一种氮化处理系统的制作方法

    专利2022-07-11  98


    本发明涉及热处理领域,尤其涉及一种氮化处理系统。



    背景技术:

    氮化处理是一种常见的工件热处理工艺,其在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层,使得工件具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。氮化处理的一般流程是先使用氨气裂解炉对氨气进行裂解,然后将含有氨气、氮气及氢气的裂解气通入至氮化炉内以实现对工件的氮化。

    现有的氮化处理工艺具有如下缺陷:裂解气中存在大量的未裂解的氨气,导致氮化炉的氮化效果较差,且造成了氨气的浪费。



    技术实现要素:

    为解决上述技术问题,本发明提供了一种氮化处理系统,其具体技术方案如下:

    一种氮化处理系统,其包括:

    氨气裂解炉,所述氨气裂解炉上设置有氨气进气口、裂解气出气口、第一裂解气回气口及第二裂解气回气口;

    氮化炉,所述氮化炉上设置有氮化炉进气口和氮化炉出气口;

    裂解气供气管路,所述裂解气供气管路的第一端与所述裂解气出气口连接,所述裂解气供气管路的第二端与所述氮化炉进气口连接,所述裂解气供气管路上设置有第一阀门;

    第一裂解气回气管路,所述裂解气回气管路的第一端与所述氮化炉出气口连接,所述裂解气回气管路的第二端与所述第一裂解气回气口连接,所述裂解气回气管路上设置有靠近所述氮化炉出气口的第二阀门及靠近所述第一裂解气回气口的第三阀门;

    第二裂解气回气管路,所述第二裂解气回气管路的第一端及第二端均连接在所述第二阀门和所述第三阀门之间的所述第一裂解气回气管路上,所述第二裂解气回气管路的第一端靠近所述第二阀门,所述第二裂解气回气管路的第二端靠近所述第三阀门,所述第二裂解气回气管路上设置有第四阀门;和

    第三裂解气回气管路,所述第三裂解气回气管路的第一端连接在所述第二裂解气回气管路上并靠近所述第二裂解气回气管路的第一端,所述第三裂解气回气管路的第二端连接在所述第二裂解气回气口上,所述第三裂解气回气管路上设置有第五阀门。

    在一些实施例中,其还包括连接在所述氨气进气口的氨气进气管路,所述氨气进气管路上设置有第一流量计。

    在一些实施例中,所述氨气裂解炉上设置有尾气排放口,所述尾气排放口上连接有尾气燃烧管路。

    在一些实施例中,所述第一裂解气回气管路上设置位于所述第二阀门和所述第三阀门之间的热交换器和第一过滤器,所述热交换器靠近所述第二阀门,所述第一过滤器靠近所述第三阀门。

    在一些实施例中,所述第二裂解气回气管路上设置有第二过滤器。

    在一些实施例中,所述裂解气供气管路上设置有第二流量计。

    通过设置裂解气回气管路,本实用新型中的氨气裂解炉和氮化炉之间形成闭循环,氮化炉内未反应完全的裂解气回流至氨气裂解炉内进行再次裂解,并再次供应至氮化炉内。如现有技术相比,本实用新型提升了氨气的利用率,节省了氮化成本,且提升了氮化炉的氮化效果。

    附图说明

    图1为本实用新型的氮化处理系统的结构示意图。

    具体实施方式

    为使本发明的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

    如图1所示,本实用新型的氮化处理系统至少包括氨气裂解炉1、氮化炉2、裂解气供气管路4、第一裂解气回气管路5、第二裂解气回气管路6及第三裂解气回气管路7。其中:

    氨气裂解炉1上设置有氨气进气口、裂解气出气口、第一裂解气回气口及第二裂解气回气口。

    氮化炉2上设置有氮化炉进气口和氮化炉出气口。

    裂解气供气管路4的第一端与裂解气出气口连接,裂解气供气管路4的第二端与氮化炉进气口连接,裂解气供气管路4上设置有第一阀门41。打开第一阀门41,氨气裂解炉1内的裂解气经裂解气供气管路4流入至氮化炉2内,从而实现对氮化炉2的裂解气供应。可选的,裂解气供气管路4上设置有流量计42。

    第一裂解气回气管路5的第一端与氮化炉出气口连接,裂解气回气管路5的第二端与第一裂解气回气口连接,裂解气回气管路5上设置有靠近氮化炉出气口的第二阀门51及靠近第一裂解气回气口的第三阀门52。

    第二裂解气回气管路6的第一端及第二端均连接在第二阀门51和第三阀门52之间的第一裂解气回气管路5上,第二裂解气回气管路6的第一端靠近第二阀门51,第二裂解气回气管路6的第二端靠近第三阀门52,第二裂解气回气管路6上设置有第四阀门61。

    第三裂解气回气管路7的第一端连接在第二裂解气回气管路6并靠近第二裂解气回气管路6的第一端,第三裂解气回气管路7的第二端连接在第二裂解气回气口上,第三裂解气回气管路7上设置有第五阀门71。

    氮化炉2内的未反应完全的裂解气可以经第一裂解气回气管路5、第二裂解气回气管路6、第三裂解气回气管路7回流至氨气裂解炉1内,从而实现进一步裂解。具体的:

    当氮化炉2内的压强高于第一阈值且低于第二阈值(如第二阈值为第一阈值的1.2倍)时,打开第二阀门51和第三阀门52,关闭第四阀门61和第五阀门71。即:第一裂解气回气管路5连通,第二裂解气回气管路6和第三裂解气回气管路7关断。此时,氮化炉2内的裂解气经第一裂解气回气管路5回流至氨气裂解炉1内。

