氨分解在浮法玻璃生產線上的實際應用

華繼凱 張強 李遠洋

摘要：浮法玻璃的生產作業對環境要求較高，工藝較為嚴格。本文圍繞浮法玻璃生產中氨分解的具體應用，希望能夠對讀者提供一些借鑒和參考。

關鍵詞：浮法玻璃;生產問題;氨分解;

1.前言

我國玻璃產業快速發展，在生產生活中廣泛應用。玻璃產量的增加，也對玻璃的工藝要求不斷提高。

2.浮法玻璃生產存在的問題

現階段，關于超白浮法玻璃的生產，主要存在的問題是關于玻璃液的澄清，因為超白浮法玻璃的透熱性較好，使得生產池底部的玻璃液溫度較高，但表層玻璃液溫度較低，極大的溫度差對于玻璃液的澄清帶來不利影響。超白浮法玻璃生產池內玻璃液的特點具有以下特點：第一，玻璃液的平均溫度相對較高，因而玻璃液的黏度小、在水平方向上玻璃液的流動性較強，在澄清區域停留時間較短，故而影響了玻璃液的澄清效果。第二，在超白浮法玻璃生產池內，整個垂直方向上的溫度梯度和黏度梯度都要比普通浮法玻璃的小，池底部溫度和普通浮法玻璃相比要高。因為垂直方向上溫度變化較小，所以垂直上的對流強度下降，氣泡難以排出。隨著池底溫度的上升，水平方向上玻璃液流動速度的增加，使得耐火材料本來封閉的氣孔打開，玻璃液被吸入氣孔中，氣孔中的氣體又侵入玻璃液中，兩相作用產生了耐火材料氣泡[1]。因為超白浮法玻璃液的流動特征，一方面影響了玻璃生產的澄清環節，另一方面會產生耐火材料氣泡從而影響該類玻璃的質量。為保證超白浮法玻璃的生產質量，就必須加強對生產工藝的控制，尤其應根據該類玻璃的工藝特征控制相應的工藝緲，對池底的耐火材料進行控制，保證超白浮法玻璃的穩定生產。

3.氨分解制氫站工程簡介

3.1氨分解制氫工藝流程

氨分解制氫是以液氨為主要原料。首先液氨蒸發氣化為氨氣，然后將氨氣送至分解爐內，在爐內高溫觸媒床層中氨氣被分解為氮氫混合氣，其中含有75%氫氣和25%氮氣，分解氣再通過凈化裝置吸附凈化后得到露點≤-60℃，殘氨含量≤2ppm，含氧量≤2ppm的氮氫混合氣。

3.2爆炸危險場所

氨氣屬于IIA級，溫度組別為T1，引燃溫度為651℃，爆炸極限下限15%，爆炸極限上限28%，閃點為氣態，相對密度0.6;氫氣屬于IIC級，溫度組別為T1，引燃溫度為500℃，爆炸極限下限4%，爆炸極限上限75%，閃點為氣態，相對密度0.1。

3.3工藝要求

氨分解制氫站內需提供安全可靠的照明及電氣設備保護措施。分解凈化間、分析間、中間儲罐間為有爆炸危險的房間，自然換氣次數每小時不得少于3次，事故換氣次數每小時不得少于12次。氨分解制氫間與通道間設事故排風用的通風機及電機應為防爆式，并與氫氣報警裝置連鎖。液氨中間罐區與通道間設事故排風用的通風機及電機應為防爆式，并與氨氣報警裝置連鎖。

4.氨分解制氫站照明設計要求

4.1氨分解制氫站照度及功率密度要求

氨分解制氫站設置正常照明和應急照明。《建筑照明設計標準》GB50034-2013對玻璃廠照度要求中，未對氨分解制氫站照度做出規定。參考生產要求，氨分解制氫站內生產區域按照度150lx、照明功率密度值小于5W/m2設計，氨分解制氫站內儀表間按照度300lx、照明功率密度值小于5W/m2設計。氨分解制氫站生產的火災危險性類別為甲類，根據《建筑設計防火規范》GB50016-2014（2018版）要求，需設置應急照明和疏散照明。正常照明光源及急照明光源均采用防爆LED燈[2]。

