Способ регулирования степени диссоциации аммиака

Союз Советских Социалистических Республик-26 с присоединением заявки-Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий(45) Дата опубликования описания 18.11.77 В, В. Дембовский(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СТЕПЕНИ ДИССОЦИАЦИИ АММИАКАИзобретение относится к области автоматизации химикотермической обработки металлов и сплавов и может быть использовано на производствах газового азотироввния.Известны способы регулирования активности отдельных элементов в газовой фазе в процессах химико термической обработки металлов, заключаюшиеся в том, что через полость, отделенную от рабочего пространства печи, раздельной диффузионно-проницаемой стенкой, непрерывно пропускают определенное количество газа, первоначально не содержатрего данного элемента, а на выходе из печи полученную смесь анализируют с помощью различных газоанализаторов, По результатам анализа регулируют добавку того же элемента в рабочее пространство печи 131.В процессе азотирования указанные способы не применяются из-за их неэффективности,Наиболее близким к предлагаемому способ регулирования степени диссоциации аммиака, определяемой по составу образуюшихся при диссоциации газообразных продуктов путем изменения подачи свежего аммиакав печь 141,При этом часть отходящих из печи продуктов диссоцивции аммиака после выхопвиз рабочего пространства отбирают вля определения их состава (на содержание МН 1и остаточного МНв ) специальными газоанвлизаторами и на основании полученных резулвтатов регулируют подачу свежегоаммиака в печь.Недостаток указанного способа заключается в том, что для своей реализации он требует применения сложных анализаторов и15 тщательной очистки анализируемого газа отмеханических частиц, осадка хлористогоаммония (при работе с депассиввторами) иконденсата влаги. Качество регулированиястепени диссоциации аммиака получается не 20 высоким,Цель изобретения - повышение качестворегулирования,С этой целью в известном способе р улирования степени писсопиации аммиака,25 определяемой по составу образуюплхся продуктов при диссоциации газообразных продуктов путем изменения подачи свежегоаммиака в печь, дополнительно осушествляютизменение подачи свежего аммиака впечь в зависимости от изменения величинпарциального давления водорода в замкнутойполости, отделенной от рабочего пространства печи перегородкой, диффуэионно проницаемой для водорода,Предлагаемый способ поясняется чертежом,Азотируемые иэделия 1, изготовленныеиз металла Ме, размешают в рабочем пространстве печи 2. Необходимая для процессаазотирования температура достигается электронагревом. При этом через рабочее йространство печи пропускают аммиак, частичнодиссоциируюший по реакции:(2 о х)ий ПМ +ЗОН +ХИН (1),где Х - количество молей не успевшегоразложиться аммиака.Обшее давление газов в рабочем про-,странстве печи практически равно атмосферному,25Водород из рабочего пространства печипроникает внутрь замкнутой полости 3 через диффузионно проницаемую стенку 4, которую изготовляют, например, из стали,палладия и им подобных материалов,Внутри замкнутой полости создаетсядавление Р водорода, по величине стремяшееся к парциальному давлению Р, водорода в атмосфере рабочего пространствапечи,По окончании переходного процессаустанавливается равновесие РРд 01),Постоянная времени переходного процессаопределяется по формуле:(И 1) 40УЭгде У - оьъем замкнутой полости;5 - поверхность диффузионно проницаемой перегородки;о - толшина стенки той же перегород 2 Ь .ро(. = 100- Х -00 /ао2 й+ Х 1- - РУЭ о(р 1). 55 12 - коэффициент диффузии водорода,Между парциональным давлением Р (ата) водорода и степенью диссоциации50 аммиака 4 сушествует следующая зависимость; Контроль величины парциального павления водорода осуществляется по манометру (вакуум-метру) 5.При отклонении фактической величиныдавления водорода от заданной регулятором6 (например, типа известного мембранногопневмопривода прямого действия) изменяютподачу свежего аммиака в печь с помощьюрегулируюшего клапана 7,Предлагаемый способ упрошает процессрегулирования степени диссоциации аммиака,делает его более надежным, точным, быстродействуюшим и дешевым.По сранению с традиционно применяемымв системе регулирования степени диссоциацииаммиака измерением этого параметра путемпоглошения остаточного аммиака водойпредлагаемый способ более экономичен, таккак весь остаточный аммиак может бытьполезно использован, например, при азотировании по известному методу направленияотходяших газов из одной печи в другую.Кроме того, предлагаемый способ регулирования степени диссоциации аммиакаобеспечивает более высокую эффективностьсамого процесса аэотирования, способствуясокрашению его цикла и повышению качества азотируемых иэделий.Формула изобретенияСпособ регулирования степени диссоциацииаммиака, определяемой по составу образуюшихся при диссоциации газообразных продуктов путем изменения подачи свежего аммиакав печь, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что,-налью повышения качества регулирования,изменение подачи свежего аммиака в печьосуществляют в зависимости от изменениявеличины парциального давления водорода взамкнутой полости, отделенной от рабочегопространства печи перегородкой, диффуэионно проницаемой для водорода.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Патент франции2087263,кл, С 21 2 3/04, 1970. .2, Патент Великобритании1269020,кл, С 74, 1970,3, Патент США3843419,кл, 148-127, 1974,4, Модылевский В. Б, и другие, Механизация и автоматизация производства,81970, с. 24-Ь 5.Составитель Л. АлександровРедактор Л. Курасова Техред Н. Андрейчук Корректор Л. НебопаГЗаказ 4286/11 Тираж 947 Подписное1111 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45филиал ППП Пвгенг, г. Ужгород, ул, Проектная, 4