用凈化后的天然氣代替丙烷氣滲碳的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益-資料下載頁(yè)
2025-06-23 21:05本頁(yè)面
【正文】 而丙烷一般是天然氣制造含硫6mg/m3左右，并且含水使丙烷氣CO含量實(shí)際與理論差距很大。其原因：現(xiàn)行生產(chǎn)中的天然氣、丙烷、丁烷均不是純的，除有機(jī)硫、無(wú)機(jī)硫、水、石油外，天然氣不是100%的甲烷，而存在有丙烷、丁烷等……同樣，丙烷也不是100%……表13[7] 滲碳?xì)夥仗紓鬟f系數(shù)βTable 13[7] carbon pass quotietyβin cementite re吸熱式天然氣吸熱式丙烷直生式天然氣+空氣直生式丙烷+空氣直生式天然氣+CO2直生式丙烷+ CO2CO %202440H2 % 4031β（10－5）cm/s注：滲碳溫度950℃%使用丙烷氣時(shí)，原來(lái)按照碳當(dāng)量預(yù)計(jì)，改用天然氣后的流量將達(dá)到丙烷氣的3倍，即20m3/h左右，不到預(yù)計(jì)值的一半。這主要?dú)w因于天然氣滲碳的另一機(jī)制即CH4→Cad+H2[14]的優(yōu)勢(shì)。用不同設(shè)備滲碳時(shí)的富化氣用量見(jiàn)表12。表14 富化氣用量對(duì)比Table 14 Enriching gas consumptions for different fumaces使用設(shè)備Holcroft箱式爐（1300kg）愛(ài)協(xié)林多用爐 （800kg）單推盤(pán)連續(xù)爐（780440mm）愛(ài)協(xié)林雙推盤(pán)連續(xù)爐（560560mm）合計(jì)丙烷氣/m3?h12221天然氣/m3?h122212006年6月底，當(dāng)天然氣剛開(kāi)始應(yīng)用時(shí)，3臺(tái)連續(xù)爐5區(qū)氧探頭檢測(cè)到的Omv值不穩(wěn)定，一般都偏高，有時(shí)達(dá)到1135—1145mv（之前為1105mv左右）。而產(chǎn)品全部非馬超標(biāo)，—，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)7天。經(jīng)過(guò)分析，我們認(rèn)為有如下原因：因?yàn)楣に囆枰?區(qū)會(huì)自動(dòng)通入作為富化氣的天然氣，而5區(qū)原來(lái)的工作溫度只有840℃，在此溫度下，CH4分解不完全，殘留CH4較多，通過(guò)儀器檢測(cè)5區(qū)CH4含量會(huì)達(dá)到4％以上。標(biāo)準(zhǔn)氧探頭有一對(duì)鉑電極，在CH4含量﹤1時(shí)工作正常。但當(dāng)氣氛中的CH4含量較高（如2％—10％或更多）時(shí)，由于鉑是CH4分解的強(qiáng)觸媒，改變了氧探頭附近的氣氛成分，導(dǎo)致氧探頭給出錯(cuò)誤的信號(hào)（主要是Omv值測(cè)量偏高）。建議采用特殊合金電極并附加補(bǔ)償電解質(zhì)的氧探頭能夠解決這個(gè)問(wèn)題。我們將五區(qū)溫度提高到850℃，并在5區(qū)采用國(guó)外進(jìn)口氧探頭或不帶鉑電極的國(guó)產(chǎn)氧探頭很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。，炭黑甚少：原來(lái)使用丙烷氣時(shí)，2—3個(gè)月?tīng)t膛要燒一次炭黑。我們完全使用天然氣已有2年多時(shí)間，因生產(chǎn)繁忙，所有連續(xù)爐不能停爐燒炭黑。但我們從窺視孔觀察爐膛，看不到明顯的炭黑，淬火后的產(chǎn)品表面也無(wú)炭黑沉淀。 表15 使用丙烷氣和天然氣的成本對(duì)比Table 15 Comparision of costs of carburizing by using propane gas and natural gas16月總產(chǎn)量/t丙烷氣消耗量/t總費(fèi)用/元每噸產(chǎn)品消耗丙烷氣成本/元5，1，091，419710月總產(chǎn)量/t天然氣消耗量/m3總費(fèi)用/元每噸產(chǎn)品消耗天然氣成本/元2，180，057374，128．