4.2爆炸性環境內電氣設備保護級別的選擇

氨分解制氫站根據工藝專業定義，爆炸性氣體環境危險區域劃分為：分析間、分解凈化間為1區爆炸危險環境，液氨中間罐區為2區爆炸危險環境。1區的電氣設備保護級別為Ga或Gb，2區的電氣設備保護級別為Gb。電氣設備防爆結構為隔爆型，防爆形式為“d”

5.氨分解制氫站防雷、接地及安全措施

5.1氨分解制氫站防雷、接地

氨分解制氫站按第一類防雷建筑物設計。建筑物防直擊雷單獨設置接地裝置，防雷接地電阻不大于10Ω;建筑物防閃電感應、電氣系統接地、保護接地、防靜電接地、等電位聯結共用接地裝置，聯合接地電阻不大于1Ω。

5.2氨分解制氫站安全措施

氨分解制氫站采取TN-S接地保護系統，做總等電位聯結，總等電位聯結線采用BV-1×25mm2。總等電位聯結均采用等電位卡子，禁止在金屬管道上焊接。總等電位箱暗裝于配電箱下方，總等電位箱底邊距地0.3m;局部等電位箱底邊距地0.3m明裝。車間內所有鋼柱、混凝土均應與接地極可靠焊接。所有設備以及氨氣、氫氣、氮氫混合氣管道要求可靠接地，爆炸危險環境內可能產生靜電危害的設備、管道等應采取防靜電接地，氨分解制氫站行人入口設置導除人體靜電裝置。

6.可燃、有毒氣體探測報警系統介紹

現場檢測的可燃氣體、有毒氣體探測裝置、提供聲光報警的報警器、能夠處理信號的控制器。當檢測信號作為安全連鎖輸入的信號時，前端探測器需獨立設置且探測器需帶有聲光報警，并且探測器輸出信號傳送到安全儀表系統機柜。當可燃氣體探測器作為消防聯動報警信號時，由現場探測器提供報警信號至專用可燃氣體報警控制器，有兩種聯動模式，一種是由專用可燃氣體報警控制器將可燃氣體消防聯動報警信號及專用可燃氣體報警控制故障信號上傳至火災報警控制器，由火災報警控制器發出消防聯動信號至事故排風系統進行消防聯動。另一種是由專用可燃氣體報警控制器將可燃氣體消防聯動報警信號及專用可燃氣體報警控制故障信號上傳至程控交換機，由程控交換機將可燃氣體第二級報警信號上傳至消防控制室的顯示操作站。當可燃氣體和有毒氣體作為報警信號時，由探測器將報警信號傳送到現場GDS系統機柜，現場GDS系統機柜發出報警信號至現場區域報警器。現場GDS系統機柜具有兩種上傳信號模式，一種是由現場GDS系統機柜將GOS報警控制單元故障信號上傳至火災報警控制器，由火災報警控制器發出消防聯動信號至事故排風系統進行消防聯動。另一種是由現場GDS系統機柜將可燃氣體、有毒氣體報警信號上傳至程控交換機，由程控交換機將可燃氣體、有毒軀體報警信號上傳至控制室的顯示操作站，并觸發控制室內聲光器。

7.結束語

隨著新技術及新材料的運用，氨分解制氫站的電氣設計會更加完善，更加安全，為安全生產打下最堅實的基礎。

參考文獻

[1]何垢潔，張飛龍.淺談超白浮法玻璃生產的工藝控制[J]當代化工研究，2020（6）：117-11

[2]秦文生，吳杰.超白浮法玻璃熔化工藝制度與實踐探討[J]河南建材，2020（4）：51-52.