深冷处理的优点及最新进展
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大型深冷工艺要点问题及改善对策摘要:随着我国深冷分离技术应用的增多,深冷分离普遍存在冷箱冻堵,换热效果差等问题;对于以上的问题进行分析,总结;通过技术改进、回收等措施,使其达到节能减排,操作过程简单,合成气冷箱达到设计产量。
下面以某深冷分离分子筛、冷箱为例,对其运行情况及存在问题进行分析冷箱压差上升,换热效果差,分子筛切换气量波动大,工艺超指标,过滤器过滤效果差等,通过改进过滤器,更换分子筛,冷箱爆破吹扫,优化分子筛操作等措施,保证冷箱压差稳定和良好的换热效果。
关键词:冷箱、分子筛、冻堵、改善对策在我国煤制合成气化工中大型深冷工艺使用非常普遍,冷箱的基本结构是板翅式换热器,他能把几组物料根据不同升降温度的需求组合在一个设备内。
由于冷箱具有结构紧凑,通热量大,传热量温差低等优点。
其使用范围逐步增大,特别在乙二醇装置中要求高,深冷冷箱冷量回收及利用上发挥了重要作用。
一、概述该项目为某化工24万吨/年合成气制乙二醇的前工序,工艺分为原料气净化系统和CO 提纯冷箱系统。
原料气净化系统是利用纯化器内吸附剂在不同压力和温度下吸附容量存在差异及选择性吸附的特性来将原料气中的 CO2、H2O 脱除,达到原料气预处理的目的;CO提纯冷箱系统在制冷工艺上,主要采用产品CO节流制冷的工艺原理为整个系统提供冷量。
利用混合气中各组分凝点的不同,经过部分冷凝工艺冷凝下来的低温CO液体在CO精馏塔中精馏提纯。
产品液体CO经节流阀送入CO精馏塔顶部,为冷凝器提供冷源,同时自身得以汽化,汽化后的CO经板翅式换热器复温后出冷箱,进入CO压缩机增压至产品所需压力。
二、简易流程三、运行情况及存在问题冷箱由于结构上的特殊性,致使他存在易堵塞的缺陷。
在国内冷箱由于堵塞而导致冷箱报废的事故时有发生。
堵塞会使其使用效果换热变差,达不到效果设计的换热能力,从而造成动力消耗增加和生产负荷受限。
冷箱压差变高,换热效果差的原因:1.纯化器分子筛再生不完全,原料气中的CO2随着时间运行推移,分子筛饱和穿透,co2进入冷箱冻结在管壁。
天然气深冷分离技术天然气深冷分离技术是指以天然气为原料,利用深冷技术将其中的组分分离出来的一种工业技术。
天然气是一种非常重要的能源资源,其中主要成分为甲烷,同时还含有少量的乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷等烃类物质及二氧化碳、氮气等杂质。
由于不同组分之间的沸点及气相组分间的极性、分子间相互作用力不同,所以可以通过深冷分离技术实现天然气的分离与纯化。
常用的深冷分离技术包括低温液化、吸附分离、膜分离、冷却分离等方法。
1. 低温液化分离技术低温液化分离技术是一种利用低温将天然气中的组分分离出来的工艺。
通过降低温度,使天然气中的某些气态成分逐渐变成液态,进一步进行分离纯化。
低温液化分离技术主要包括闪蒸液化、循环液化和横向液化等。
液化后的甲烷可以用于制取制冷剂和甲烷燃料,其他组分则可以进一步深层分离纯化。
2. 吸附分离技术吸附分离技术是基于材料的吸附性能,将天然气中的一些特定组分吸附到材料表面上,实现其分离与纯化的一种工艺。
通常使用的吸附材料包括分子筛、活性炭、金属有机骨架材料等。
由于不同物质在材料表面的亲合力不同,所以可以设定不同的操作参数,实现不同组分的分离与纯化。
吸附分离技术具有分离效率高、能耗低、操作方便等优点,已经成为目前天然气深冷分离技术的主要分离方法之一。
膜分离技术是利用一种特殊的膜材料,将天然气中不同成分通过膜的选择性透过进行分离的一种工艺。
不同于吸附分离技术,膜分离技术是通过孔隙大小和孔隙形状的不同来实现分离的。
膜分离技术分为压力传递型和扩散传递型两类。
膜分离技术具有操作简便、占地面积小、能源损耗低等优势,因此也是目前天然气深冷分离技术的一种重要技术。
