JP3261137B2 - ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置 - Google Patents
ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置Info
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- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアンモニアを含む高温下
の雰囲気ガス中で鉄鋼部品等の表面処理を行うガス軟窒
化装置に関し、特に、ガス軟窒化炉から排出される未分
解アンモニアガスを回収して再利用するようにしたガス
軟窒化装置におけるアンモニア回収装置に関する。
の雰囲気ガス中で鉄鋼部品等の表面処理を行うガス軟窒
化装置に関し、特に、ガス軟窒化炉から排出される未分
解アンモニアガスを回収して再利用するようにしたガス
軟窒化装置におけるアンモニア回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス軟窒化処理は、鉄鋼部品等のワーク
の耐摩耗性および疲労強度の向上を目的として、前記鉄
鋼部品等をＣＯ、Ｈ2 、Ｎ2 を主成分とする吸熱型変成
ガス（ＥＮＤガス）とアンモニアガスから成る雰囲気ガ
ス中で５７０〜６００°Ｃの温度で熱処理するものであ
る。
の耐摩耗性および疲労強度の向上を目的として、前記鉄
鋼部品等をＣＯ、Ｈ2 、Ｎ2 を主成分とする吸熱型変成
ガス（ＥＮＤガス）とアンモニアガスから成る雰囲気ガ
ス中で５７０〜６００°Ｃの温度で熱処理するものであ
る。
【０００３】吸熱型変成ガスのＣＯ成分とアンモニアガ
スは、ガス軟窒化炉中におけるワークとの接触により以
下のように反応する。 （ｉ） 吸熱型変成ガス ２ＣＯ→Ｃ（浸炭）＋ＣＯ
2 （ｉｉ） アンモニアガス ２ＮＨ3 →３Ｈ2 ＋２Ｎ
（窒化）このように、ガス軟窒化炉内で吸熱型変成ガス
のＣＯ成分とアンモニアガスＮＨ3 が分解してそれぞれ
炭素原子Ｃと窒素原子Ｎを生成し、その炭素原子Ｃと窒
素原子Ｎがワークの表面より内部に侵入拡散して表面に
耐摩耗性を有する化合物層を形成すると同時に、その内
部に疲労強度を向上させる窒素の拡散層を形成する。
スは、ガス軟窒化炉中におけるワークとの接触により以
下のように反応する。 （ｉ） 吸熱型変成ガス ２ＣＯ→Ｃ（浸炭）＋ＣＯ
2 （ｉｉ） アンモニアガス ２ＮＨ3 →３Ｈ2 ＋２Ｎ
（窒化）このように、ガス軟窒化炉内で吸熱型変成ガス
のＣＯ成分とアンモニアガスＮＨ3 が分解してそれぞれ
炭素原子Ｃと窒素原子Ｎを生成し、その炭素原子Ｃと窒
素原子Ｎがワークの表面より内部に侵入拡散して表面に
耐摩耗性を有する化合物層を形成すると同時に、その内
部に疲労強度を向上させる窒素の拡散層を形成する。
【０００４】前記雰囲気ガスは、エアーとブタンＣ4 Ｈ
10を変成炉内で変成して一定混合率のＣＯ、Ｈ2 、Ｎ2
（例えば、ＣＯ２４％、Ｈ2 ３０％、Ｎ2 ４６％）から
成る吸熱型変成ガスを作成し、この吸熱型変成ガスに液
体アンモニアを蒸発させたアンモニアガスを一定の比率
（例えば、吸熱型変成ガス４６％、アンモニアガス５４
％）で混合することにより得ることができる。
10を変成炉内で変成して一定混合率のＣＯ、Ｈ2 、Ｎ2
（例えば、ＣＯ２４％、Ｈ2 ３０％、Ｎ2 ４６％）から
成る吸熱型変成ガスを作成し、この吸熱型変成ガスに液
体アンモニアを蒸発させたアンモニアガスを一定の比率
（例えば、吸熱型変成ガス４６％、アンモニアガス５４
％）で混合することにより得ることができる。
【０００５】前記ガス軟窒化処理を経た雰囲気ガスは、
前述のようにＣＯとＮＨ3 が分解するために不要なＣＯ
2 、Ｈ2 、Ｎ2 が増加して適正な組成でなくなるだけで