    当氮化炉2内的压强高于第二阈值且低于第三阈值(如第三阈值为第一阈值的1.4倍)时,开启第四阀门61,保持第五阀门71关闭。即:第一裂解气回气管路5、第二裂解气回气管路6连通,第三裂解气回气管路7关断。此时,氮化炉2内的裂解气能够同时经第一裂解气回气管路5、第二裂解气回气管路6回流至氨气裂解炉1内。

    当氮化炉2内的压强高于第三阈值时,开启第五阀门71。即:第一裂解气回气管路5连通、第二裂解气回气管路6及第三裂解气回气管路7均连通,此时,氮化炉2内的裂解气能够同时经第一裂解气回气管路5连通、第二裂解气回气管路6、第三裂解气回气管路7回流至氨气裂解炉1内。

    继续参考图1所示,可选的,本实用新型中还包括连接在氨气进气口的氨气进气管路3,氨气进气管路3上设置有第一流量计31。外部的氨气经氨气进气管路3流入至氨气裂解炉1内,以实现对氨气裂解炉1的氨气供应。此外,氨气裂解炉1上还设置有尾气排放口,尾气排放口上连接有尾气燃烧管路8,氨气裂解炉1内的裂解气也可经过尾气燃烧管路8排出氨气裂解炉1并被燃烧。

    可选的,第一裂解气回气管路5上设置有位于第二阀门51和第三阀门52之间的热交换器53和第一过滤器54,热交换器53靠近第二阀门51设置,第一过滤器54靠近第三阀门52设置。经氨气裂解炉1流出的高温裂解气在热交换器53内与低温介质发生热交换以实现降温,经降温后的裂解气再经各裂解气回气管路回流至氨气裂解炉1。第一过滤器54则能够实现对流过第一裂解气回气管路5的裂解气的过滤,以除去其中的固态杂质。

    可选的,第二裂解气回气管路6上设置有第二过滤器62。第二过滤器62则能够实现对流过第二裂解气回气管路6的裂解气的过滤,以除去其中的固态杂质。

    上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解,实施例中的描述仅仅是示例性的,在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的,而不是由实施例中的上述描述来限定的。


    技术特征:

    1.一种氮化处理系统,其特征在于,其包括:

    氨气裂解炉,所述氨气裂解炉上设置有氨气进气口、裂解气出气口、第一裂解气回气口及第二裂解气回气口;

    氮化炉,所述氮化炉上设置有氮化炉进气口和氮化炉出气口;

    裂解气供气管路,所述裂解气供气管路的第一端与所述裂解气出气口连接,所述裂解气供气管路的第二端与所述氮化炉进气口连接,所述裂解气供气管路上设置有第一阀门;

    第一裂解气回气管路,所述裂解气回气管路的第一端与所述氮化炉出气口连接,所述裂解气回气管路的第二端与所述第一裂解气回气口连接,所述裂解气回气管路上设置有靠近所述氮化炉出气口的第二阀门及靠近所述第一裂解气回气口的第三阀门;

    第二裂解气回气管路,所述第二裂解气回气管路的第一端及第二端均连接在所述第二阀门和所述第三阀门之间的所述第一裂解气回气管路上,所述第二裂解气回气管路的第一端靠近所述第二阀门,所述第二裂解气回气管路的第二端靠近所述第三阀门,所述第二裂解气回气管路上设置有第四阀门;和

    第三裂解气回气管路,所述第三裂解气回气管路的第一端连接在所述第二裂解气回气管路上并靠近所述第二裂解气回气管路的第一端,所述第三裂解气回气管路的第二端连接在所述第二裂解气回气口上,所述第三裂解气回气管路上设置有第五阀门。

    2.如权利要求1所述的氮化处理系统,其特征在于,其还包括连接在所述氨气进气口的氨气进气管路,所述氨气进气管路上设置有第一流量计。

    3.如权利要求1所述的氮化处理系统,其特征在于,所述氨气裂解炉上设置有尾气排放口,所述尾气排放口上连接有尾气燃烧管路。

    4.如权利要求1所述的氮化处理系统,其特征在于,所述第一裂解气回气管路上设置位于所述第二阀门和所述第三阀门之间的热交换器和第一过滤器,所述热交换器靠近所述第二阀门,所述第一过滤器靠近所述第三阀门。

    5.如权利要求1所述的氮化处理系统,其特征在于,所述第二裂解气回气管路上设置有第二过滤器。

    6.如权利要求1所述的氮化处理系统,其特征在于,所述裂解气供气管路上设置有第二流量计。

    技术总结
    本实用新型提供了一种氮化处理系统,其包括氨气裂解炉、氮化炉、裂解气供气管路、第一裂解气回气管路、第二裂解气回气管路及第三裂解气回气管路。氨气在氨气裂解炉内裂解,裂解气经裂解气供气管路进入至氮化炉,氮化炉内未反应完的裂解气经第一裂解气回气管路、第二裂解气回气管路、第三裂解气回气管路中的至少一路返回至氨气裂解炉进行再次裂解。本实用新型提升了氨气的利用率,节省了氮化成本,且提升了氮化炉的氮化效果。

    技术研发人员:崔中赫
    受保护的技术使用者:东宇东庵(无锡)热处理有限公司
    技术研发日:2020.07.24
    技术公布日:2021.03.12

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