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FHQ-120+FHC-240单位：杭州普菲科空分设备有限公司地址：杭州富阳市新登开发区清泉路8号1FHQ系列氨分解制氢装置目录第一部分安全第二部分设备描述第三部分设备的基本操作第四部分系统维护及保养第五部分常见故障及其排除第六部分附页2第一部分安全1.1氢气1.1.1氢气的特性：FHQ系列氨分解气体发生装置是以液氨为原料，在一定的压力、温度及镍触媒的催化作用下，可分解出含氢气75%和含氮气25%的混合气体。此气体是一种无色、无味、无嗅、易燃易爆气体，它和氯、氧、一氧化碳及空气的混合物有爆炸危险。下面给出的是氢和各种混合物的爆炸极限:氢和空气混合物的爆炸限：4X10-2～75X10-2（氢）；氢和氧混合物的爆炸限：4X10-2～95X10-2（氢）；氢和一氧化碳混合物的爆炸限：13.5X10-2～49X10-2（氢）；氢和氯的混合比为1:1时，在光照下即可爆炸。在氢气氛中，人有被窒息的危险，因而在氢含量有可能增加的地方应设有通风装置。必要时应设有氢气警报仪，以对氢气含量进行监测。检修或处理氢气管道、设备、气瓶之前，必须先用氮气将氢气置换到符合动火规定，方能开始工作。由于氢气的存在不易被感官发现，氢气的点火能很小，爆炸能很高，因而在使用和贮运时要严加注意！31.1.2氢气系统运行安全要点：1、输入系统的氢气含氧量不得超过0.5%。2、氢气系统运行时，不准敲击，不准带压修理和紧固，不得超压，严禁负压。3、管道、阀门和水封装置冻结时，只能用热水或蒸汽加热解冻，严禁使用明火烘烤。4、设备、管道和阀门等连接点泄漏检查，可采用肥皂水或携带式可燃性气体防爆检测仪禁止使用明火。5、不准在室内排放氢气。吹洗置换，放空降压，必须通过放空管排放（一般氢气贮罐的放空阀、安全阀和管道系统均应设放空管）。放空管的要求：①放空管应采用金属材料，不准使用塑料管或橡皮管。②放空管应设阻火器，凡条件允许，可与灭火蒸气或惰性气体管线连接，以防着火。③室内放空管的出口，应高出屋顶2米以上。室外设备的放空管应高于附近有人操作的最高设备2米以上。④放空管应采取静电接地，并在避雷保护范围之内。⑤应有防止雨雪侵入和外来异物堵塞放空管的措施。6、当氢气发生大量泄漏或积聚时，应立即切断气源，进行通风，不得进行可能发生火花的一切操作。7、新安装或大修后的氢气系统必须作耐压试验、清洗和气密性试验，符合有关的检验要求，才能投入使用。48、氢气系统吹洗置换，一般可采用氮气（或其它惰性气体）置换法。氮气置换法应符合下列要求：①氮气中含氧量不得超过3%。②置换必须彻底，防止死角末端残留余气。③置换结束，系统内氧或氢的含量必须连续三次分析合格。9、氢气系统动火检修，必须保证系统内部和动火区域氢气的最高含量不超过0.4%。10、防止明火和其它激发能源。禁止使用电炉、电钻、火炉、喷灯等一切产生明火、高温的工具与热物体；不得携带火种进入禁区；选用铜质或铍铜合金工具；穿棉质工作服和防静电鞋。1.2氨气1．2．1氨气的特性：液氨是无色有刺激臭味，能伤害人的眼睛和呼吸器官的物质，在使用时应戴好口罩、橡胶手套及防护眼镜，防止人身与氨接触，以免烧伤。氨气是可燃易爆性物质，它与空气或氧气混合达到一定浓度，就有发生爆炸的危险，因此在使用氨的环境中不能有明火。氨气瓶应贮存在不易起火的地方，且在运输及搬运时要避免受冲击、跌落和阳光照射。1．2．2氨对人体的伤害及一些自救方案：氨主要通过呼吸道吸入，此外，也可以通过皮肤吸收。氨吸入体内后很快变成尿素。氨的毒害作用主要由下列三点引起：①减少三磷5酸腺甙阻碍三羧酸循环，降低细胞色素氧化酶的作用；②脑氨增加，可引起神经方面的障碍；③高浓度氨的强烈刺激性引起组织的溶解和坏死。吸入高浓度氨气可引起喷嚏、流涎、咳嗽、恶心、头痛、出汗、脸面充血、胸部痛、呼吸急促、尿频、眩晕、窒息感、不安感、胃痛、闭尿等症状。刺激眼睛引起流泪、眼疼、视觉障碍。