なく、臭気が強い未分解のアンモニアガスを大量に含ん
でいる。このために、絶えず新しい雰囲気ガスを供給す
ることにより古い雰囲気ガスをガス軟窒化炉から押出
し、排出された古い雰囲気ガスを他の燃料と混合して焼
却している。
前述のようにＣＯとＮＨ3 が分解するために不要なＣＯ
2 、Ｈ2 、Ｎ2 が増加して適正な組成でなくなるだけで
なく、臭気が強い未分解のアンモニアガスを大量に含ん
でいる。このために、絶えず新しい雰囲気ガスを供給す
ることにより古い雰囲気ガスをガス軟窒化炉から押出
し、排出された古い雰囲気ガスを他の燃料と混合して焼
却している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ガス軟窒化
炉内において前記（ｉ）式、および（ｉｉ）式に基づい
て反応する雰囲気ガスはワークの表面に接触している一
部のみであって、他の大部分の雰囲気ガスは未反応のま
ま残留する。また一部の雰囲気ガスは熱分解により消費
されるが、全体として消費される雰囲気ガスの比率は極
一部に限られ、その多くは前述のように廃棄されてい
る。例えば、ガス軟窒化炉に供給する雰囲気ガスの吸熱
型変成ガスとアンモニアガスの混合比率を４６：５４と
すれば、表１の右欄に示すように、ガス軟窒化炉から排
出される混合ガスの吸熱型変成ガス（Ｎ2 、Ｈ2 、Ｃ
Ｏ）とアンモニアガス（ＮＨ3 ）の混合比率は５２．
１：４７．５となる。これからガス軟窒化炉において分
解されるアンモニアの比率を計算すると僅かに４．４％
となり、他の大部分のアンモニアは未分解のまま排出さ
れることになる。また、過去におけるガス軟窒化処理で
は、混合ガスにおける未分解のアンモニアガスの混合比
率は３５％程度と低いものであったが（表１の左欄参
照）、前述のように現在ではアンモニアガスの混合比率
が４７．５％と高まっていることもあり、省資源および
コスト低減の観点から未分解のアンモニアガスを回収し
て再利用することが要請されている。
炉内において前記（ｉ）式、および（ｉｉ）式に基づい
て反応する雰囲気ガスはワークの表面に接触している一
部のみであって、他の大部分の雰囲気ガスは未反応のま
ま残留する。また一部の雰囲気ガスは熱分解により消費
されるが、全体として消費される雰囲気ガスの比率は極
一部に限られ、その多くは前述のように廃棄されてい
る。例えば、ガス軟窒化炉に供給する雰囲気ガスの吸熱
型変成ガスとアンモニアガスの混合比率を４６：５４と
すれば、表１の右欄に示すように、ガス軟窒化炉から排
出される混合ガスの吸熱型変成ガス（Ｎ2 、Ｈ2 、Ｃ
Ｏ）とアンモニアガス（ＮＨ3 ）の混合比率は５２．
１：４７．５となる。これからガス軟窒化炉において分
解されるアンモニアの比率を計算すると僅かに４．４％
となり、他の大部分のアンモニアは未分解のまま排出さ
れることになる。また、過去におけるガス軟窒化処理で
は、混合ガスにおける未分解のアンモニアガスの混合比
率は３５％程度と低いものであったが（表１の左欄参
照）、前述のように現在ではアンモニアガスの混合比率
が４７．５％と高まっていることもあり、省資源および
コスト低減の観点から未分解のアンモニアガスを回収し
て再利用することが要請されている。
【０００７】
【表１】
【０００８】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、ガス軟窒化炉から未分解のまま排出されたアンモニ
アガスを回収して再利用することが可能なガス軟窒化装
置におけるアンモニア回収装置を提供することを目的と
する。
で、ガス軟窒化炉から未分解のまま排出されたアンモニ
アガスを回収して再利用することが可能なガス軟窒化装
置におけるアンモニア回収装置を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装
置は、アンモニアを含む高温下の雰囲気ガス中で鉄鋼部
