氮氫自動/手動兩用配比裝置技術方案

一、   主要技術指標

1、混合氣體成分：N2和H2

2、氮氣流量：5-20Nm3/h

  3、氫氣比例：5%

  4、功率：0.1KW

 5、氮氣來源：瓶裝氮氣或液氮或PSA現(xiàn)場制氮

  6、氫氣來源：瓶裝氫氣或氨分解制氫裝置

7、管道公稱直徑：DN25

  8、管道壓力：＜0.1Mpa

二、工作原理

本裝置通過熱導式氫分析儀對氫氮混合氣氫氣含量在線連續(xù)檢測，由智能PID調節(jié)器根據(jù)設定的氮氣氫氣含量進行PID運算，輸出4-20mA線性控制信號給德國寶德的電氣閥門定位器，操縱電磁調節(jié)閥開度，控制加氫量。使氮氣氫氣含量穩(wěn)定在設定值上。

三、加氫控制系統(tǒng)

由智能數(shù)字PID調節(jié)器、電磁調節(jié)閥、氫氣減壓閥組成。它根據(jù)混合氣取樣系統(tǒng)反饋的電流信號由智能數(shù)字PID調節(jié)器根據(jù)設置的氮氣氫含量進行PID運算后，輸出4-20mA線性信號，驅動電磁調節(jié)閥的開啟程度，完成加氫量的自動調節(jié)。當氫氣壓力失控，造成流量超上限時，電磁調節(jié)閥自動切斷加氫管路。

四、手動控制系統(tǒng)

手動控制系統(tǒng)僅在調試和特殊情況下使用?？赏ㄟ^電磁調節(jié)閥的旁路，手動調節(jié)加氫流量計，以控制和調節(jié)加氫量。

五、氫氣來源：（客戶選擇A，即用瓶裝氫氣）

A、客戶購買瓶裝氫氣，瓶裝氫氣成本高。每天使用1瓶純氫。

B、氨分解制氫裝置，需要購買液氨為原料，有一定的危險性，審批難；為了使加氫過程穩(wěn)定，氨分解的工作壓力可能為0.1-0.2Mpa，甚至按照客戶Zui終使用電爐的壓力要求，還需要提高氨分解的工作壓力。氨分解的工作壓力一定要達到氫氮配比和Zui終電爐的要求。

我公司生產的5立方氨分解帶純化裝置HBAQ/FC-5適用于氫氮配比的氫氣來源。同時可作為制氮機加氫除氧純化裝置的氫氣來源。

主要技術參數(shù)：

1.額定產氣量：5Nm3/h，

2.額定氨耗：2KG/h，

3.電源：220V/50HZ，

4.分解爐功率：6KW，

5.純化功率：1KW，

6.外形尺寸：1050*1410*1700

7.重量：0.6t。

六、氮氣來源：（客戶選擇A，即用液氮）

A、客戶購買瓶裝氮氣或液氮，成本高，人工更換麻煩。

B、PSA制氮機現(xiàn)場制氮，對于氮氣的要求：流量：≥5Nm3/h，氮氣純度：≥99.999%，氧含量≤10ppm，露點：≤-40℃（即含水量≤126.8ppm）。運行成本低，無需人員操作。詳見制氮機方案。

七、設備特點

（1） 設有過氫量上限、下限的聲光報警裝置。

（2）在線氫含量超過設定指標時，自動切斷加氫管路。

（3）設有手動加氫管路，在特殊情況下使用以保證整體裝置的運行。

（4）    設計有壓力超高，低壓的聲光報警裝置。

（5）   氫氮配比裝置中的核心是：A：氫氣分析儀，我公司選擇上海昶艾電子科技有限公司生產的；B：PID控制器，我公司選用廈門宇光的；C：電磁控制閥和控制器，均為德國寶德原裝進口的；D：電源開關，減少電源波動，用的是進口品牌的。這些確保氫氮配比裝置出來的氫氣濃度穩(wěn)定，準確，可靠。

八、主要配置及維護保養(yǎng)明細

維護保養(yǎng)易損件

九、氫氮配比罐的原理和作用

1、首先確定：氫氮配比裝置的氫氣來源是瓶裝氫氣。

2、工作壓力為：<0.1Mpa，所以氫氮配比氫氣入口壓力也<0.1Mpa，氮氣需要減壓到0.05Mpa之后才能進入氫氮配比罐。

3、氫氮配比罐由于工作壓力低，即使很大，也起不到儲存氣體的作用?。?！

4、我公司設計的氫氮配比罐內，設計有多孔板，折流板，讓氫氣和氮氣進入氫氮配比罐后，行程S彎運行，加快混合作用。

5、按照總流速：10Nm3/h，即0.17m3/min，按照此流速，氫氮配比緩沖罐的容積為：流速除（5到10），即0.17m3/min除5=0.034m3，即34升；即0.17m3/min除10=0.0.017m3，即17升。也就是說，氫氮緩沖罐的容積為17L-34L即可。

6、容積如果很大，有兩個隱患：A：靜態(tài)情況下，氫氣比較輕，氮氣比較重，容積又很大，流速慢，氫氣容易向上飄，氮氣容易下沉，打亂了本來混合好的氫氮混合氣。B：容積越大，危險系數(shù)越高！因為儲罐內有一定的氫含量。故選型20L的氫氮混合罐。

十、   壓力容器和壓力管道的說明

1、壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，其范圍規(guī)定為Zui高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體和Zui高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體、容積大于或者等于30L且內直徑(非圓形截面指截面內邊界Zui大幾何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移動式容器；盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于1.0MPa?L的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶；氧艙。

2、氫氮配比的工作壓力為<0.1MPa，容積為20L，故不屬于壓力容器，不需要壓力容器證書。

3、壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為Zui高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），介質為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、Zui高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體，且公稱直徑大于或者等于50mm的管道。公稱直徑小于150mm，且其Zui高工作壓力小于1.6MPa（表壓）的輸送無毒、不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設備本體所屬管道除外。其中，石油天然氣管道的安全監(jiān)督管理還應按照《安全生產法》、《石油天然氣管道保護法》等法律法規(guī)實施。

4、我公司提供的氫氮配比系統(tǒng)，管道的介質為：氫氣，氮氣。壓力為：＜0.1pa，公稱直徑25mm，所以不屬于壓力管道，所以不需要《中華人民共和國特種設備制造許可證》、《中華人民共和國特種設備安裝許可證》。