皮肤接触后引起皮肤刺激、皮肤发红、可致灼伤和糜烂。慢性中毒时出现头痛、恶梦、食欲不振、易激动、慢性结膜炎、慢性支气管炎、血淡、耳聋等。吸入氨气的患者应立即转移到安全区安置休息并保暖。咳嗽时可服可待因。呼吸微弱或停止时立刻进行输氧或人工呼吸。并速叫医生来诊治。皮肤接触时，立刻用水冲洗后再用肥皂水洗净，然后盖上用5%的醋酸、柠檬酸、酒石酸或盐酸浸湿的敷料，也可以用2%以上硼酸水湿敷。被液氨冻伤时，首先要适当解冻后脱下冻结的衣服。脱衣服时要注意不要扯破皮肤，特别要注意清洗腋窝及会阴等潮湿部位。眼睛受伤时，先用水清洗，或用0.5%~1%明矾溶液洗涤，然后滴入凡士林油或橄榄油。剧烈疼痛时，可滴入大约1~2滴1%的奴佛卡因或滴入1滴0.5%的地卡因肾上腺素（1：1000）溶液。1．2．3安全防护接触低浓度氨时，要戴氨用防毒口罩，接触高浓度氨时要用供气面罩。处理水溶液时，要穿高腰胶鞋、防护眼镜、胶手套等。钢瓶要6存放在室外阴凉干燥通风良好之处，避免阳光直射，避免一切可能撞击。如在室内存放，一定要保证通风良好，要远离热源和火源，要与其它化学药品，特别是与氧化性气体、卤素及酸类隔离，设备管道要严格密封，可用肥皂水、浸过盐酸的布（遇氨生成氯化铵白烟）或先靠其臭味探漏。着火时首先要关闭钢瓶阀门，止住气体流出。灭火可用雾状水、二氧化碳、泡沫和干粉灭火剂。当出现氨泄露时，用湿草席等盖在泄露出来的氨液上，然后从远处用水管冲洗。气体大量喷出时，在远处用喷射雾状水吸收之。液体附着物要用大量水冲洗或用含盐酸的水中和。废气要用水吸收后与盐酸中和，再用水稀释后排入下水道。也可用水吸收后用大量的水稀释排入下水道。中和剂，除盐酸外硫酸和其它酸也可以。1.3气压设备本设备是在0.05MPa压力下操作的，其介质为氢、氮混合气体，任何外力猛烈撞击都会引起氢气突然释放，对人员造成伤害。当维修或拆开接头前，必须将设备管道及容器卸压。如焊接或者接触火源前应先将所有管道压力全部卸至零或者用氮气将管道中的氢气吹扫干净。1.4电器设备1、氨分解制氢设备利用交流380V，50Hz动力，不熟悉电力设备的人不要试图对电力设备进行维护，供电系统的电流足以致人死7亡。2、设备安装时，应保证氨分解设备接地均良好。警告：设备操作员上岗前必须经过安全和意外伤害处理培训；遵守操作规程。非专业维修人员不得拆装、维护设备零部件。第二部分设备描述2.1概述氨分解制取保护气体，在工业上是很容易实现的，这是因为：a、氨易分解：压力不高，在催化剂作用下，温度控制在800~850℃时氨可大部分解，其分解率可达99.9%。b、气体精制容易：作为原料的液态氨，纯度是很高的，其中挥发性杂质只有溶解在液氨中的少量惰性气体和水分，几乎不含氧，同时，在此条件下，氨分解是不可逆的，由此可见，氨分解后气体采取适当方法就可除去少量水分即可得到精制的氢氮混合气，这样可以实现半导体工业上所不希望存在的有害的非金属元素。如：氯和氧。c、在我国，原料液氨容易得到。价格低廉，而且原料消耗也比较少（每公斤氨可产生2.5Nm3混合气体）。2.2工作原理1摩尔氨（气态）在一定的压力和温度及镍触媒催化作用下，可分解为3/2摩尔的氢气和1/2摩尔的氮气，并吸收一定的热量。其化学方程式如下：2NH3催化剂3H2＋N2－Q82.3工艺流程氨瓶中的氨经氨减压阀减压后送入汽化器,再进入热交换器与分解气进行冷热交换后送入分解炉（分解炉内装有活化过的镍触煤），在800℃度下氨被分解成氢、氮混合气体，分解后的高温氢、氮混合气体再次进入热交换器内与气态氨进行冷热交换，使分解气降温，同时气态氨回收热量并升温，热交换后的分解气再进入冷却器进行进一步冷却之后，就可送往使用点使用。如有特殊需要，分解气可再进一步纯化，除去残余水分及其它杂质。其纯度可达到如下：露点≤-600C，残氨10PPM以下。2.4主要组成部件a、FHQ-120炉胆b、电加热元件（电阻丝）c、热交换器d、汽化器e、冷却器2.5各部件作用a、炉胆：将氨气分解为75%H2和25%N2。