СНО(З)-2,5.3/9-И1-Р-Н

Общее назначение технологии

Установка реализует процессы химико-термической обработки в статическом или псевдоожиженном (кипящем) слое порошка в потоке реакционного газа. Это довольно редкое и технологически сложное оборудование, объединяющее вакуумную технику и химическое реакторостроение.

Технология совмещает в себе три процесса:

Вакуумная сушка/дегазация — удаление воздуха, влаги и растворенных газов из пор порошка.

Нагрев до 900°C — активация поверхности частиц или запуск твердофазных реакций.

Газонасыщение или газовая обработка (реактивный газ) — продув газа через слой порошка для проведения химической реакции (например, окисление, азотирование, восстановление или карбидизация).

Принцип работы

1.Загрузка и герметизация

Порошок засыпают на газопроницаемое дно муфеля равномерным слоем. Крышка закрывается — узел уплотнения обеспечивает вакуумную плотность.

2.Вакуумирование

Форвакуумный насос откачивает воздух из рабочего объёма. Задача — удалить кислород (предотвратить окисление частиц при нагреве) и откачать пары воды из пор и капилляров.

Требование к сырью: установка работает с сухими порошками. Для удаления свободной жидкости необходимы отдельные сушильные комплексы, например, с фильтрами-охладителями.

3.Нагрев до температуры реакции

Нагреватели выходят на режим. Максимальная рабочая температура муфеля — 900°C. Контроль — двумя независимыми термопарами: одна в рабочем объёме, вторая — непосредственно в слое порошка.

4.Подача реакционного газа

После стабилизации температуры и остаточного давления система запорно-регулирующей арматуры переключает установку в режим газонапуска. Через нижний штуцер в муфель подаётся рабочий газ.

Примеры сред:

• водород — для восстановления оксидных плёнок;
• азотоводородные смеси — для низкотемпературного азотирования;
• углеводороды (пропан, метан) в смеси с азотом — для науглероживания.

5.Псевдоожижение (кипящий слой)

Газ проходит сквозь пористую решётку и равномерно распределяется по сечению муфеля. При определённом соотношении расхода, фракционного состава и высоты слоя порошок переходит во взвешенное состояние.

Эффект — резкое увеличение поверхности контакта фаз. Массообмен ускоряется в десятки раз, реакция идёт равномерно по всему объёму загрузки.

6.Охлаждение

По окончании выдержки нагрев отключается. Для сокращения цикла возможна принудительная продувка инертным газом (азот, аргон) через тот же газовый тракт.

Области применения

Установка используется в высокотехнологичных производствах:

• Порошковая металлургия: Снятие напряжений, восстановление оксидных пленок на частицах перед спеканием.
• Химический синтез: Производство тугоплавких соединений (нитридов, карбидов) прямым синтезом из элементов или соединений.
• Катализаторы: Активация катализаторов в среде реакционного газа.