冷却分离技术是通过将天然气深冷,使其组分在低温环境下变成液态,然后进行分离的工艺。
常用的冷却分离技术包括膜式冷却分离、等温气液平衡分离、冷却凝固分离、液膜分离等。
不同冷却分离技术的应用基于原料气的成分、操作条件和要求等因素的不同。
总的来说,天然气深冷分离技术的发展对于提高气体分离、提纯技术的精度和效率有重要意义。
深冷制氮与变压吸附制氮比较研究摘要:氮气有着很高的应用率,结合社会工业发展实际情况及其表现出来的各种生产需求,制氮技术得到了很好的延伸。
以此为背景,采用何种技术进行优质且有较广应用范围的氮气的生产,目前已经被氮气生产领域视作实现进一步发展的重要目标之一,本文对深冷制氮与变压吸附制氮两种技术展开研究,分析各自的原理与工艺流程,并对它们作出相应的比较分析。
关键词:深冷制氮,变压吸附制氮,原理,工艺流程,比较1深冷制氮原理与工艺流程1.1深冷制氮原理考虑到空气中氮气和氧气两种气体之间的沸点存在差异,深冷制氮技术对高温蒸馏的方式加以采用,执行空气中氮气的分离作业。
根据化学理论可知,氮气与氧气的沸点分别为-196℃与-183℃,前者明显低于后者,所以,在执行高温蒸馏作业之时,氮气与氧气相比达到沸点要更为简单一些,时间也会更早,故在经过多次蒸发以及冷凝等表现出循环式特点的处理之后,便可以得到符合较高纯度要求的氮气。
而在完成对氮气的分离任务后,首先需要将其在精馏塔内存放,所以其纯度会由精馏塔塔板级别和精馏效率来决定。
1.2深冷制氮工艺流程业界人士与研究人员对深冷制氮技术作出了比较多的探索,进行的压力实验分析类型也较多,依次包括高压、中高压、重压以及全低压实验类型在内,在此基础上,总结出了压力不同的深冷制氮技术流程。
基于现代化物理和化学等相关技术飞速发展的有力支持,空分工艺技术表现出来的应用性能愈发得优异,既可以与不同压强相对应,执行对纯度不同的氮气的生产任务,实现对差异化市场需求的满足,又可以与设备等的具体等级进行结合,采取有效的辅助手段提升氮气生产效率,加快生产速度,在大中型低温空分装置的运行中,可以很好地将其作业效率提升。
理论层面上看,全低空分工艺的技术实施与氧气和氮气两种产品的不同属性相结合,对砌体进行循环式压缩处理,同时,将整个制氮流程划分为内压缩与外压缩两个主要的流程,前者的功能主要为在加压泵的运行支持下执行对精馏所得液态氧的处理任务,生产用户需要的气体,进一步地,在经过相应的复热处理之后将其提供给用户;后者则是进行低压氧气或氮气的生产,同时,借助于外置压缩机持续性地将氮气输送至用户端。
深冷空分制冷工艺流程概要1.深冷技术定义:深冷技术就是利用冷媒介质作为冷却介质,将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去,达到远低于室温的某一温度(-196℃),从而达到发送金属材料性能的目的。
原理:深冷技术是近年来兴起的一种发送金属工件性能的新工艺技术,是目前最有效、最经济的技术手段。
在深冷加工过程中,金属中大量残余奥体转变为马氏体,特别是过饱和的亚稳定马氏体在从-196℃至室温的过程中会降低过饱和度,析出弥散、尺寸仅为20~60A并与基体保持共格关系的超微细碳化物,可以使马氏体晶格畸变减少,微观应力降低,而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动,从而强化基体组织。
同时由于超微细碳化物颗粒析出后均匀分布在马氏体基体上,减弱了晶界脆化作用,而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度,又发挥了晶界强化作用,从而改善了工模具的性能,使硬度、抗冲击韧性和耐磨性都显著提高。
深冷技术的改进效果不仅限于工作表面,它渗入工件内部,体现的是整体效应,所以可对工件进行重磨,反复使用,而且对工件还有减少淬火应力和增强尺寸稳定性的作用。
2.空分技术定义:简单地说,就是用来把空气中的各组份气体分离,生产氧气、氮气和氩气的一套工业设备。
