氨分解制氢装置：揭秘其工作原理与操作流程

　　氨分解制氢装置，作为现代工业中一种重要的制氢设备，通过将氨气在特定条件下分解，产生氮气和氢气的混合气体，为众多领域提供了氢气资源。本文将深入探讨工作原理、操作流程以及相关的注意事项，以帮助读者更好地理解这一工业设备。
 

　　氨分解制氢装置的工作原理基于氨气的热分解反应。在一定的温度和压力条件下，氨气(NH3)在镍基催化剂的作用下，能够分解为氮气和氢气。这一反应可以用化学方程式2NH3→3H2+N2来表示，意味着每2摩尔的氨气分解会产生3摩尔的氢气和1摩尔的氮气。生成的氢气和氮气混合物中，氢气的体积分数约为75%，氮气约为25%，同时还会含有微量的残余氨和其他杂质。
 

　　液氨是主要原料。在装置的操作流程中，液氨首先通过进口减压阀减压，然后进入氨气蒸发罐。在蒸发罐内，液氨充分减压汽化，转变为气态氨。接下来，气态氨经过热交换器与氮氢混合气进行换热，进一步预热后进入氨分解炉。在氨分解炉内，气态氨被加热至800～850℃的高温，并在镍基催化剂的作用下发生分解反应，生成氮气和氢气。
 

　　分解后的氮氢混合气出分解炉后，首先会经过热交换器，与进入分解炉前的氨气进行换热降温。这一过程不仅有助于回收热量，还能降低氮氢混合气的温度。随后，氮氢混合气再经过水冷却器进一步冷却降温，以确保后续处理的顺利进行。
 

　　冷却后的氮氢混合气进入分子筛纯化装置。在这里，5A型分子筛利用其大比表面积和吸附特性，对混合气中残余的氨进行深度吸附净化。经过分子筛的处理，氮氢混合气中的氨含量可以降至3ppm以下，从而得到纯净的氮氢混合气体。
 

　　在氨分解制氢装置的运行过程中，还需要注意以下几点：
 

　　1. 设备的气密性至关重要。必须经常检查设备的螺帽、螺栓等连接部位是否松动漏气，以防止气体泄漏影响安全和生产效率。
 

　　2. 温度控制是确保设备正常运行的关键。必须时刻注意温度仪表和热电偶的工作状态，确保指示温度与实际温度一致，防止因温度过高而烧坏设备。
 

　　3. 在长时间不通入氨气而需要保温时，应控制自动控温不超过500℃，以防止触媒烧坏。
 

　　4. 再生时，需要每小时打开排污阀进行排水，并注意温控仪的工作状态，防止失控超温。
 

　　5. 操作时应根据不同工作状态开闭各阀门，防止操作失误影响纯化效果。
 

　　此外，为确保装置的正常运行和气体的纯度，还应定期检查气体纯度、温控仪的工作状态以及电接点压力表的设定值等。在停机后重新启动装置时，应充入氮气进行吹扫，以排除可能进入系统中的空气。
 

　　综上所述，氨分解制氢装置通过一系列复杂的物理化学反应过程，实现了从液氨到纯净氮氢混合气体的转变。在实际操作中，必须严格遵守操作规程和注意事项，以确保设备的安全、稳定运行和气体的纯度。这一设备不仅为现代工业提供了重要的氢资源，也推动了相关领域的发展和进步。