Файл: Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали).pdf

где h = RJD.

Граничное условие дает:

Если переменные сгруппировать в три безразмерных ком­ плекса (критерия), то

(IV-48)

(IV-49)

Если количество углерода, которое получает участок тела размерами 25, у , z за время от начала процесса, обозначить через q, а первоначальное содержание угле­ рода в нем через до, то

(IV-50)

В теории теплопередачи задачи такого типа решаются с помощью графиков. В рассматриваемом случае готовы­

в теории теплопередачи, 'как правило, отличаются от критериев в теории диффузии. Подобные графики могут быть в принципе построены в области интересующих нас значений критериев для случаев обезуглероживания и науглероживания плоского или цилиндрического тела.

Итак, зная значение R0, можно, пользуясь описан­ ным выше способом, расчетным путем оценить количест­ во потерянного углерода, а, располагая дополнительны­ ми данными по Cg и RH, определить степень науглерожи­ вания плоского или цилиндрического образца.

46

ПРОИЗВОДСТВО

КОНТРОЛИРУЕМЫХ

АТМОСФЕР

(ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ)

Г л а в а V

ПРОИЗВОДСТВО КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕР ИЗ АММИАКА

Аммиак является важнейшим продуктом в производ­ стве контролируемых атмосфер.

Так как примеси, сопутствующие азото-водороднон смеси при синтезе аммиака, удаляются с балластным газом, в жидком аммиаке практически не содержатся СО, СО2, СН4, 0 2 . Незначительное количество примесей может появиться при диссоциации аммиака лишь в слу­ чае, когда содержание масла в жидком аммиаке превы­

СССР непрерывно возрастает, а стоимость снижается. Экономически оказалось наиболее рентабельным строить заводы синтеза аммиака при крупных металлур­ гических заводах. На таких заводах при относительно высоком потреблении защитного газа принципиально возможна подача жидкого аммиака к месту его исполь­ зования по трубопроводу, что намного упростит эксплу­ атацию и существенно снизит стоимость защитного газа. Качество жидкого аммиака в СССР приближается к уровню в наиболее развитых капиталистических стра­

нах.

* 1 ppm=10-4 %.

47

Жидкий аммиак для металлургических заводов яв­ ляется в настоящее время легко доступным продуктом.

Отечественный и зарубежный опыт показывает, что стоимость диссоциированного аммиака в 2—3 раза ниже

Расход элекроэнергии при получении диссоциирован­ ного аммиака в современных агрегатах в 10 раз меньше,

в СССР ограничивались из-за отсутствия высокопроиз­ водительных, отвечающих современным требованиям агрегатов для диссоциации аммиака.

Достигнутые за последние годы показатели, характе­ ризующие производство и потребление аммиака, соот­ ветствуют мировому уровню, в связи с чем в настоящее время созданы основные предпосылки для сущесвенного роста масштабов использования аммиака в производст­ ве контролируемых атмосфер.

ПРОИЗВОДСТВО БОГАТОЙ АЗОТНО-ВОДОРОДНОЙ СМЕСИ ИЗ АММИАКА (ДИССОЦИАЦИЯ АММИАКА)

Технологическая схема получения диссоциированно­ го аммиака показана на рис. 9. Жидкий аммиак из хра­ нилища заливается в испаритель 1, где превращается в

48

газообразный. Пройдя регулятор давления 2, регулиру­ ющие органы 3, теплообменник 5, газообразный аммиак направляется в реакционный аппарат (диссоциатор) 4, обогреваемый снаружи. Здесь в присутствии катализато­ ра ЦЭЧМ-1 происходит диссоциация аммиака. Физиче­ ское тепло горячих газов, покидающих реакционный ап­ парат, используется в теплообменнике 5 (для по-

догрева газообразного аммиака) и теплообменнике 6, встроенном в испарителе (для газификации жид­ кого аммиака). После испарителя / газ проходит допол­ нительную очистку и осушку (в случае непосредственного его использования в печи) или поступает на гидрогени­ зацию кислорода в техническом азоте.

Работы последних лет позволили объяснить причины низких показателей агрегатов диссоциации аммиака ти­ па ДА и дали возможность создать теоретически обо­ снованную систему расчета оборудования, способного работать с оптимальными показателями.

Современные агрегаты должны служить для стабиль­ ного получения газа с низким уровнем остаточного ам­ миака (0,02—0,03%). Это продиктовано условиями, соб-

людение которых необходимо для обеспечения устойчи­ вой работы катализаторов гидрогенизации кислорода (при получении «бедного газа») и сорбентов (цеолитов). Реакция диссоциации аммиака

Подставив значения парциальных давлений в уравнение для kp, получим

50