还有稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡等空气分离的几种方法1、低温法(经典,传统的空气分离方法)压缩膨胀液化(深冷)精馏低温法的核心2、吸附法:利用固体吸附剂(分子筛、活性炭、硅胶、铝胶)对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。
特点:投资省、上马快、生产能力低、纯度低(93%左右)、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。
3、膜分离法:利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。
穿透膜的速度比快约4-5 倍,但这种分离方法生产能力更低,纯度低(氧气纯度约25%~35%)获得低温的方法(1)绝热节流(2)相变制冷(3)等熵膨胀3.工艺流程1.净化系统—2.压缩—3.冷却—4.纯化—5.分馏(制冷系统,换热系统,精馏系统)液体:贮存及汽化系统;气体:压送系统;○净化系统:除尘过滤,去除灰尘和机械杂质。
vocs深冷冷凝回收工艺简介标题:VOCs深冷冷凝回收工艺简介引言:挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是一类在常温下易挥发的有机化学物质,其大量排放对环境和人体健康带来了严重的影响。
为了有效控制和减少VOCs的排放,深冷冷凝回收工艺被广泛应用于工业生产过程中。
本文将介绍VOCs深冷冷凝回收工艺的基本原理、关键技术和应用案例,以帮助读者深入了解该工艺及其在环境保护中的重要性。
第一节:VOCs深冷冷凝回收工艺的基本原理1.1 VOCs的定义和特点1.2 深冷冷凝回收工艺的原理和作用机制1.3 工艺流程和基本组成元件第二节:VOCs深冷冷凝回收工艺的关键技术2.1 深冷冷凝器的设计和选择2.2 温度和压力控制技术2.3 冷却介质的选择和处理2.4 废气流量计量和监测技术第三节:VOCs深冷冷凝回收工艺的应用案例3.1 石化行业中的VOCs深冷冷凝回收应用3.2 印刷工业中的VOCs深冷冷凝回收应用3.3 汽车涂装行业中的VOCs深冷冷凝回收应用第四节:我对VOCs深冷冷凝回收工艺的观点和理解4.1 对该工艺的优点和潜力的认识4.2 对改进和进一步发展的建议4.3 对环境保护和可持续发展的重要性的认识结论:VOCs深冷冷凝回收工艺作为一种有效的VOCs控制技术,在工业生产中起着重要的作用。
通过对该工艺的深入探讨,我们可以更好地理解其基本原理、关键技术和应用案例,并认识到其在环境保护和可持续发展中的关键作用。
为了更好地应对VOCs排放问题,我们应该不断改进和发展该工艺,并加强环保意识,推动可持续发展的目标。
字数:3315字。
制氧系统中深冷空气分离技术的运用探讨摘要:随着现代社会经济发展速度不断加快,氧气在各行业中的作用得以凸显,并且需求量也逐渐开始加大。
在现代工业以及医疗产业中,氧气所具备应用优势也得到凸显。
因此,研究高纯度制氧技术,已经成为现代氧气制造企业所关注的重点。
深冷空气分离法一般情况下能够较好应用于我国制氧企业中,尤其是部分纯度要求较高的大型空气分离技术方面。
本文研究深冷空气分离制氧特点,针对制氧系统中深冷空气分离技术的运动进行深入性探究,以期为现代制氧企业对氧气的制造和提取提供一定参考。
关键词:制氧系统;深冷空气分离技术;运用引言深冷空气分离法作为现代制氧企业最为常见制氧方式之一,也被称为低温精馏法。
从本质上来说,深冷空气法属于一种气体液化技术,研究人员根据空气中各组分沸点的不同,对空气中各组分采取连续多次的部分蒸发和冷凝后获取所需要的纯净氧气、氮气或者是稀有气体。
现代医学和工业行业发展,离不开氧气。
因此,如何制备出高纯度氧气,是现代科学研究的重要课题。
1深冷空气分离制氧的特点1.1对设备材料要求高制氧人员在对空气进行液化处理时,需要采用空气体积压缩及热交换的方式。