b、电加热元件：为分解氨提供热能，保证分解氨有良好的分解温度。ｃ、热交换器：氨转变为气氨，并将分解的高温气体进行降温。ｄ、汽化器：将液氨转为气氨ｅ、冷却器：将热的分解气进行冷却92.6技术指标1、额定产气量：120Nm3/h2、露点纯度：≤-10℃3、残氨量：≤500ppm4、分解炉操作温度：800～850℃5、分解炉额定功率:84kW（电压：380V，50Hz）6、额定氨耗：48Kg/h7、工作压力：≤0.05MPa8、设备重量：1.5T9、外型尺寸：φ1800X2500第三部分设备的基本操作设备运行时，应做详细记录，记录表附表1（本公司提供一张，供复印）。3.1开机前的准备工作1、液氨2瓶（氨耗：48Kg/h）。2、能够承受电压AC380V，功率120kW电源，机壳接地。3、检查电气元件接头地方有无松动，例如：电流表、温控仪、电炉、热电偶、交流接触器、熔断器等。3.2原始开机1、打开废气放空阀，接通电源，启动设备，此时有指示灯亮。2、打开汽化器进水阀。103、将氨分解转换开关拔至“开”处，设定温控仪温度200℃（升温曲线见下表、温控仪设定见温控仪说明书）进行镍触煤活化，分解炉内装的镍触媒在出厂时已经还原，但因设备在运输，库存期间总有水分、氧气等介入，镍触媒活性略有下降，因此原始开车时还要进行镍触媒的活化。温度范围（℃）升温及保温时间(h)分解炉流量(m3/h)室温~20010200~50023500~60035~10600~700310~20700~800420~30800~8302触媒的活化关系到镍触煤的分解效果及寿命,请严格按照上表操作！样气检验:可用化学分析或经验方法，其中经验方法是从放空口嗅不到明显的氨臭味或观察分解气燃烧时火焰呈橙色，若符合上述现象则分解气合格。3.3正常开机1、打开废气放空阀，接通电源，启动设备，此时有指示灯亮。2、开汽化器进水阀。3、将氨分解转换开关拔至“开”处，设定温控仪温度700℃，分解炉自动升温，待温度升至700℃时，打开进氨阀，调节减压阀压力，11略开大减压阀（减压阀逆时针减小，顺时针增大），观察废气放空口，有气流出，将该放空口的放空管放入水中，观察水泡产生的现象。4、待30分钟，开大进氨阀压力，观察废气放空口（水中气泡），将明显增加，同时将控仪温度设定至800~850℃。5、温度升至800~850℃时，再次开大进氨阀，观察废气放空口，气泡再次明显增加。注意：每次增加气量后，温度都会明显下降，但过一段时间后，温度自动会慢慢上升。但如果把气量调节的太大时，分解炉的吸收热量会增加，且温度下降后，设备并不能自动上升到设定值，所以提醒用户应严格控制好分解气的流量（此装置在加热条件下放出的热量，最多只能供80Nm3/h的分解气使用）。6、从放空口嗅不到氨味，说明气体已合格，即可关闭废气放空阀，打开分解气出口阀，调节流量至所需流量，向使用点送气（注意流量不能超过120Nm3/h，）。3．4关机1、关闭氨瓶总阀；2、待减压阀上压力表显示为“零”时，关闭减压阀、进氨阀；3、打开废气放空阀；4、将分解气电源处于关位置；5、断开电源；6、关闭分解气出口阀、分解气流量计；7、关闭汽化器进水阀。128、待2小时左右时，关闭废气放空阀，结束工作。如果停机比较短（5小时以内），只需关闭进氨阀，将温控仪温度设定在500℃（自动控温）即可。第四部分系统维护及保养4.1分解炉胆1、严格按照使用手册操作；2、压力不能超过0.1MPa；3、流量不能大于120Nm3/h；如严格按照以上说明操作，炉胆至少可使用2年。4．2热电偶由于炉内温度比较高且长时间运转，热电偶的温度测量精度会随着时间的增长而越来越下降，导致测量出来的温度不准，最终导致分解气不合格以及炉胆、电阻带寿命减短，因此热电偶的使用，要注意及时更换，一般2年更换一次。4．3电阻丝叁年换一次，超负荷除外。4．4设备维护1、整套设备应每年检查一次，主要对象是：炉胆、热电偶、温控仪、电阻丝及其它元件。2、经常打开废气放空口，检查有无氨味。注意：若炉胆经常在超压、超负荷的情况下运