品等の表面処理を行うガス軟窒化装置において、ガス軟
窒化炉から排出される未分解アンモニアガスを含む混合
ガスのうち、前記未分解アンモニアガスを液化して分離
する冷却手段および圧縮手段と、この冷却手段および圧
縮手段により液化した液体アンモニアを加熱して蒸発さ
せ、前記ガス軟窒化炉に戻す蒸発手段とを有することを
第１の特徴とする。
め、本発明のガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装
置は、アンモニアを含む高温下の雰囲気ガス中で鉄鋼部
品等の表面処理を行うガス軟窒化装置において、ガス軟
窒化炉から排出される未分解アンモニアガスを含む混合
ガスのうち、前記未分解アンモニアガスを液化して分離
する冷却手段および圧縮手段と、この冷却手段および圧
縮手段により液化した液体アンモニアを加熱して蒸発さ
せ、前記ガス軟窒化炉に戻す蒸発手段とを有することを
第１の特徴とする。
【００１０】また本発明は、前述の第１の特徴に加え
て、前記冷却手段および／または圧縮手段において回収
した熱を、前記蒸発手段のエネルギー源として用いるこ
とを第２の特徴とする。
て、前記冷却手段および／または圧縮手段において回収
した熱を、前記蒸発手段のエネルギー源として用いるこ
とを第２の特徴とする。
【００１１】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１２】図１および図２は本発明の一実施例を示す
もので、図１はそのアンモニア回収装置の全体構成図、
図２は同じく概略構成図である。
もので、図１はそのアンモニア回収装置の全体構成図、
図２は同じく概略構成図である。
【００１３】１ａ〜１ｄは４基のガス軟窒化炉であっ
て、５７０〜６００°Ｃに保持された炉内において鉄鋼
部品等のワークに雰囲気ガスを反応させてガス軟窒化処
理を行うものである。ガス軟窒化炉１ａ〜１ｄは各々ガ
ス流量調節器２ａ〜２ｄを介して共通のアンモニアガス
供給路３に接続され、そのアンモニアガス供給路３の上
流端には液体アンモニアタンク４が蒸発器５と圧力指示
調節計６により作動する開閉弁を介して接続される。一
方、前記各ガス流量調節器２ａ〜２ｄに接続される共通
の吸熱型変成ガス供給路７の上流端には、ブタンタンク
８および変成炉９が接続される。而して、液体アンモニ
アタンク４内に貯留された液体アンモニアは蒸発器５で
気化してアンモニアガスとなり、アンモニアガス供給路
３を介して４基のガス軟窒化炉１ａ〜１ｄに供給され
る。また、ブタンタンク８に貯留されたブタンは変成炉
９においてエアーと共に変成されて、例えば、ＣＯ２４
％、Ｈ 2 ４０％、Ｎ2 ４６％の組成を有する吸熱型変成
ガスとなり、吸熱型変成ガス供給路７を介して４基のガ
ス軟窒化炉１ａ〜１ｄに供給される。このとき、各ガス
軟窒化炉１ａ〜１ｄに対応して設けられたガス流量調節
器２ａ〜２ｄで吸熱型変成ガスとアンモニアガスを例え
ば４６：５４の比率で混合することにより、所望の成分
を含む雰囲気ガスをガス軟窒化炉１ａ〜１ｄに供給する
ことができる。
て、５７０〜６００°Ｃに保持された炉内において鉄鋼
部品等のワークに雰囲気ガスを反応させてガス軟窒化処
理を行うものである。ガス軟窒化炉１ａ〜１ｄは各々ガ
ス流量調節器２ａ〜２ｄを介して共通のアンモニアガス
供給路３に接続され、そのアンモニアガス供給路３の上
流端には液体アンモニアタンク４が蒸発器５と圧力指示
調節計６により作動する開閉弁を介して接続される。一
方、前記各ガス流量調節器２ａ〜２ｄに接続される共通
の吸熱型変成ガス供給路７の上流端には、ブタンタンク
８および変成炉９が接続される。而して、液体アンモニ
アタンク４内に貯留された液体アンモニアは蒸発器５で
気化してアンモニアガスとなり、アンモニアガス供給路
３を介して４基のガス軟窒化炉１ａ〜１ｄに供給され
る。また、ブタンタンク８に貯留されたブタンは変成炉
