合成氨工艺的改进与节能.docx

合成氨工艺条件的改进与节能杨荣安徽建筑工业学院材化学院应用化学专业合肥 230601摘要本文从合成氨工艺中所存在的一些高能耗问题入手，主要分析了合成氨工艺的改进方法，以及从热力供给系统、反应催化剂及系统优化等方面采取措施从而达到节能降耗的目的。文中所给的针对性措施可实际应用到合成氨工厂中。关键词合成氨工艺改进节能降耗生产流程改进措施1 前言合成氨工业自1901年诞生以来，经历了发明阶段、技术推广阶段、原料结构变迁阶段、单系列大型化自动化阶段和节能降耗阶段，历史近一个世纪。目前正处于节能降耗阶段。目前，由于世界范围内的能源紧缺，造成了世界能源价格不断上涨，而氮肥的价格却保持相对稳定，因此高能耗的合成氨厂面临着严峻的形势和挑战，这样，合成氨工艺的改进势在必行。化学工业本来就是个能耗大户，而合成氨又是高能耗产品，目前国内的中小型化肥厂合成氨的能耗普遍高于国外先进制氨工艺厂。工厂的经济效益由工艺的能耗来决定，因此改进合成氨工艺是首要任务。2 合成氨的工业生产途径合成工业是能耗较大的工业之一, 根据原料品种和技术先进程度的不同, 单位产品的能耗差别很大, 因此, 所采用的先进技术应以总体生产节能为目标, 也就是说, 合成工艺开发的总目标在于节能，因此要从能量的综合利用方面来考虑节能方案。2.1 用余热来加热热水以供锅炉或其它工序用2.2 直接利用余热副产高热值的蒸汽供其它工序用2.3 利用副产蒸汽发电供全厂用2.4 本系统内部自热平衡天然气合成氨工业流程图3 降低合成氨工厂能耗的措施中小型工厂一般以天然气为原料制取氨，天然气用量的多少直接决定着工厂能耗，下面列出降低中小型合成氨厂能耗的一些措施：3.1 合成氨工厂造气工序的节能措施3.1.1 降低吹风系统的阻力3.1.2 采用蒸汽自调系统3.1.3 优化造气操作系统3.2 合成氨工厂变换工序的节能措施3.2.1 开发优质低温高效变换催化剂3.2.2 变换炉合理分段并采用合适的降温措施3.2.3 防止变换催化剂衰老、中毒与失活3.2.4 加强保温、降低热损失3.2.5 系统优化设计与优化操作3.3 合成氨工厂合成工序的节能措施3.3.1 开发优质低温高效合成催化剂3.3.2 开发新型氨合成塔3.3.3 防止合成催化剂衰老、中毒与失活3.3.4 加强保温、降低热损失3.3.5 用吸氨制冷代替压缩制冷3.3.6 用吸收分氨代替深冷分氨3.3.7 回收放空气中的氢气和氮气3.3.8 系统优化设计与优化操作4 综合考虑上述各方面所提及的节能措施总结出节能方法与具体实施操作1．造气炉整体改造技术?　　该技术包括造气炉扩径、夹套加高、出口管的移位、适合不同煤种的专用炉篦、炉底转动装置采用变频器进行调速控制等整体配套改造。改造后可明显提高造气炉的制气强度，降低煤耗。?2．合理选择高效造气鼓风机?　　要根据各种造气炉炉径、煤种、发气量要求、系统配套设备与管道阻力的不同，综合考虑合理选择风机，既要足够满足制气吹风的风量要求，又要防止风量过大而造成吹风气带出物增多。?3．自动加焦（煤）机技术?　　使用该技术可节省停炉时间，连续制气、减少热量损失，缩短吹风时间，提高单炉发生量，并有利于稳定炉温与气体成份，降低吨氨煤耗，减轻操作工的劳动强度，减少事故发生。?4．油压微机控制、炉况监测与系统优化技术?　　使用该技术可合理调节控制造气循环分配时间、入炉蒸汽量、氢氮比和加煤、下灰等，能对造气炉的炉况全面监测并进行闭环调优，进而优化生产状态，达到造气系统高产、稳产、低耗的目的。?5．采用高效除尘器?　　选用低阻的高效旋风除尘器，可提高煤气的除尘效率，减少飞屑的损失与设备管道的磨损。?6．集中式回收上、下行煤气余热?　　采用一台集中式对应多台造气炉的热管型余热回收器回收上、下行煤气余热，有利于降低系统阻力及提高余热回收率。?7．集中式高效洗气塔?　　采用一台集中式高效低阻填料洗气塔来取代常用的一台造气炉配一台的空塔喷淋式洗气塔，有利于降低系统阻力与提高洗涤冷却效果，并可减少15%～20%的冷却水与污水处理量。?8．提高入炉蒸汽品质?　　入炉蒸汽采用过热蒸汽，有利于制气过程中炉温的稳定，提高蒸汽分解率与单炉发气量5%～8%，降低吨氨原料煤与蒸汽消耗量。?9．吹风气余热回收?　　借助合成弛放气助燃，采用集中式燃烧炉吹风气回收技术，回收造气吹风气的显热与潜热，副产过热蒸汽。有条件的企业可采用三废流化混燃炉技术将吹风气与造气炉渣结合在一起，回收利用副产过热蒸汽，搞热电联产，有利进一步提高节能效果与经济效益。?10．降低造气系统阻力?　　单炉发生量提高，对于配套的管道与阀门的口径也需相应放大，管道配置尽量减少弯头，配管流向要合理，对洗气塔的煤气管插入深度等需进行相应的调整，这样有利造气炉的制气与节约鼓风机电耗。11．回收利用冷凝水?