因此,制氧企业会对制氧设备的热传导材料提出较高的要求,制造低温设备材料时,需要选用较强耐压能力,并且接口焊接要求较高合金材料。
为防止外源热量传入,选用的热传导材料需要安装保冷箱,设备管道需要采用热绝缘性较为良好的材料对其进行包裹。
此外,保冷箱的填充物则需要选用一些热传导较为惰性的材料。
对此,我们需要注意的是,设备材料不可选用碳钢,这类材料较为脆弱并且无法承担强大的压力,导致制氧设备在运作时出现故障。
1.2杂质组分易产生问题空气中含有一定二氧化碳以及水蒸气,二者凝固点较高,氧气还未被液化时,他们就会逐渐开始成为固态。
在深冷空气分离制氧设备进行运作时,空气中的二氧化碳及水蒸气等杂质组分对管道及阀门出入口进行堵塞,等到精馏时,液态氧无法被分流出来,会对装置的正常运作产生影响。
一种焦炉煤气制备lng深冷方法与流程摘要:一、引言二、焦炉煤气的制备方法三、LNG深冷工艺流程四、焦炉煤气制备LNG的优势五、结论正文:一、引言随着我国能源行业的不断发展和创新,焦炉煤气作为一种副产品,其综合利用价值越来越高。
为了提高焦炉煤气的利用效率,本文将介绍一种焦炉煤气制备LNG(液化天然气)的深冷方法与流程。
这种方法具有环保、高效、节能等优点,为我国焦炉煤气资源的合理利用提供了新思路。
二、焦炉煤气的制备方法焦炉煤气制备LNG的关键在于深冷工艺。
首先,将焦炉煤气进行预处理,如脱硫、脱水等,以保证后续深冷过程的顺利进行。
然后,将预处理后的焦炉煤气送入深冷装置,通过一系列的冷却步骤,使其逐渐降低温度。
在这个过程中,焦炉煤气中的甲烷、乙烷等成分逐渐凝结成为液体,最终形成LNG。
三、LNG深冷工艺流程1.焦炉煤气预处理:焦炉煤气首先进入脱硫装置,去除其中的硫化氢等杂质;然后进行脱水处理,降低焦炉煤气的湿度,以防在深冷过程中产生冰堵等现象。
2.深冷装置:预处理后的焦炉煤气进入深冷装置,通过一系列的冷却步骤,使其逐渐降低温度。
这一过程主要包括压缩、冷却、膨胀和液化等步骤。
3.液化与分离:在深冷过程中,焦炉煤气中的甲烷、乙烷等成分逐渐凝结成为液体。
此时,需要对液化后的LNG进行分离,去除其中的杂质和水分,以保证LNG的品质。
4.储存与运输:经过分离处理的LNG被储存于特定的容器中,如低温储罐。
LNG的储存和运输需要严格遵循相关安全规定,确保其在运输和储存过程中的安全。
四、焦炉煤气制备LNG的优势1.环保:焦炉煤气制备LNG可以有效减少焦炉煤气直接燃烧所产生的污染物排放,有利于改善空气质量。
2.高效:LNG作为一种清洁、高效的能源,其热值高于焦炉煤气,可广泛应用于燃气发电、交通运输等领域。
3.节能:焦炉煤气制备LNG过程中的能量回收,有助于降低能源消耗,提高能源利用效率。
4.经济:焦炉煤气作为副产品,其价格相对较低。
天然气深冷装置再生气冬季冻堵分析及解决方案范印帅【摘要】大庆油田已建深冷装置均采用分子筛吸附脱水,其再生过程中再生气携带出大量水分,经冷却分离后呈饱和含水状态掺入外输气管线,对外输气水露点影响较大,冬季经常发生管道冻堵事故,影响下游用户安全用气。
针对再生气含水量高对外输气露点的影响,从降低再生气掺入外输气的水量角度考虑,对再生气流程和存在问题深入分析。
深冷装置再生气热吹过程中所含的饱和水分进入外输气导致总外输气露点升高,是造成冬季输气管道冻堵的主要原因。
提出几种降低外输气水露点改造方案,经过对比确定采用再生气三甘醇脱水方案。
【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】3页(P28-30)【关键词】深冷装置;分子筛脱水;冻堵;再生气;水露点;三甘醇脱水【作者】范印帅【作者单位】大庆油田工程有限公司【正文语种】中文大庆油田天然气深冷处理装置均为深度回收轻烃装置,采用分子筛吸附脱水工艺对原料气进行脱水处理。
采用两塔脱水流程,一塔吸附,一塔再生和冷却。
两塔交替循环使用达到连续干燥的目的,分子筛吸水饱和后通入再生气/冷却气对其进行再生、冷却处理,达到分子筛的反复利用[1]。
