Способ получения и регулирования состава контролируемой азотной атмосферы

 

Сущность изобретения: способ включает смешение азотсодержащей среды с водородом, причем в качестве азотсодержащей среды используют жидкий азот повышенной чистоты с содержанием кислорода ≥ 0,0001% который перед смешением предварительно пропускают через испарители, затем подают на смешение с параметрами водорода: давление 0,1 ± 0,05 кгс/см² и точкой росы -40°С, а азот с давлением 0,2 ± 0,05 кгс/см² и температурой 5 20°С. Способ позволяет получить защитный газ со стабильным составом, снизить энергозатраты.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения контролируемой азотной атмосферы для термообработки металлов в протяжных и колпаковых печах.

Известен способ получения контролируемой атмосферы, включающий переработку технического азота и водорода в процессе каталитического гидрирования, содержащего в азоте свободного кислорода с последующей осушкой защитного газа, при этом станция защитного газа оборудуется установками очистки технического азота, контрольным аппаратом с палладиевым катализатором, установкой для глубокой осушки цеолитом и т.д. [1] Однако этот способ не обеспечивает постоянного соотношения водорода и азота в защитном газе.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ получения и регулирования состава контролируемой азотной атмосферы, включающий смешение азотсодержащей среды с водородом, последующую доочистку методом каталитического гидрирования и адсорбционную осушку с термической регенерацией [2] Недостатком прототипа являются повышенные энергозатраты и недостаточное качество защитного газа.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение качества защитного газа, исключения узла доочистки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения и регулирования состава контролируемой азотной атмосферы, включающей смешение азотсодержащей среды с водородом, в качестве азотсодержащей среды используют жидкий азот повышенной чистоты с содержанием кислорода ≥0,0001% который перед смешением предварительно пропускают по меньшей мере через один испаритель, при этом водород подают на смешение с давлением 0,1±0,05 кгс/см² и точкой росы (-40^оС), а азот с давлением 0,2 ± 0,05 кгс/см² и температурой +5 +20^оС.

При этом концентрация водорода в защитном газе контролируется и автоматически поддерживается на выходе из установки смешения путем изменения подачи водорода в зависимости от изменения расхода защитного газа.

Способ реализуется следующим образом. Жидкий азот от источника подается в газификатор-накопитель, оборудованный испарителями, затем газообразный азот через узел регулирования, с заданными параметрами подают для смешения с водородом в узел смешения, при этом азот подают на смешение с давлением 0,2 ± 0,05 кгс/см² и температурой 5-20^оС, а водород с давлением 0,1 ± 0,05 кгс/см² и точкой росы 40^оС.

Узел смешения включает корпус с патрубками подачи водорода и азота, перфорированную трубку вставку, решетки и газораспределитель.

Водород в узел смешения поступает через регулирующий клапан от водородной станции, при этом концентрация водорода в защитном газе измеряется и контролируется быстродействующим автоматическим газоанализатором. Причем отклонения между заданием на задатчике и измеренным значением концентрации в виде электрического сигнала поступает на регулирующий клапан расхода через электронный регулятор.

Использование данного технологического процесса позволяет снизить энергозатраты, практически полностью автоматизировать процесс, получить стабильный состав защитного газа.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА КОНТРОЛИРУЕМОЙ АЗОТНОЙ АТМОСФЕРЫ, включающий смешение азотсодержащей среды с водородом, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащей среды используют жидкий азот повышенной чистоты с содержанием кислорода 0,0001% который перед смешением предварительно пропускают по меньшей мере через один испаритель, при этом водород подают на смешение через узел регулирования с давлением (0,1 ± 0,05) кгс/см² и температурой точки росы -40^oС, а азот с давлением (0,2 ± 0,05) кгс/см² и температурой 5-20^oС.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 15-2002

Извещение опубликовано: 27.05.2002        

---