合成氨裝置節能降耗控制措施

摘要：作為我國經濟發展的重要工藝技術之一的合成氨技術一直都是我們研究的主要重點。雖然，我國對于合成氨技術的研究已頗有成效，但是在某方面仍存在一些問題，譬如，所需成本較高，能源消耗量也過大而且生產效率并不高等。因此，本文針對某些問題提出了節能改造措施由此希望提高我國合成氨工藝效率。

關鍵詞：合成氨;裝置節能降耗;控制

引言

作為一種較為重要的無機化工產品，氨不僅僅是重要的化工原料，而且對于提升我國經濟水平也發揮著不可替代的作用。但是，由于我國在合成氨技術方面生產效率低且能源消耗較大等問題，導致其嚴重阻礙了相關企業的發展。因此，我們必須要加強對相關設備的改進以及技術的創新，從而有效的降低生產成本，提升經濟效益。

1合成氨的工藝流程

原料氣的制取、空氣的液化及分離、原料氣凈化、氣體的壓縮及合成是合成氨主要的四步流程。首先，原料氣的制取。氮氣和氫氣作為主要的合成氨原料氣，所以，在合成氨工藝的第一步工序就是制取原料氣。氫氣的來源主要是通過石腦油、天然氣、煤炭、焦爐氣等制取。通過高溫將這些原料氣與水蒸氣作用從而制得含有一氧化碳和氫氣的合成器，此過程我們稱之為造氣。我國目前主要采用三種工藝進行制氣：流化床、固定床和氣流床。其次，空氣的液化及分離。空氣的液化和分離主要是先將空氣進行液化然后在根據空氣中各氣體的沸點不同進行升溫來獲取氧氣、氮氣，最后通過精餾的方式獲得高純度的氮氣等。再者，原料氣凈化。作為合成氨工藝的重要環節，對原料氣的凈化顯得尤為重要而且也是最為復雜的環節之一。那是因為在合成氨的原料中勢必會存有一定數量的無機硫化合物以及有機硫化合物二硫化碳（）、硫醇（RSH）等，所以必須要經過一氧化碳變換、脫硫脫碳以及氣體精制過程，從而才能獲得滿則工藝流程的原料氣。最后，氨的合成。作為合成氨工藝的重要環節也是最后一個步驟，氨的合成就是在一定條件下使氫氣和氮氣發生化學反應的過程。此過程主要包含：氣體的壓縮和除油、氣體的預熱和合成、氨的分離、未反應氣體的循環、惰性氣體的排放以及反應熱的回收利用這六個步驟。由于此過程是在高溫高壓下進行的，所以整個系統也是一個循環利用系統。目前，我國大部分中小型氨廠操作壓力為32MPa左右并設置水冷器和氨冷器兩次分離，新鮮氣和循環氣則通過往復式壓縮機加壓。

2合成氨裝置節能降耗控制措施

2.1設備節能選型

第一，爐箅的選擇。爐箅性能的好壞將會直接影響到爐子是否正常運行，對于合成氨工藝的節能降耗具有重要意義。在實際選擇過程中，如果僅一味的重視爐箅高度，則勢必會導致發生爐高度的增加，進而導致其所占爐膛的體積也會變得，導致有效的氣化層向上推移，導致氣化空間受到限制，二氧化碳的還原無法得到保證，氣體成分變差。為此，必須要通過對爐型、通風面積、布風性能、破渣排渣以及帶出物等層面進行綜合考慮，同時還要注意原料的種類、性質等，優化爐型，科學的選擇爐箅;第二，洗滌塔的選擇。在合成氨工藝中設置洗滌塔的目的就是為了更好地對高溫煤氣進行處理，進而有效地降低煤氣的溫度和清除煤氣中殘留的雜質等。所以，在進行洗滌塔的選型過程中要保證出塔煤氣的溫度在40攝氏度以下，塔的進口壓力要低于0.4千帕且煤氣在管道中的流速也要維持在6m/s左右;第三，科學的選擇多管旋風除塵器。在煤制氣的過程中往往會出現較多的雜質，所以必須要通過應用除塵效率優良的旋風除塵器。除此以外，在進行除塵器進風口的流速設置過程中必須要保證其大于18m/s，如果其流速較低也會導致其發生堵塞的情況，而如果流速過高也會致使旋風子發生嚴重的磨損，進而增加其運行阻力。一般情況下，在于效率較高的除塵器串聯應用過程中，可以將其放在前級，當發生反應之后在將高效的旋風器放到后級即可。

2.2吹風氣回收系統

在合成氨反應過程中吹風氣回收系統也是影響節能降耗質量重要因素之一，所以，為了提升合成氨制造效率必須要合理的控制吹風氣回收系統。具體措施為：第一，要對燃燒室進行優化改造要盡可能的發揮原底磚的保溫性能，從而避免發生堵塞，降低阻力，提升內燃機的存儲性;第二，吹風氣回收系統內部增加蒸汽清潔系統，進而發揮兩個系統的優勢作用，有效的提升熱硅脂表面摩擦處理效率，實現熱量的高質量交換;第三，要及時的更會回收系統中的風機，從而有效的提升氣流流速，從而在保證設備安全穩定運行的同時提升生產效率和質量。

2.3膜分離提氫裝置

在回收氫氣的過程中如果僅采用傳統的膜分離提氫裝置不僅氫氣的回收率無法滿足節能降耗白做，而且還減弱了原料加工強度。在加上設備長時期的高強度工作也導致元件發生生銹等問題。所以，隨著社會的發展以及科技的進步，化工企業為了更好地滿足節能降耗標準要求必須要對該裝置進行優化改造，如，可以通過在傳統的膜分離提氫裝置中加入PLC控制技術來實現膜分離裝置自動控制。而且通過應用重組乳液聚合設備不僅可以提升原料的處理能力，而且還有效的降低了資源的浪費，推動了化工企業的可持續發展。

為我國經濟發展的重要工藝技術之一的合成氨技術一直都是我們研究的主要重點。雖然，我國對于合成氨技術的研究已頗有成效，但是在某方面仍存在一些問題，所以可以通過設備節能選型、吹風氣回收系統以及膜分離提氫裝置等的應用來實現該工藝的節能降耗控制。

參考文獻

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[3]王剛.合成氨裝置節能降耗控制措施[J].化工設計通訊，2019，v.45;No.201（03）：16-17.

作者簡介：崔永成，1982年6月17日，男，黑龍江佳木斯人，，漢族，工程師，本科，天然氣合成氨、尿素、三聚氰胺、復合肥、硝酸銷銨。