合成氨装置节能降耗控制措施

摘要：作为我国经济发展的重要工艺技术之一的合成氨技术一直都是我们研究的主要重点。虽然，我国对于合成氨技术的研究已颇有成效，但是在某方面仍存在一些问题，譬如，所需成本较高，能源消耗量也过大而且生产效率并不高等。因此，本文针对某些问题提出了节能改造措施由此希望提高我国合成氨工艺效率。

关键词：合成氨;装置节能降耗;控制

引言

作为一种较为重要的无机化工产品，氨不仅仅是重要的化工原料，而且对于提升我国经济水平也发挥着不可替代的作用。但是，由于我国在合成氨技术方面生产效率低且能源消耗较大等问题，导致其严重阻碍了相关企业的发展。因此，我们必须要加强对相关设备的改进以及技术的创新，从而有效的降低生产成本，提升经济效益。

1合成氨的工艺流程

原料气的制取、空气的液化及分离、原料气净化、气体的压缩及合成是合成氨主要的四步流程。首先，原料气的制取。氮气和氢气作为主要的合成氨原料气，所以，在合成氨工艺的第一步工序就是制取原料氣。氢气的来源主要是通过石脑油、天然气、煤炭、焦炉气等制取。通过高温将这些原料气与水蒸气作用从而制得含有一氧化碳和氢气的合成器，此过程我们称之为造气。我国目前主要采用三种工艺进行制气：流化床、固定床和气流床。其次，空气的液化及分离。空气的液化和分离主要是先将空气进行液化然后在根据空气中各气体的沸点不同进行升温来获取氧气、氮气，最后通过精馏的方式获得高纯度的氮气等。再者，原料气净化。作为合成氨工艺的重要环节，对原料气的净化显得尤为重要而且也是最为复杂的环节之一。那是因为在合成氨的原料中势必会存有一定数量的无机硫化合物以及有机硫化合物二硫化碳（）、硫醇（RSH）等，所以必须要经过一氧化碳变换、脱硫脱碳以及气体精制过程，从而才能获得满则工艺流程的原料气。最后，氨的合成。作为合成氨工艺的重要环节也是最后一个步骤，氨的合成就是在一定条件下使氢气和氮气发生化学反应的过程。此过程主要包含：气体的压缩和除油、气体的预热和合成、氨的分离、未反应气体的循环、惰性气体的排放以及反应热的回收利用这六个步骤。由于此过程是在高温高压下进行的，所以整个系统也是一个循环利用系统。目前，我国大部分中小型氨厂操作压力为32MPa左右并设置水冷器和氨冷器两次分离，新鲜气和循环气则通过往复式压缩机加压。

2合成氨装置节能降耗控制措施

2.1设备节能选型

第一，炉箅的选择。炉箅性能的好坏将会直接影响到炉子是否正常运行，对于合成氨工艺的节能降耗具有重要意义。在实际选择过程中，如果仅一味的重视炉箅高度，则势必会导致发生炉高度的增加，进而导致其所占炉膛的体积也会变得，导致有效的气化层向上推移，导致气化空间受到限制，二氧化碳的还原无法得到保证，气体成分变差。为此，必须要通过对炉型、通风面积、布风性能、破渣排渣以及带出物等层面进行综合考虑，同时还要注意原料的种类、性质等，优化炉型，科学的选择炉箅;第二，洗涤塔的选择。在合成氨工艺中设置洗涤塔的目的就是为了更好地对高温煤气进行处理，进而有效地降低煤气的温度和清除煤气中残留的杂质等。所以，在进行洗涤塔的选型过程中要保证出塔煤气的温度在40摄氏度以下，塔的进口压力要低于0.4千帕且煤气在管道中的流速也要维持在6m/s左右;第三，科学的选择多管旋风除尘器。在煤制气的过程中往往会出现较多的杂质，所以必须要通过应用除尘效率优良的旋风除尘器。除此以外，在进行除尘器进风口的流速设置过程中必须要保证其大于18m/s，如果其流速较低也会导致其发生堵塞的情况，而如果流速过高也会致使旋风子发生严重的磨损，进而增加其运行阻力。一般情况下，在于效率较高的除尘器串联应用过程中，可以将其放在前级，当发生反应之后在将高效的旋风器放到后级即可。

2.2吹风气回收系统

在合成氨反应过程中吹风气回收系统也是影响节能降耗质量重要因素之一，所以，为了提升合成氨制造效率必须要合理的控制吹风气回收系统。具体措施为：第一，要对燃烧室进行优化改造要尽可能的发挥原底砖的保温性能，从而避免发生堵塞，降低阻力，提升内燃机的存储性;第二，吹风气回收系统内部增加蒸汽清洁系统，进而发挥两个系统的优势作用，有效的提升热硅脂表面摩擦处理效率，实现热量的高质量交换;第三，要及时的更会回收系统中的风机，从而有效的提升气流流速，从而在保证设备安全稳定运行的同时提升生产效率和质量。

2.3膜分离提氢装置

在回收氢气的过程中如果仅采用传统的膜分离提氢装置不仅氢气的回收率无法满足节能降耗白做，而且还减弱了原料加工强度。在加上设备长时期的高强度工作也导致元件发生生锈等问题。所以，随着社会的发展以及科技的进步，化工企业为了更好地满足节能降耗标准要求必须要对该装置进行优化改造，如，可以通过在传统的膜分离提氢装置中加入PLC控制技术来实现膜分离装置自动控制。而且通过应用重组乳液聚合设备不仅可以提升原料的处理能力，而且还有效的降低了资源的浪费，推动了化工企业的可持续发展。

为我国经济发展的重要工艺技术之一的合成氨技术一直都是我们研究的主要重点。虽然，我国对于合成氨技术的研究已颇有成效，但是在某方面仍存在一些问题，所以可以通过设备节能选型、吹风气回收系统以及膜分离提氢装置等的应用来实现该工艺的节能降耗控制。

参考文献

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[2]张伟.合成氨装置节能降耗探究[J].化肥设计，2019（6）.

[3]王刚.合成氨装置节能降耗控制措施[J].化工设计通讯，2019，v.45;No.201（03）：16-17.

作者简介：崔永成，1982年6月17日，男，黑龙江佳木斯人，，汉族，工程师，本科，天然气合成氨、尿素、三聚氰胺、复合肥、硝酸销铵。