９においてエアーと共に変成されて、例えば、ＣＯ２４
％、Ｈ 2 ４０％、Ｎ2 ４６％の組成を有する吸熱型変成
ガスとなり、吸熱型変成ガス供給路７を介して４基のガ
ス軟窒化炉１ａ〜１ｄに供給される。このとき、各ガス
軟窒化炉１ａ〜１ｄに対応して設けられたガス流量調節
器２ａ〜２ｄで吸熱型変成ガスとアンモニアガスを例え
ば４６：５４の比率で混合することにより、所望の成分
を含む雰囲気ガスをガス軟窒化炉１ａ〜１ｄに供給する
ことができる。
【００１４】さて、ガス軟窒化炉１ａ〜１ｄにおいて、
雰囲気ガスに含まれるアンモニアガスの一部（４〜５
％）がＨ2 とＮに分解してガス軟窒化処理に供される
が、残りの大部分の未分解のアンモニアガスと他の
Ｎ2 、Ｈ2 、ＣＯ、Ｏ2 、Ａｒ等の混合ガスは、連続的
に流入する新しい雰囲気ガスにより流路１０に押し出さ
れてプレクーラ１１に供給される。プレクーラ１１に
は、冷却水タンク１２に貯留した冷却水がポンプ１３に
より流路１４を介して供給され、約６００°Ｃの混合ガ
スは約４０°Ｃまで冷やされる。このようにプレクーラ
１１でアンモニアガスを予め冷却することにより、後続
の圧縮・冷却工程においてアンモニアガスを容易に液化
することができる。
雰囲気ガスに含まれるアンモニアガスの一部（４〜５
％）がＨ2 とＮに分解してガス軟窒化処理に供される
が、残りの大部分の未分解のアンモニアガスと他の
Ｎ2 、Ｈ2 、ＣＯ、Ｏ2 、Ａｒ等の混合ガスは、連続的
に流入する新しい雰囲気ガスにより流路１０に押し出さ
れてプレクーラ１１に供給される。プレクーラ１１に
は、冷却水タンク１２に貯留した冷却水がポンプ１３に
より流路１４を介して供給され、約６００°Ｃの混合ガ
スは約４０°Ｃまで冷やされる。このようにプレクーラ
１１でアンモニアガスを予め冷却することにより、後続
の圧縮・冷却工程においてアンモニアガスを容易に液化
することができる。
【００１５】続いて、前記混合ガスは流路１５を介して
３つの圧縮段を有するコンプレッサ１６に供給され、例
えば第１圧縮段で４．８気圧、第２圧縮段で２３気圧、
第３圧縮段で１１０気圧に圧縮される。このとき、圧縮
により温度が上昇した混合ガスを冷却すべく、第１圧縮
段と第２圧縮段の間に流路１７，１８を介して１段イン
タークーラ１９が介装されるとともに、第２圧縮段と第
３圧縮段の間に流路２０，２１，２２を介して直列に接
続された２段インタークーラＡ２３と２段インタークー
ラＢ２４が介装される。これら３個のインタークーラ１
９，２３，２４のうち、最初の２個のインタークーラ１
９，２３には、各々流路２５，２６を介して前記冷却水
ポンプ１３から冷却水が供給され、また最後のインタク
ーラ２４には後述するように液体アンモニアが冷媒とし
て供給される。
３つの圧縮段を有するコンプレッサ１６に供給され、例
えば第１圧縮段で４．８気圧、第２圧縮段で２３気圧、
第３圧縮段で１１０気圧に圧縮される。このとき、圧縮
により温度が上昇した混合ガスを冷却すべく、第１圧縮
段と第２圧縮段の間に流路１７，１８を介して１段イン
タークーラ１９が介装されるとともに、第２圧縮段と第
３圧縮段の間に流路２０，２１，２２を介して直列に接
続された２段インタークーラＡ２３と２段インタークー
ラＢ２４が介装される。これら３個のインタークーラ１
９，２３，２４のうち、最初の２個のインタークーラ１
９，２３には、各々流路２５，２６を介して前記冷却水
ポンプ１３から冷却水が供給され、また最後のインタク
ーラ２４には後述するように液体アンモニアが冷媒とし
て供給される。
【００１６】前記コンプレッサ１６の前後に各々設けら
れたバッファータンク２７，２８の下流位置と上流位置
とは圧力指示調節計２９により開閉されるバイパス流路
３０で接続され、そのバイパス流路３０には流路３１を
介して冷却水が供給されるバイパスクーラ３２が介装さ
れる。前記バッファータンク２７，２８は、ガス軟窒化