22表15數(shù)據(jù)說(shuō)明，2006年1－6月，熱處理采用丙烷氣時(shí)。7－10月改用天然氣后。以2006年1－，每月節(jié)約成本：（）＝71,165元/月，每年節(jié)約成本：7116512元/月12個(gè)月=853,980元/年。，整個(gè)公司相當(dāng)節(jié)約了2臺(tái)1000kg多用爐(1)丙烷氣的含硫量一般在6mg/m3左右、含水為常溫，而凈化后的天然氣一般在1mg/m3左右、含水40℃以下。因此，對(duì)熱處理設(shè)備中的氧探頭、爐底板、各控制系統(tǒng)、吸熱式發(fā)生器中催化劑等壽命均會(huì)大幅度提高。據(jù)資料介紹，有的廠家凈化設(shè)備已使用18年，還未更換過(guò)凈化劑，而且設(shè)備也未大修[、3]，幾百萬(wàn)的設(shè)備因吃凈化的天然氣壽命提高一倍，經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀。（2）由于碳黑非常少，滲碳爐燒炭黑的周期可大大延長(zhǎng)，不但提高了設(shè)備利用率，還可避免對(duì)熱處理淬火油的污染和淬火油冷卻能力的下降，延長(zhǎng)了淬火油的使用周期。（3）滲碳淬火后，產(chǎn)品表面非馬氏體組織非常少≤5μm（淺腐蝕），表面硬度達(dá)到61HRC以上（HV1轉(zhuǎn)換），產(chǎn)品光亮、銀灰色、無(wú)碳黑，碳化物極度彌散，采取各種措施后齒輪盡可能不磨齒或少磨齒，大大降低成本，具有非常好的競(jìng)爭(zhēng)力。在熱處理生產(chǎn)中采用凈化后的城市天然氣代替液化丙烷氣，其設(shè)備改造和工藝調(diào)試工作量小，產(chǎn)能提高，產(chǎn)品質(zhì)量明顯上升，生產(chǎn)成本顯著下降。 采用天然氣作富化氣時(shí)，在低溫區(qū)段裂解不充分，要注意適當(dāng)調(diào)整溫度并采用特殊氧探頭 采用一步法凈化城市天然氣，硫和水分含量低，凈化劑再生操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)量質(zhì)量穩(wěn)定，在熱處理行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1. 李志義，李曉澎。滲碳淬火件表面非馬氏體形成的原因和防止措施[J]。金屬熱處理，2000，25（11）：37。2. 李志義，李曉澎。可控氣源的選擇[J]。 金屬熱處理，1996，21（1）52。3. 李志義，田榮華，葛友海，胡培中，熊軍，熬思渝等。采用天然氣滲碳[J]。國(guó)外金屬熱處理，2004，25（1）；414. 李志義，田榮華，葛友海，等。天然氣滲碳的另一機(jī)理CH4→Cad+H2極其優(yōu)化措施[A]。第八次全國(guó)熱處理大會(huì)論文集[C]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：288。5. 李志義，氣體滲碳淬火件、氣體氫碳共滲件質(zhì)量提高的途徑[J]。熱處理2007，22，（3）；16. 《機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》編委會(huì)。機(jī)械工程標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè) 熱處理卷[M]。北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003：169，2207. 熱處理手冊(cè)第4版第一卷第六章化學(xué)熱處理（M）機(jī)械工業(yè)出版社2008，1，3218. 李志義等再述滲碳淬火件表面層非馬氏體組織形成的原因和防止措施。08，8上海中國(guó)熱處理活動(dòng)周宣講（正待雜志刊登）9. 李志義、李曉澎等。淺談熱處理氣源和金相標(biāo)準(zhǔn)中的某些問(wèn)題[J]金屬熱處理2008，33，（3）112115
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