氮基气氛的控制需注意哪几点?
氮基气氛由于其制备的易得性,在可控气氛渗碳中应用相当普遍,应用中需注意几个要点。
按照标准状态下气体方程,氮基渗碳气氛遵循下列平衡计算。
CH3OH+2N2=CO+2H2+2N2
以达到炉内裂解气氛中的CO︰H2︰N2为20%∶40%∶40%。1mol甲醇重量为32kg,甲醇比重为0.7913kg/L,那么就可计算出每升甲醇的产气量。
(22.4+44.8)÷32=2.1m³/kg
2.1m³/kg×0.7913kg/L=1.6617m³/L
则每升甲醇可产CO,1.6617×33.3%=0.5484m³;H2,1.6617×66.7%=1.1084m³;与H2配等量的N2,以满足组分需求,所以,甲醇(L):氮气(m³)=1:1.11。
采用氮基气氛进行可控气氛渗碳的关键是要保证CO、H2、N2的含量必须稳定,就是要通过甲醇,氮气流量的严格控制,保证甲醇(L):氮气(m³)=1:1.11,若其中一个发生变化,另一个必须按此比例随着变化。同时要保证气体压力要恒定,因为,同等流量气压不同,实际流量是不一样的。
低于760℃不引入富化气,高于540℃才通入甲醇。气氛的通入量一定要使炉压为正。富化气要设定一个通入量上限,防止积碳使氧探头失效。
另外,要注意的是在704℃到482℃,会发生2CO=C+CO2的反应(愽多阿德反应),这是进气孔积碳堵塞的主要原因所在。
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