炉１ａ〜１ｄの扉を開閉した際の一時的な圧力低下を緩
衝するように機能する。また、コンプレッサ１６の吸入
量が不足する場合には、バイパス流路３０を介して混合
ガスの一部がコンプレッサ１６の吐出側から吸入側に戻
され、その際混合ガスがバイパスクーラ３２により冷却
される。
れたバッファータンク２７，２８の下流位置と上流位置
とは圧力指示調節計２９により開閉されるバイパス流路
３０で接続され、そのバイパス流路３０には流路３１を
介して冷却水が供給されるバイパスクーラ３２が介装さ
れる。前記バッファータンク２７，２８は、ガス軟窒化
炉１ａ〜１ｄの扉を開閉した際の一時的な圧力低下を緩
衝するように機能する。また、コンプレッサ１６の吸入
量が不足する場合には、バイパス流路３０を介して混合
ガスの一部がコンプレッサ１６の吐出側から吸入側に戻
され、その際混合ガスがバイパスクーラ３２により冷却
される。
【００１７】さて、コンプレッサ１６から吐出された１
１０気圧、２００°Ｃの混合ガスは、流路３３，３４，
３５に直列に介装されたコンデンサＡ３６およびコンデ
ンサＢ３７において冷却され、その際混合ガスの成分中
で最も高沸点（−３５．３５°Ｃ）かつ高臨界温度（１
３２．３°Ｃ）を有するアンモニアガスが液化して気液
分離タンク３８に３０気圧、５°Ｃの条件で貯留され
る。また、その他の利用できないＮ2 、Ｈ2 、ＣＯ、Ｏ
2 、Ａｒ等の混合ガスは、気液分離タンク３８の上部か
ら圧力指示調整計３９により開閉される流路４０を介し
てバーナー４１に供給され、そこで流路４２から供給さ
れるブタンガスと混合して燃焼される。なお、前記コン
デンサＡ３６には流路４３を介して冷却水が供給され、
またコンデンサＢ３７には後述するように液体アンモニ
アが冷媒として供給される。
１０気圧、２００°Ｃの混合ガスは、流路３３，３４，
３５に直列に介装されたコンデンサＡ３６およびコンデ
ンサＢ３７において冷却され、その際混合ガスの成分中
で最も高沸点（−３５．３５°Ｃ）かつ高臨界温度（１
３２．３°Ｃ）を有するアンモニアガスが液化して気液
分離タンク３８に３０気圧、５°Ｃの条件で貯留され
る。また、その他の利用できないＮ2 、Ｈ2 、ＣＯ、Ｏ
2 、Ａｒ等の混合ガスは、気液分離タンク３８の上部か
ら圧力指示調整計３９により開閉される流路４０を介し
てバーナー４１に供給され、そこで流路４２から供給さ
れるブタンガスと混合して燃焼される。なお、前記コン
デンサＡ３６には流路４３を介して冷却水が供給され、
またコンデンサＢ３７には後述するように液体アンモニ
アが冷媒として供給される。
【００１８】気液分離タンク３８内の液体アンモニアは
温度指示計４４および液面指示調節計４５により監視さ
れ、流路４６を介して減圧器４７に送られる。減圧器４
７では液体アンモニア内に溶存していたＣＯ等が除去さ
れ、それらは圧力指示調整計４８により開閉される流路
４９を介して前記バーナー４１に供給されて燃焼され
る。このように、気液分離タンク３８により液体アンモ
ニアに溶け込まないガス（例えば、Ｎ2 、Ｈ2 、…）を
除去した後、減圧器４７で液体アンモニアに溶け込んだ
ガス（例えば、ＣＯ2 ）を除去しているので、極めて純
度の高い液体アンモニアを得ることが可能となる。
温度指示計４４および液面指示調節計４５により監視さ
れ、流路４６を介して減圧器４７に送られる。減圧器４
７では液体アンモニア内に溶存していたＣＯ等が除去さ
れ、それらは圧力指示調整計４８により開閉される流路
４９を介して前記バーナー４１に供給されて燃焼され
る。このように、気液分離タンク３８により液体アンモ
ニアに溶け込まないガス（例えば、Ｎ2 、Ｈ2 、…）を
除去した後、減圧器４７で液体アンモニアに溶け込んだ
ガス（例えば、ＣＯ2 ）を除去しているので、極めて純
度の高い液体アンモニアを得ることが可能となる。
【００１９】このようにして純粋に分離された液体アン
