氨分解器把液氨气化后，在约 900 °C 以上的镍基催化剂中分解为 75% H₂ 和 25% N₂ 的混合气（2NH₃ → N₂ + 3H₂）。这种气体强还原性、成本相对较低，广泛用于不锈钢和硅钢光亮退火、钎焊、粉末冶金烧结，以及在渗氮中作为稀释气调节氮势。关键质量指标是残余氨和露点，关键安全要点是氢气的防爆管理。
- 反应：2NH₃ → N₂ + 3H₂，产物 75% H₂ + 25% N₂
- 条件：高温 + 镍基催化剂
- 用途：光亮退火、钎焊、烧结、渗氮稀释调 Kn
- 质量指标：残余 NH₃、露点
- 安全：氢气易燃易爆，需泄漏检测和联锁
原理
液氨经汽化器变为气态氨，进入加热到高温的反应罐，在镍基催化剂作用下分解：
2NH₃ → N₂ + 3H₂
完全分解后，气体组成为 75% H₂、25% N₂（体积比）。反应为吸热反应，需要外部加热维持温度。
主要组成
- 液氨汽化系统：将液氨转化为稳定压力的气态氨；
- 反应罐与催化剂：完成分解反应；
- 加热系统：电加热为主；
- 冷却器：冷却产物气；
- 净化装置（可选）：干燥器去除水分、降低露点，必要时去除残余氨；
- 控制与安全：温度控制、压力控制、氢气泄漏报警。
质量指标
| 指标 | 意义 |
|---|---|
| 残余氨 | 反应温度不足或催化剂活性下降时升高；对光亮退火不利 |
| 露点 | 水分高会导致不锈钢等材料表面氧化发暗 |
| 流量稳定性 | 影响下游炉内气氛 |
应用
1. 光亮退火 不锈钢、硅钢、铜合金等在高还原性氢氮气氛中退火，表面保持光亮。
2. 钎焊与烧结 提供还原性气氛，去除表面氧化物，改善润湿和结合。
3. 渗氮中的稀释与 Kn 调节 在渗氮中，向炉内通入预分解的氨（氢氮混合气）可以在不改变温度的情况下降低氮势，实现对 Kn 的精细控制，尤其在需要低 Kn 或无化合物层渗氮时有用。
安全要点
- 液氨属于危化品，储存和使用需符合相关安全规范；
- 产物含 75% 氢气，易燃易爆，管路需防泄漏，车间需氢气报警和通风；
- 进炉前需确认炉温达到安全温度或采用氮气吹扫；
- 停机时用氮气置换管路。
常见问题
氨分解气和纯氢比有什么优势？
成本相对较低，供应稳定；含 25% 氮气，可燃性风险相对纯氢略低。但仍需严格按氢气安全规范管理。
残余氨偏高怎么处理？
检查反应温度、催化剂活性和流量是否超出设计能力；必要时更换催化剂或降低负荷。
渗氮炉能否直接用氨分解器的气体调节 Kn？
可以。这是常见的 Kn 调节方式之一，需与控制系统配合，按 Kn 设定值自动调节氨气与分解气的比例。