способ получения и регулирования состава контролируемой азотной атмосферы

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.

Описание изобретения к патенту

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 0,10,05 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.