モニアは、前記減圧器４７の液面指示調節計５０により
開閉される流路５１、および前記流路２２内のアンモニ
アの温度を検出する温度記録調節計５２により開閉され
る流路５３を介して前記２段インタークーラＢ２４に冷
媒として供給される。この２段インタークーラＢ２４で
は、コンプレッサ１６の第２圧縮段で圧縮されて２段イ
ンタークーラＡ２３を通過した高温のアンモニアガスが
低温の液体アンモニアにより更に冷却され、逆にその液
体アンモニアにはアンモニアガスから熱を奪って蒸発す
る。なお、この２段インタ−クーラＢ２４においてアン
モニアガスから分離された水分に含まれるガスは、ドレ
ン分離器５４で分離された後、流路５５を介して前記バ
ーナー４１に供給されて燃焼される。
モニアは、前記減圧器４７の液面指示調節計５０により
開閉される流路５１、および前記流路２２内のアンモニ
アの温度を検出する温度記録調節計５２により開閉され
る流路５３を介して前記２段インタークーラＢ２４に冷
媒として供給される。この２段インタークーラＢ２４で
は、コンプレッサ１６の第２圧縮段で圧縮されて２段イ
ンタークーラＡ２３を通過した高温のアンモニアガスが
低温の液体アンモニアにより更に冷却され、逆にその液
体アンモニアにはアンモニアガスから熱を奪って蒸発す
る。なお、この２段インタ−クーラＢ２４においてアン
モニアガスから分離された水分に含まれるガスは、ドレ
ン分離器５４で分離された後、流路５５を介して前記バ
ーナー４１に供給されて燃焼される。
【００２０】一方、前記流路５１から分岐する流路５６
を介してコンデンサＢ３７に供給された低温の液体アン
モニアは、そのコンデンサＢ３７で高温のアンモニアガ
スを冷却することにより液体から気体へと蒸発する。そ
して、前記２段インタークーラＢ２４およびコンデンサ
Ｂ３７において気化したアンモニアガスは、流路５７，
５８を介して温度指示計５９を介装した流路６０に合流
し、そこから前記アンモニアガス供給路３を介して各ガ
ス軟窒化炉１ａ〜１ｄに戻される。このとき、ガス軟窒
化炉１ａ〜１ｄにおいて実際に消費されたアンモニアガ
スを補充すべく、前記蒸発器５とアンモニアガス供給炉
３との間に介装した圧力指示調節計６により、流路６０
内を戻るアンモニアガスの圧力が大気圧よりも４００mm
水柱だけ大きくなるように調節される。
を介してコンデンサＢ３７に供給された低温の液体アン
モニアは、そのコンデンサＢ３７で高温のアンモニアガ
スを冷却することにより液体から気体へと蒸発する。そ
して、前記２段インタークーラＢ２４およびコンデンサ
Ｂ３７において気化したアンモニアガスは、流路５７，
５８を介して温度指示計５９を介装した流路６０に合流
し、そこから前記アンモニアガス供給路３を介して各ガ
ス軟窒化炉１ａ〜１ｄに戻される。このとき、ガス軟窒
化炉１ａ〜１ｄにおいて実際に消費されたアンモニアガ
スを補充すべく、前記蒸発器５とアンモニアガス供給炉
３との間に介装した圧力指示調節計６により、流路６０
内を戻るアンモニアガスの圧力が大気圧よりも４００mm
水柱だけ大きくなるように調節される。
【００２１】このようにして、ガス軟窒化炉１ａ〜１ｄ
から排出される混合ガスに含まれる未分解のアンモニア
ガスを回収して再利用しているので、ガス軟窒化処理に
より実際に消費された僅かな量のアンモニアを補充する
だけで適正な雰囲気ガスを得ることが可能となる。しか
も、２段インタークーラＢ２４およびコンデンサＢ３７
の冷媒としてガス軟窒化炉１ａ〜１ｄから排出される混
合ガスから回収した低温の液体アンモニアに使用してい
るので、前記２段インタークーラＢ２４およびコンデン
サＢ３７は液体アンモニアの蒸発器としての役割も兼ね
ることになり、その結果アンモニアガスの冷却および液
体アンモニアの蒸発のためのエネルギー源を省略するこ
とができる。
から排出される混合ガスに含まれる未分解のアンモニア