由于大庆地区冬季严寒,含水再生气会掺入外输管网,冬季运行时经常发生下游用户管网冻堵情况。
因此,如何解决深冷装置外输气含水高的问题,对于天然气管网冬季运行的安全性与稳定性,保证下游用户用气安全具有重要意义。
经压缩、冷却、分离后的原料气,进入分子筛进行变温、变压吸附脱水。
脱水后分子筛再生的再生气和冷却气掺入到外输气管道中。
通过对深冷装置水露点化验,分子筛热吹阶段外输干气出口处露点升高至-16.3℃,换算为管输工况压力下露点为5.5℃(理论计算值为4.8℃),这是导致冬季发生冻堵事故的主要原因。
分子筛吸附器在8 h的再生/冷却周期中,热吹和冷吹时间各为4 h。
热吹时间里,再生气首先给分子筛床层加热升温,床层温度逐渐升高,此时分子筛吸附水分脱除量较小;当温度升高到一定拐点后,床层温度保持一段时间的基本恒定,此阶段是分子筛吸附水分被蒸发而随再生气大量带出的过程,出塔再生气经冷却分离后含有饱和水,进入外输干气造成外输气露点迅速升高。
浅究变压吸附制氧法及深冷法现如今,工业上的制氧方法主要有两种。
一种是变压吸附法,另一种就是深冷法。
变压吸附法是近年来刚兴起的工艺而深冷法则属于传统方法。
这两种制氧方法各有各的好处。
因此用户难免会面临对两者的选择问题。
本文将从这两种制氧法的制作工艺、技术手法、运行参数、投资成本、建设要求等方面进行深入的对比分析。
一、两种制氧方法的制作过程以及制作原理(一)变压吸附法变压吸附法是一种新兴的制氧方法,已经被广泛的应用到了工业制氧工作当中。
鼓风机、吸附塔、缓冲罐、贮氧罐以及真空泵是其主要的组成结构,利用各式的专业阀门进行设备之间的连接,再加上一套计算机自动控制系统就是一套完整的变压吸附制氧装置。
把空气进行除尘处理之后,利用鼓风机将其鼓进盛有多种分子筛(作为吸附剂)的吸附塔中。
这个时候空气中大部分的氮气、二氧化碳以及二氧化硫、水和少量的氧气等会在吸附塔中被分子筛吸附住。
而剩余的大部分氧气则会经过床层由塔顶排除。
这个时候得到的氧气,就可以称之为富氧产品。
然后将其导入到贮氧罐中进行贮藏备用。
当吸附塔中的分子筛达到了饱和状态之后,要停止鼓风机鼓入空气操作,同时要将真空泵打开对吸附塔进行抽真空的处理(这项操作主要是为了将氮气等杂质从分子筛中“脱离”出来,这样的话吸附剂就可以再进行循环利用)。
在停止一个吸附塔空气进入的同时,将另一个吸附塔打开进行空气的吸附工作,这样两个或者是两个以上吸附塔交替工作的形式可以保证富氧产品连续不断的产出。
而吸附塔的交替切换的工作则是利用计算机自动控制系统通过对相关阀门的控制进行的。
(二)深冷法深冷法相对于变压吸附法来讲,它算是传统的制氧方法。
它的主要设备构成包括:空气压缩机组、空气冷却系统、分子筛净化系统以及透平膨胀机、分馏塔、换热器等。
如果需要对空气中的稀有气体进行回收的话,则还需增设一个稀有气体分馏设备。
将空气导入到制氧机组进行各种气体的分离操作后,可以得到纯氧、纯氮以及各种类型的稀有气体。
vocs深冷冷凝回收工艺一、前言VOCs(挥发性有机物)是指在常温下易挥发的有机化合物,它们来自于各种工业过程和生活活动中的废气、废水等。
这些VOCs对环境和人体健康都有一定的危害,因此需要进行回收处理。
本文将介绍一种针对VOCs的深冷冷凝回收工艺。
二、工艺原理该工艺主要通过深度冷却和冷凝技术将VOCs从气态转化为液态,并进行分离回收。
具体原理如下:1. 气体进入深度冷却器,在低温下使气体中的VOCs降温至其饱和蒸汽压以下。
2. 冷却后的气体进入冷凝器,在低温下使气体中的VOCs凝结成液态。
3. 液态VOCs被收集并进行分离处理,而经过处理后的干净空气则被排放出去。
三、设备组成该工艺主要由以下设备组成:1. 深度冷却器:用于将含有VOCs的废气降温至其饱和蒸汽压以下。
2. 冷凝器:用于将冷却后的气体中的VOCs凝结成液态。
3. 分离器:用于将收集到的液态VOCs进行分离处理。
4. 循环水系统:用于冷却深度冷却器和冷凝器,以保证其正常工作。
