制氮机纯化所需氢气取得方式—氨分解装置

大型PSA制氮机产生的氮气纯度，不会超过99.999%，如果需要更高纯的氮气，一般使用加过量氢方式还原，所需氢气使用如下方式取得。

在常压下采用催化剂，将氨加热至300℃以上，即能分解生成氢气和氮气，随着温度的升高，分解也越完全。用氮分解法，可得含氢为75%和含氮为25％（体积比）的混合气体。其化学反应式如下：

2NH₃ → 3H₂+N₂-21.9千卡/克分子

每公斤液氨可制得混合气体2.64标准立方米，其中氢气1.97标准立方米，氮气0.67标准立方米。采用氨分解法，所得的气体含杂质较少（杂质中含水汽约2克/立方米，残余氨约0.01%），如通过分子筛纯化器，气体的露点可降至-60℃以下，残余氮可降几ppm。因此，它是一种良好的还原性保护气体。可用于有色金属、硅钢、铬钢和不锈钢等金属材料和零件的光亮退火、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。

液氨分解氢装置的工艺流程如下。液氨来自钢瓶，经进氨阀通过氨过滤器除去机械杂质，然后进入气化器被加热转化为气态氨，再经减压阀使气态氨的压力降低，并保持恒 定。气态氨通过套管热交换器预热后进入分解反应炉，在反应炉内，气态氨在催化剂作用下加热分解，成为氢气和氮气。氨分解气体经套管热交换器和气化器回收热量后，送水冷却器和分子筛纯化器进行冷却和纯化。最后，氢、氮混合气体经转子流量计送往使用点。