[精品]优化造气工艺降低合成氨消耗浅析.doc

《[精品]优化造气工艺降低合成氨消耗浅析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、优化造气工艺降低合成氨消耗浅析优化造气工艺降低合成氨消耗浅析摘耍：本人在对合成氨造气工艺中的多种重要工艺参数加以研究分析，并提出了改进方案；通过改进后能使合成氨生产的原料得到充分利用，降低了生产成本，提高了经济效益o 关键词：合成氨造气炉 中图分类号：TQ113文献标识码：A引言:氮肥企业对能源的消耗非常大，而对市场冲击如何能史好的优化工艺条件进行技术改造，最大限度的降低生产成本以及搞好装置的挖潜工作，是企业长期发展的关键，笔者拟从吹风系统、炉算改造以及氢氮比的调节上进行阐述。1氢氮比氢氮比是合成氨生产中的一个重耍指标，是与造气、变换、合成等工段有关的控制参数，它直接影

2、响到后工段的产量。 1.1氢氮比的自动控制 由于氢氮比的调节是一个多变量的复杂调节系统，较难建立起被控对象的理想数学模型，而II采用人工手动调节时，波动大、合格率低、滞后时间长，严重影响合成氨产量。氢氮比的控制一般有恒氢法、差减法及色谱氢氮比法三种方法。对屮小氮肥企业来说，恒氢法较为实用，在生产中应用较多的有如下调节方法。 (1)以循环氢和脱硫氢为反馈信号，采用预估算法和常规PTD算法相结合的控制规律，以调节上吹加氮时间和冋收时间，控制含氮量,从而实现氢氮比的自动调节。 (2)将合成补充氢、循环氢、气柜出口氢、气柜高度、气柜出口流量5个电信号，经过毫

3、伏转换器转换成脉冲数字信号后，再经过数据处理。并根据各造气炉的工况，准确无误地向造气微机输出控制信号，改变回收时间或加氮时间，实现超前调节。 (3)仅用变换氢、合成氢这2个信号来自动调节加氮量，以实现氢氮比的自动控制。该方法对稳定炉况起到了较好的作用。从整个操作过程来看，通过稳定炉况来稳定氢氮比不失为两全其美的方法o 1.2氢氮比的选择 当氢气与氮气的体积比为3：1时，氨的平衡浓度最大。如果氢气和氮气中任一组分过量，参加反应的氮氢气体在总气体中的百分率就耍减少。一般情况下，氢气和氮气约占入合成塔气体的80%左右，如果扣除循环气中惰性气体和氨气，把剩余的氢氮气按

4、3:1的比例参与合成反应，则氢气的体积分数应为其屮的75%,氮气为25%。如若氢气过量3%,则氢氮气中氢气的体积分数为78%,氮气的体积分数为22%,而与22%氮气发生反应的只有66%氢，那么，参与反应的氢氮气体则占总气体的88%。如若氢氮混和气中氮气的体积分数过剩3%,则其组分为氮的体积分数28%,氢的体积分数72%,72%的氢气只能与24%的氮气化合，则参与反应的氢氮为96%。显然，氮的过量要比氢的过量好得多。 另外，从氨合成反应速度看，在非平衡的状态下，适当增加氮的分压，有利于催化剂吸附氮的速度。原因是氮的活性吸附是氨合成反应过程中的控制步骤。氢氮气体之比例稍低于3,有利于

5、提高气体中氮的分压，使更多的氮扩散到催化剂表面，增加吸附机会，提高合成率。 2炉算的优化与选择 专用炉算是根据各企业的炉型、原料性质、加煤方式、炭层高度以及各部位阻力等参数设计的一种专门炉算。优选炉算应从炉型、通风面积、布风性能、破渣排渣能力和带出物情况等方面综合考虑。 (1)布风设计专用炉算优化中，最关键的部位是布风设计。合理布风的原则应是控制屮心风量，加大外环区风量。布风强度的优化设计与原料的种类、性质、粒径、气孔率、所用风机的风量与风压、加煤的形式、燃料层总高度以及各部位阻力等有关。 (2)炉型的优选为了防止生产过程中煤气炉炭层下降不均匀，出现

6、塌炭、返焦率上升等现象，直径＜3000nini煤气炉采用六边形均布型炉算，以克服以上不良现象o (3)减少带出物的优化设计要注意内风道间隙和上下层重叠面的设计是否合理，以使下吹带出物量与通风阻力之间达到最优化，既可减少下吹带出物，乂不会影响制气效果。 合成氨企业中根据造气炉的不同通常采用五边炉算或六边炉算，相比之下，六边炉算有更多的优点：①布风均匀。六层六边布风比五层布风均匀性提高20%,炉况稳定，操作弹性大，返焦率降低；②破渣能力强。炉算向上翘起的破渣角老型号为18个，新型号为24个，通过下渣情况看，无大块死疤现象；③下吹带出物少。各层风道间隙减少了，在通风面积相等时

7、，六层风道比五层风道间隙减少15%〜20%,下吹带出物减少，减轻了对下行煤气管道的冲刷；④煤种适应性强。无论使用山西煤、贵州煤、宁夏煤,使用新型炉算的炉子炉况变化不大，较易控制o 3吹风系统 在造气炉的操作中，吹风阶段促使燃料燃烧,蓄积热量，为制气阶段碳与蒸汽的反应创造条件。吹风阶段除要求在尽可能短的时间内将炉温提高到气化过程所需要的温度外，还应尽量减少热损失，降低燃料消耗。从吹风阶段所发生的化学反应