5. 排放系统:用于排放经过处理后的干净空气。
四、工艺流程该工艺的具体流程如下:1. 废气进入深度冷却器,被降温至其饱和蒸汽压以下。
2. 冷却后的废气进入冷凝器,在低温下使气体中的VOCs凝结成液态。
3. 液态VOCs被收集并通过管道输送至分离器进行分离处理。
4. 经过处理后的干净空气通过排放系统排放出去。
5. 循环水系统不断循环,以保证深度冷却器和冷凝器正常工作。
五、操作细节在使用该工艺时,需要注意以下操作细节:1. 操作人员需要穿戴防护服等个人防护装备,并进行必要的培训和指导;2. 确保设备运行正常,及时清理和维护设备,以保证其长期稳定运行;3. 对于分离出的液态VOCs,需要进行安全储存和处理,以避免对环境造成污染;4. 在排放经过处理后的干净空气时,需要遵守相关法律法规和环保要求。
六、工艺优势该工艺具有以下优势:1. 通过深度冷却和冷凝技术将VOCs从气态转化为液态,回收效率高;2. 设备结构简单、操作方便、运行稳定可靠;3. 回收后的VOCs可以进行再利用或安全处理;4. 经过处理后的干净空气排放符合环保要求。
硬质合金深冷处理技术硬质合金是一种由特定合金元素组成的高强度合金材料,它具有良好的力学性能,在许多工程应用中表现突出。
为了提高材料的力学性能和耐温特性,硬质合金应用了深冷处理技术。
深冷处理是把金属材料放在低温液体或气体中冷却处理,使其形成固体特有的凝固结构,从而改变其组织结构,提高其力学性能。
由于硬质合金具有良好的室温力学性能,因此在深冷处理过程中需要对处理的条件和过程进行严格的把握,以保证其力学性能的提高。
深冷处理中的比较常用的处理方法是液氮冷冻法。
液氮冷冻法的工艺流程是:把材料放入液氮中,使它的温度降低到-196℃,冷冻时间为1-2小时,然后以慢速升温的方式从液氮中取出,最后进行固化处理。
液氮冷冻法最大的优点是可以改变材料表面组织结构,使材料表面硬度增加,更耐磨损。
另外,液氮冷冻法还可以制备出低残余应力和低温度材料,从而改善材料表面外观。
硬质合金在液氮冷冻处理过程中,可以保持其良好的力学特性,增强抗磨损性能,并降低材料的热失效温度。
除液氮冷冻法外,还有其他的处理方法可以用来改善材料的力学性能,如淬火处理和低温气体淬火处理。
淬火处理是将金属材料放在高温的封闭状态下,使其内部形成凝固结构,从而改善材料的力学性能。
而低温气体淬火处理则是在低温环境下,利用气体中传热性能将热量传导到材料内部,从而达到凝固结构的目的。
此外,深冷处理中还可以采用极调节深冷处理技术,它是一种特殊的深冷处理技术,可以根据具体的应用要求,采用有效的深冷处理技术来改变材料的凝固结构,从而改善材料的力学性能和耐磨损性能。
综上所述,硬质合金深冷处理技术是一种改善材料力学性能和耐磨损性能的重要技术,它可以改变材料的凝固结构,使其力学性能得到提高,增强材料的耐磨损性。
针对不同的应用要求,可以采用不同的深冷处理技术来改善材料的性能,以满足不同的应用要求。
合成氨液氮洗深冷净化过程模拟及分析摘要:本文针对合成氨液氮洗深冷净化过程进行了模拟和分析。
通过建立相应的数学模型,采用计算流体力学(CFD)方法对液氮洗深冷净化过程进行了模拟。
通过对模拟结果的分析和对关键参数的敏感性分析,揭示了该过程中的流体动力学特性、质量传递和热传递机理。
研究结果有助于进一步优化该过程,提高合成氨液的净化效果和能源利用效率。
关键词:合成氨;液氮洗;深冷净化;模拟;分析合成氨是一种重要的化工原料,在工业生产和农业领域有广泛应用。
然而,合成氨的生产过程中产生的废气中含有大量的杂质和不纯物质,对环境和设备安全造成一定的影响。
因此,为了提高合成氨的纯度和减少对环境的负面影响,需要对其进行深冷净化处理。
液氮洗是一种常用的深冷净化方法,通过将氨气通入液氮中,利用液氮的低温和高比热容的特性,使氨气中的杂质和不纯物质在液氮中凝结和吸附,从而达到净化的目的。
然而,液氮洗深冷净化过程中的流体动力学特性、质量传递和热传递机理尚未完全理解。
