熱處理中爐氣氣體組分及碳勢控制

問：

1。氮甲醇?xì)夥盏臓t子加熱爐爐內(nèi)氣氛為CO,氮氣，氫氣及CO2 。還有微量氧氣及水蒸汽嗎？（爐溫930時）
2。直生式氣氛加熱爐爐內(nèi)氣氛為CO，氫氣及CO2 。還有微量氧氣及水蒸汽嗎？（爐溫930時）
3.甲醇裂解+丙酮的爐爐內(nèi)氣氛CO，氫氣及CO2 。還有微量氧氣及水蒸汽嗎？（爐溫930時）
以上爐內(nèi)的氣氛搞不太清，請業(yè)內(nèi)師傅賜教。
另外關(guān)于碳勢控制方面。
碳勢計算是三個值的函數(shù)：CO值、溫度、氧含量。有這三個值就能計算出碳勢嗎？
那種氣氛CO值是固定的，那種氣氛不是固定的？
氧探頭（氧含量）+CO值+溫度 測碳勢
CO分析儀（CO值)+溫度+氧探頭（氧含量） 測碳勢
另外露點儀怎么轉(zhuǎn)化測碳勢呢？

答：

前三個問題回答都是肯定的。至于說碳勢，它是氣氛滲碳能力大小的數(shù)量值。就拿氧探頭來說，是同一氧化鋯（球或片）對兩種不同氣氛（滲碳?xì)夥蘸蛥⒈葰猓┊a(chǎn)生的電勢差，對比理想狀態(tài)（設(shè)定co比率為32.5%、波特率為9600狀態(tài)下）計算得來的氧勢值，再通過溫度值計算得到相應(yīng)的碳勢。相信樓主應(yīng)該明白哪個常量、哪個是變量了。

1 首先要明確任何可控氣氛下的滲碳過程，都存在如下“水煤氣反應(yīng)”：
CO+H2O=CO2+H2 ………（1）
2CO+O2=2CO ………（2）
依據(jù)反應(yīng)式（1），提的前三個問題答案。
2 早先的爐氣“碳勢”控制采用：露點儀、紅外線 分析儀理論基礎(chǔ)也都是來之反應(yīng)式（1），氧探頭作為傳感器之理論基礎(chǔ)為反應(yīng)式（2）。因此，無論哪種儀器（方法）都不能直接測出爐氣的實際碳勢，而是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)式建立數(shù)學(xué)模型（或者叫關(guān)系式）計算出來的爐氣碳勢。
3 以氧探頭為例說明，碳勢的測定既然是建立在數(shù)學(xué)模型之上，就必然存在許多邊界條件（或叫影響因素），而工程上應(yīng)用時又不可能將各個影響因素（邊界條件）都統(tǒng)統(tǒng)考慮進(jìn)去，那么就要抓主要影響因素。從反應(yīng)式（2）可以看出，在恒定溫度下，存在三個變量，假定PCO是相對穩(wěn)定的，就可以通過PO2來控制PCO2含量，也即間接控制了爐氣碳勢。這是目前多數(shù)爐子碳勢控制系統(tǒng)的控制模式。更先進(jìn)一些的所謂多因素控制系統(tǒng)，就是加進(jìn)一臺紅外線CO分析儀，動態(tài)測定CO含量輸入到數(shù)學(xué)模型中精密計算碳勢（Cp）。
4 可控氣氛滲碳中氣體成分是沒有固定的，實現(xiàn)動態(tài)平衡的穩(wěn)定是控制的基礎(chǔ)，所謂的“CO”固定是假定了“載氣成分穩(wěn)定情況下的CO理論值”。常用的數(shù)據(jù)為：Rx氣CO=20%；甲醇直生式CO=32-33%；40%N2+60%CH3OH氣氛中CO=18-20%。