一种粉末冶金还原性气氛的安全制备工艺

一 、前言

    粉末冶金企业在对工件进行烧结时，往往需要使用氢气作为还原性工艺气体，而目前所采用的传统的氨分解制氢方式，由于工艺方法存在较大的安全隐患，越来越不能满足国家和企业对安全生产日益加强的要求。为了保障安全生产，企业和安全监管部门都把怎样能安全的制造和使用好氢还原工艺气体作为排查和改进的重点，并且在一些地区已经明确禁止企业使用氨分解设备。

根据粉末冶金企业的专业特点，我公司开发了新型的甲醇低温裂解式制氢设备，专门为粉末冶金企业提供安全可靠的制氢装备，使企业更加安全的获得氢还原工艺气体，其工作原理和特点简介如下。

二、 新型甲醇裂解制氢工作原理简介

1、传统氨分解制氢的反应方程式如下:

         2NH3=3H2+N2   (分解温度780～850℃)

2、与传统的氨分解制氢的工艺不同,新型制氢工艺采用甲醇裂解制氢,把甲醇在一定的温度和压力条件下通过催化剂的作用, 发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，这是一个气固催化反应，反应方程如下:

 CH3OH=2H2+CO  (裂解温度240～280℃)

裂解反应生成的H2与CO均为还原性气体，CO在炉内可以起到还原和保护工件的作用，在出炉门前和空气中的氧反应生成CO2扩散到大气中，经过多年来在几十个厂家的使用证明不会对操作人员造成身体任何的伤害。

三、 新型甲醇裂解制氢工艺的安全特性                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    1、制氢所使用的原材料安全性状不同：

甲醇在常温下是液体状态，不容易在空气中迅速挥发扩散，而氨气属于有毒易燃危险气体，液氨极易在空气中挥发扩散,一旦泄漏后果不堪设想，因此企业需要办理专门的液氨使用手续才可使用；甲醇没有腐蚀性,不怕与人体的皮肤接触,只要不误饮用就不会对人造成伤害,而氨有腐蚀性，对人的皮肤和眼睛都有非常大的伤害性,所以使用甲醇也更加安全。

2、制氢所使用的原材料储存无需压力容器

液氨需要专门的压力容器储存，这就需要根据安全管理规定对储存液氨的压力容器进行备案、检定、维护等严格管理；甲醇的储存只需要常温常压容器就可以,不需要专门的压力容器储存。

3、制氢过程中避免了可燃性气体泄露的危险

甲醇裂解温度低，只需要240～280℃甲醇即可以裂解，大大低于氨分解制氢的分解温度(高于800℃),这样就不会发生加热元件及反应器被烧坏的问题，不会发生烧穿罐体从而造成所制备的氢气从中逸出发生着火甚至燃爆的情况，完全避免了可燃性气体泄露的危险。

4、使用甲醇低温裂解设备运行费用更低因为甲醇是低温裂解（240~280℃），反应温度只有氨分解的1/3,所以运行成本不到氨分解设备的一半，所以也是一种更节能的设备。

5、甲醇采购更加容易

甲醇在任何地方都可以方便的在当地的化工市场采购到。

四、 结语

由以上分析可以看出使用新型甲醇裂解制氢设备有以下优势:

甲醇裂解的温度低,所以设备的使用寿命也更长，更加安全,运行成本也更低，甲醇比较容易采购和储存，同时甲醇没有腐蚀性,不易挥发扩散,不像液氨那样要有专门的容器储存，一旦泄露会有非常大的危险。

 我公司的新型甲醇裂解制氢设备在山东、江苏、浙江等多个地区的几十个粉末冶金企业使用情况来看，不仅所制取的氢气完全满足还原气氛工艺指标，生产成本降低，新型装备和工艺方法没有新增环保问题，特别是在消除企业安全隐患方面反响良好，助力企业提升安全管理水平。安全生产管理是企业的重中之重，我们相信，通过越来越多人员的参与，会为粉末冶金产品工厂提出更多的安全性制取和使用氢还原工艺气体的方案，以保障企业在安全生产的前提下为社会做出应有的贡献。

宋跃育（太原市速普气体设备有限公司）

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