因此,本文旨在通过数值模拟的方法对合成氨液氮洗深冷净化过程进行研究,揭示其内部的流体动力学特性和传递机理,为优化该过程提供理论依据和指导。
1 相关理论1.1 合成氨的生产和净化技术合成氨是一种广泛应用于工业和农业领域的重要化工原料。
其主要生产方法是哈柏-博什过程,该过程通过在高温高压条件下使氮气与氢气催化反应生成合成氨。
然而,在合成氨生产过程中,会产生一些杂质和不纯物质,如甲烷、氮氧化物和水等。
因此,为了提高合成氨的纯度和减少对环境的影响,需要进行净化处理。
合成氨的净化技术主要包括液氮洗、吸附、膜分离和洗涤等方法。
其中,液氮洗是一种常用的深冷净化技术。
该技术利用液氮的低温和高比热容的特性,将氨气通入液氮中,使其中的杂质和不纯物质在液氮中凝结和吸附,从而达到净化的目的。
液氮洗具有操作简单、净化效果好的优点,被广泛应用于合成氨生产中。
1.2 液氮洗深冷净化原理液氮洗深冷净化是通过将氨气通入液氮中实现的。
W el di ng T echnol ogy V01.42N o.1J an.2013试验与研究7文章编号:1002—025X(2013)01—0007—03深冷处理时间对A Z31镁合金耐蚀性的影响吴志生,弓晓园,赵菲,李岩,李璐,杨栋(太原科技大学材料科学与工程学院,山西太原030024)摘要:在一196℃下,采用不同的深冷时间处理A Z3l镁合金,然后在Ⅲ(N aC l)3.5%腐蚀液中进行全浸腐蚀试验.通过失重法以及微观金相观察等试验来探讨深冷处理时间对镁合金的抗腐蚀能力的影响.试验结果表明.经过6h深冷处理的A Z31镁舍金的抗腐蚀能力是未经深冷处理合金的3倍,其主要原因是深冷处理过程细化了合金晶粒以及使第二相p—M g。
7A l。
:弥散析出。
其中,B相对镬合金的耐腐蚀性能起着双重作用,当其含量较少时阻碍镁合金腐蚀,含量较多时则会和0【相构成微电偶而加速镁合金腐蚀。
因此.合理控制深冷处理时间。
可提高镁合金的耐腐蚀性能。
关键词:深冷处理;A Z31镁合金:耐腐蚀性能中图分类号:TG l46.2文献标志码:B0引言镁在地球上的储量很丰富,并且镁基合金有着比强度、比刚度高,阻尼系数好以及易于回收等诸多优点-1:,被航空航天、汽车、军事等领域所青睐。
但是,镁以及镁基合金的抗腐蚀能力很差,特别是抗Cl一腐蚀的能力很差.这很大程度上限制了其应用范围。
所以,研究者们在如何改善镁合金在Cl一氛围下的耐腐蚀性能上进行了很多尝试。
宋光铃㈦等人目前已在通过表面改性或改变合金成分等技术层面上取得了一定进展.但通过深冷处理工艺来改变镁合金的显微结构以期改变其耐腐蚀性目前还鲜有尝试。
深冷处理又称超低温(一般为一130℃以下)处理,是指将材料放置于可控的深冷处理箱中,材料的显微结构将会产生变化,使材料的性能得以改善的一种工艺方法,该法有着广阔的应用前景E3-4]。
镁合金中最重要的第二相13相在微观结构和电极电位上与基体仅相有很大的差异,所以,通过深冷处理工艺改变第二相的含量和分布以及合金的显微结构对改善镁合金的耐腐蚀性将会起到很大的影响作收稿日期:2012—04—09基金项目:教育部博士点基金(20101415110002);山西省留学基金(2012-075);山西省研究生创新基金(20103093);山西省大学生创新实验基金(201016X);太原市研究生创新基金(20121016)用。
深冷处理的优点及最新进展.txt30生命的美丽,永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽,
是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽,是展现在它搏风击雨如苍天之
魂的翱翔中;像江河的美丽,是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。深冷处理的优点及最
新进展
深冷处理的优点及最新进展
