Después de que el descomponedor de amoníaco vaporiza el amoníaco líquido, se descompone en una mezcla de 75% de H₂ y 25% de N₂ (2NH3). → N₂ + 3H2) en un catalizador a base de níquel a una temperatura por encima de aproximadamente 900 °C. Este gas tiene fuertes propiedades reductoras y un coste relativamente bajo. Es ampliamente utilizado en recocido brillante, soldadura fuerte, sinterización de metalurgia en polvo de acero inoxidable y acero al silicio, y como gas diluyente para ajustar el potencial de nitruración en la nitruración. Los indicadores clave de calidad son el amoníaco residual y el punto de rocío, y el punto clave de seguridad es la gestión a prueba de explosiones del hidrógeno.
- Reacción: 2NH3 → N₂ + 3H2, producto 75% H₂ + 25% N₂
- Condiciones: alta temperatura + catalizador a base de níquel
- Uso: recocido brillante, soldadura fuerte, sinterización, nitruración para diluir Kn
- Indicadores de calidad: NH₃ residual, punto de rocío
- Seguridad: El hidrógeno es inflamable y explosivo y requiere detección de fugas y enclavamiento
Principio
El amoníaco líquido se convierte en amoníaco gaseoso a través del vaporizador, ingresa al tanque de reacción calentado a alta temperatura y se descompone bajo la acción de un catalizador a base de níquel:
2NH₃ → N₂ + 3H₂
Después de la descomposición completa, la composición del gas es 75% de H₂, 25% de N₂ (relación en volumen) La reacción es endotérmica y requiere calentamiento externo para mantener la temperatura.
Componentes principales
- Sistema de vaporización de amoníaco líquido: Convertir amoníaco líquido en amoníaco gaseoso con presión estable;
- Tanque de reacción y catalizador: completar la reacción de descomposición;
- sistema de calefacción: calefacción principalmente eléctrica;
- enfriador: gas del producto de enfriamiento;
- Dispositivo de purificación (opcional): La secadora elimina la humedad, disminuye el punto de rocío y elimina el amoníaco residual si es necesario;
- Control y seguridad: Control de temperatura, control de presión, alarma de fuga de hidrógeno.
Índice de calidad
| Índice | Significado |
|---|---|
| amoníaco residual | Aumenta cuando la temperatura de reacción es insuficiente o la actividad del catalizador disminuye; es perjudicial para el recocido brillante. |
| Punto de rocío | La alta humedad hará que la superficie del acero inoxidable y otros materiales se oxiden y se oscurezcan. |
| Estabilidad del tráfico | Afecta a la atmósfera en el horno aguas abajo |
Aplicación
1. Recocido brillante El acero inoxidable, el acero al silicio, la aleación de cobre, etc. se recuecen en una atmósfera de hidrógeno y nitrógeno altamente reductora, y la superficie permanece brillante.
2. Soldadura fuerte y sinterización Proporciona una atmósfera reductora para eliminar los óxidos superficiales y mejorar la humectación y la unión.
3. Dilución y ajuste de Kn en nitruración En la nitruración, el paso de amoníaco predescompuesto (mezcla de hidrógeno-nitrógeno) al horno puede reducir el potencial de nitruración sin cambiar la temperatura, logrando un control fino de Kn, que es especialmente útil cuando se requiere una nitruración de capa de compuesto de Kn baja o no se requiere.
Consejos de seguridad
- El amoníaco líquido es un producto químico peligroso, y su almacenamiento y uso deben cumplir con las regulaciones de seguridad pertinentes;
- El producto contiene 75% de hidrógeno, que es inflamable y explosivo. Las tuberías deben ser a prueba de fugas, y el taller necesita alarmas de hidrógeno y ventilación;
- Antes de entrar en el horno, es necesario confirmar que la temperatura del horno alcanza una temperatura segura o usar purga de nitrógeno;
- Reemplace la tubería con nitrógeno al apagarla.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las ventajas del amoníaco disociado sobre el hidrógeno puro?
El costo es relativamente bajo y el suministro es estable; contiene un 25% de nitrógeno y tiene un riesgo de inflamabilidad ligeramente menor que el hidrógeno puro. Sin embargo, aún debe ser administrado estrictamente de acuerdo con las regulaciones de seguridad del hidrógeno.
¿Cómo lidiar con el amoníaco residual alto?
Compruebe si la temperatura de reacción, la actividad del catalizador y el caudal exceden la capacidad de diseño; reemplace el catalizador o reduzca la carga si es necesario.
¿Puede el horno de nitruración usar directamente el gas del descomponedor de amoníaco para ajustar Kn?
Puede. Este es uno de los métodos comunes de ajuste de Kn. Necesita cooperar con el sistema de control para ajustar automáticamente la relación de gas amoníaco y gas de descomposición de acuerdo con el valor de ajuste Kn.