生尾氣排放管構(gòu)成第二再生系統(tǒng)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于優(yōu)選地，所述第二純化器內(nèi)還包括第二加熱通道；所述第二純化再生通道和第二加熱通道互不連通；所述第三管道通過第七管道和第十二管道與第二加熱通道進(jìn)口端連接相通；所述第二加熱通道出口端通過第十三管道與水冷器的進(jìn)口端連接相通；所述第十三管道上設(shè)有第十一閥門。10.一種利用如權(quán)利要求4所述裝置節(jié)能型制備高純氫氮混合氣的方法，其特征在于，包括如下步驟1)氨分解把室溫(20°c左右)的氨氣通過換熱器橫向通道換熱后升溫至700°C以上，然后進(jìn)入氨分解爐，在氨分解爐內(nèi)對(duì)氨氣進(jìn)一步加熱升溫至750 850°C，在加熱升溫的同時(shí)，氨氣與氨分解催化劑接觸被分解為氫氮混合氣；該氫氮混合氣通過換熱器的縱向通道換熱后降溫至大300 400°C ;優(yōu)選地，所述換熱器和氨分解爐的外壁上設(shè)有絕熱保溫層； 2)第一純化器提純· 開啟第一閥門、第二閥門和第三閥門；關(guān)閉第四閥門、第五閥門和第六閥門；將300 400°C的氫氮混合氣輸送到水冷器進(jìn)行冷卻至20 30°C，然后經(jīng)第四管道輸送到第一純化器的第一純化再生通道內(nèi)，經(jīng)該通道內(nèi)的分子篩純化后經(jīng)第五管道輸送到氫氮混合氣排放管；優(yōu)選地，所述第一純化再生通道內(nèi)填充的是5A分子篩； 3)第一純化器再生 關(guān)閉第二閥門和第三閥門；開啟第一閥門、第四閥門、第五閥門和第六閥門；將300 400°C的氫氮混合氣經(jīng)第七管道輸送到第一純化器的第一加熱通道內(nèi)，對(duì)第一純化再生通道內(nèi)的分子篩進(jìn)行加熱；加熱后的氫氮混合氣經(jīng)第八管道輸送到水冷器的進(jìn)口端；同時(shí)將步驟2)得到的產(chǎn)品氫氮混合氣經(jīng)第六管道輸送到第一純化器的第一純化再生通道內(nèi)，產(chǎn)品氫氮混合氣對(duì)第一純化再生通道內(nèi)的分子篩充氣再生，再生氣經(jīng)第一再生尾氣排放管排出；優(yōu)選地，所述第一加熱通道為若干列管。11.一種利用如權(quán)利要求9所述裝置節(jié)能型制備高純氫氮混合氣的方法，其特征在于，包括如下步驟 O氨分解把室溫的氨氣通過換熱器橫向通道換熱后升溫至700°C以上，然后進(jìn)入氨分解爐，在氨分解爐內(nèi)對(duì)氨氣進(jìn)一步加熱升溫至750 850°C，在加熱升溫的同時(shí)，氨氣與氨分解催化劑接觸被分解為氫氮混合氣；該氫氮混合氣通過換熱器的縱向通道換熱后降溫至大300 400°C ;優(yōu)選地，所述換熱器和氨分解爐的外壁上設(shè)有絕熱保溫層； 2)第一純化器提純，第二純化器再生； 開啟第一閥門、第二閥門、第三閥門、第八閥門、第十閥門和第十一閥門；關(guān)閉第四閥門、第五閥門、第六閥門、第七閥門和第九閥門； 將300 400°C的氫氮混合氣輸送到水冷器進(jìn)行冷卻至20 30°C，然后經(jīng)第四管道輸送到第一純化器的第一純化再生通道內(nèi)，經(jīng)該通道內(nèi)的分子篩純化后經(jīng)第五管道輸送到氫氮混合氣排放管；優(yōu)選地，所述第一純化再生通道內(nèi)填充的是5A分子篩； 將氫氮混合氣排放管中的產(chǎn)品氣經(jīng)第十管道輸送到第二純化器的第二純化再生通道內(nèi)，對(duì)分子篩進(jìn)行吹掃，帶出分子篩上的雜質(zhì)，再生氣經(jīng)過第二再生尾氣排放管排出；與此同時(shí)，將300 400°C的氫氮混合氣經(jīng)第七管道、第十二管道輸送到第二純化器的第二加熱通道內(nèi)，通過第二加熱通道對(duì)第二純化再生通道內(nèi)的分子篩加熱；加熱后的氫氮混合氣經(jīng)第十三管道輸送到水冷器的進(jìn)口端；優(yōu)選地，所述第二加熱通道為若干列管； 3)第二純化器提純，第一純化器再生； 開啟第一閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第七閥門和第八閥門；關(guān)閉第二閥門、第三閥門、第九閥門、第十閥門和第十一閥門； 將300 400°C的氫氮混合氣輸送到水冷器進(jìn)行冷卻至20 30°C，然后經(jīng)第九管道輸送到第二純化器的第二純化再生通道內(nèi)，經(jīng)該通道內(nèi)的分子篩純化后經(jīng)第十管道輸送本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
節(jié)能型氨分解獲得高純氫氮混合氣的裝置，其特征在于：包括氨氣輸入管、換熱器、氨分解爐、水冷器、第一純化器和氫氮混合氣排放管；所述換熱器分為橫向通道和縱向通道，所述橫向通道和縱向通道互不連通；所述氨氣輸入管與換熱器的橫向通道進(jìn)口端連接相通，所述換熱器的橫向通道出口端通過第一管道與氨分解爐進(jìn)口端連接相通，所述氨分解爐的出口端通過第二管道與換熱器縱向通道進(jìn)口端連接相通，所述換熱器縱向通道出口端通過第三管道與水冷器進(jìn)口端連接相通；所述第一純化器內(nèi)包括第一純化再生通道，所述第一純化再生通道內(nèi)設(shè)有分子篩；所述水冷器的出口端通過第四管道與第一純化再生通道進(jìn)口端連接相通；所述第一純化再生通道出口端通過第五管道連接氫氮混合氣排放管。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鮑堅(jiān)仁，鮑堅(jiān)斌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖南高安新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。