所谓冷处理,一般将0~100℃的冷处理定义为普通冷处理,将-130℃以下的处理称为深冷处
理,它是最新的强韧化处理工艺之一。深冷处理按照工艺可分为深冷急热法和冷热循环法两
种。冷热循环稳定化处理是先将零件冷却到—40℃~—90℃或者更底的温度,保温一定时间,
然后再把零件加热到不致降低零件机械性能的某一温度(通常为80℃~190℃),保温一段时
间并重复多次这种循环过程。“冷处理急热法”是日本大和久重雄提出的方法,该方法是将
工、模具淬火后,不立即进行冷处理,先水浴后再置于处理槽当中于—80℃或—180℃下处理。
即—80℃为普通冷处理;—180℃为深冷处理,保温时间按每英寸体积为1小时计算。保温后
取出放入热水中快速加热。
在美国、前苏联、日本等国,不但把深冷技术用于高速钢、轴承钢、模具钢,以提高材料的
耐磨性和强韧性,进而提高工件的整体使用寿命,同时还利用深冷技术对铝合金、铜合金、
硬质合金、塑料、玻璃等进行深冷改性。改善均匀性、稳定尺寸、减小变形、提高使用寿命。
⑵ 深冷处理机理
钢的淬火过程就是使钢获得马氏体的过程,而淬火不能使钢中奥氏体全部转变为淬火组织,
各种钢材热处理后都有部分奥氏体残存,其残存量随钢种及加热温度不同而变化,同时还有
一定量的残余应力存在。它们存在对工件的使用性能会产生或多或少的影响,深冷处理能使
钢中奥氏体进一步转变为马氏体,并能改善和消除钢中残余应力的分布,析出更多的细小碳
化物,从而起到弥散强化的作用,对无相变材料能使晶界发生畸变,从而增强基体性能。
⑶ 深冷处理的优点
SSZ处理的最大优点是因γR的马氏体化使得工件硬度升高,从而提高了工件的耐蚀磨碎性
能。同时,防止时效变形,帕伦博士的研究表明,经深冷处理的工件具有下述优点:
① γR在实质上已近乎完全转变为M;
② 与未经SSZ处理的工件或经普通冷处理之工件相比耐磨性得以提高;
③ 进行了组织的细化和细小碳化物的析出过程;
④ 硬度与CSZ处理工件几乎相同。
⑷ 深冷处理注意事项
① 不得将淬火时未冷至室温的工件直接放入深冷装置,以免开裂。
② 冷至室温的工件应尽快放入深冷装置,以免使奥氏体稳定化,影响处理效果。
③ 一般钢深冷处理前不应回火,高速钢可在回火一次后进行深冷处理。
深冷处理研究的最新进展
近十多年以来特别是近两年来,国内以甘肃理工大学、河北工学院和中南工业大学等高校为
首的科研机构一直致力于对工具钢、模具钢、刃具钢、量具钢以及有色金属的深冷处理的工
艺及机理研究,并取得了一定的成果,部分成果已经应用于生产,还有一些成果处于中试阶
段。
如甘肃工业大学对高速钢W18Cr4V深冷后发现,不仅合金的强韧性、耐磨性有所提高,用其
制造的工模具使用寿命可以提高2~5倍,在解释这一现象时,不仅仅局限于残余奥氏体向马
氏体转变、晶粒细化、析出弥散的碳化物等传统的机理,而是提出了自己全新的、更加详细
的解释。
①模具材料在多次冲击条件下的韧性与残余奥氏体的形态及分布有关,刀具材料的强度与红
硬性与马氏体脱溶微细碳花物有关。
②通过TEM观察证明,深冷处理有弥散碳化物分布在马氏体的挛晶带上,其直径在3~10nm,
该碳化物的晶体结构为M6C型。
③通过X衍射晶体结构分析发现,深冷处理后马氏体晶格的轴比降低,这也证明了马氏体发
生了碳化物脱溶分解。
④借助自行设计的低温动态组织计算机处理系统观察到金属材料在深冷处理过程中残余奥氏
体向马氏体原位动态组织转变,并且残余奥氏体向马氏体转变时存在孕育时间,转变首先发
生在试块的边缘附近,然后向内部深处发展。在-196℃有明显的等温马氏体转变。同时还发
现深冷处理后的激烈升温阶段也发生少量的马氏体转变,但转变速度较慢,转变量较少。
⑤通过正电子湮没试验发现深冷处理后点缺陷密度有所变化。黑色金属在深冷处理后的点缺
陷密度有所上升,有色金属在深冷处理后的点缺陷密度有所下降。点缺陷密度的变化对金属
材料的性能有很多的影响,如有色金属铜合金经过深冷处理的空位密度下降,将使材料的电
阻率有所下降,强度有所上升,密度增加等。