ガスを回収して再利用しているので、ガス軟窒化処理に
より実際に消費された僅かな量のアンモニアを補充する
だけで適正な雰囲気ガスを得ることが可能となる。しか
も、２段インタークーラＢ２４およびコンデンサＢ３７
の冷媒としてガス軟窒化炉１ａ〜１ｄから排出される混
合ガスから回収した低温の液体アンモニアに使用してい
るので、前記２段インタークーラＢ２４およびコンデン
サＢ３７は液体アンモニアの蒸発器としての役割も兼ね
ることになり、その結果アンモニアガスの冷却および液
体アンモニアの蒸発のためのエネルギー源を省略するこ
とができる。
【００２２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々の小
設計変更を行うことが可能である。
明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々の小
設計変更を行うことが可能である。
【００２３】例えば、実施例では液体アンモニアを蒸発
させるために高温のアンモニアガスを利用しているが、
その際に液体アンモニアの蒸発を前記２段インタークー
ラＢ２４あるいはコンデンサＢ３７のいずれか一方にお
いて行っても良く、また液体アンモニアの蒸発を個別の
熱源を有する蒸発器により行っても良い。
させるために高温のアンモニアガスを利用しているが、
その際に液体アンモニアの蒸発を前記２段インタークー
ラＢ２４あるいはコンデンサＢ３７のいずれか一方にお
いて行っても良く、また液体アンモニアの蒸発を個別の
熱源を有する蒸発器により行っても良い。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、ガス軟窒化炉から排出される未分解アンモニアガス
を含む混合ガスのうち、前記未分解アンモニアガスを冷
却手段および圧縮手段で液化して分離するとともに、分
離した液体アンモニアを蒸発手段により蒸発させて再利
用しているので、ガス軟窒化処理により実際に消費され
た僅かな量のアンモニアを補充するだけで雰囲気ガス組
成を適正に保持することができ、その結果コスト低減と
資源の節約が可能となる。
ば、ガス軟窒化炉から排出される未分解アンモニアガス
を含む混合ガスのうち、前記未分解アンモニアガスを冷
却手段および圧縮手段で液化して分離するとともに、分
離した液体アンモニアを蒸発手段により蒸発させて再利
用しているので、ガス軟窒化処理により実際に消費され
た僅かな量のアンモニアを補充するだけで雰囲気ガス組
成を適正に保持することができ、その結果コスト低減と
資源の節約が可能となる。
【００２５】また本発明の第２の特徴によれば、冷却手
段および／または圧縮手段から回収した熱を蒸発手段に
おいて利用しているので、特別のエネルギー源を用いる
ことなくアンモニアガスの液化と液体アンモニアを蒸発
を行うことが可能となり、一層のエネルギー節減が達成
される。
段および／または圧縮手段から回収した熱を蒸発手段に
おいて利用しているので、特別のエネルギー源を用いる
ことなくアンモニアガスの液化と液体アンモニアを蒸発
を行うことが可能となり、一層のエネルギー節減が達成
される。
【図１】ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置の
全体構成図
全体構成図
【図２】同じくアンモニア回収装置の概略構成図
１ａ〜１ｄ ガス軟窒化炉 １１ プレクーラ（冷却手段） １６ コンプレッサ（圧縮手段） １９ １段インタークーラ（圧縮手段） ２３ ２段インタークーラＡ（圧縮手段） ２４ ２段インタークーラＢ（圧縮手段、蒸発手
段） ３６ コンデンサＡ（冷却手段） ３７ コンデンサＢ（冷却手段、蒸発手段）
段） ３６ コンデンサＡ（冷却手段） ３７ コンデンサＢ（冷却手段、蒸発手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01C 1/12 B01D 53/58 C23C 8/26 F25J 1/00 F27D 17/00 104
Claims (2)
- 【請求項１】 アンモニアを含む高温下の雰囲気ガス中
で鉄鋼部品等の表面処理を行うガス軟窒化装置におい
て、ガス軟窒化炉（１ａ〜１ｄ）から排出される未分解
アンモニアガスを含む混合ガスのうち、前記未分解アン
モニアガスを液化して分離する冷却手段（１１，３６，
３７）および圧縮手段（１６，１９，２３，２４）と、
この冷却手段（１１，３６，３７）および圧縮手段（１
６，１９，２３，２４）により液化した液体アンモニア
を加熱して蒸発させ、前記ガス軟窒化炉（１ａ〜１ｄ）
に戻す蒸発手段（２４，３７）とを有することを特徴と
する、ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置。 - 【請求項２】 前記冷却手段（１１，３６，３７）およ
び／または圧縮手段（１６，１９，２３，２４）におい
て回収した熱を、前記蒸発手段（２４，３７）のエネル
ギー源として用いることを特徴とする、請求項１記載の
ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00204091A JP3261137B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00204091A JP3261137B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04238811A JPH04238811A (ja) | 1992-08-26 |
| JP3261137B2 true JP3261137B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=11518214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00204091A Expired - Fee Related JP3261137B2 (ja) | 1991-01-11 | 1991-01-11 | ガス軟窒化装置におけるアンモニア回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3261137B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008013406A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Air Water Inc | アンモニアの回収方法、アンモニアの再利用方法、アンモニアの回収装置、およびアンモニアの再利用装置 |
| JP2009179816A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Chugai Ro Co Ltd | 浸炭処理装置 |
| JP2014124584A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Japan Pionics Co Ltd | アンモニア及び水素の回収方法及びその再利用方法 |
-
1991
- 1991-01-11 JP JP00204091A patent/JP3261137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04238811A (ja) | 1992-08-26 |
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|---|---|---|---|
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