浅谈合成氨工艺
【摘 要】合成氨工业诞生于二十世纪初,其规模不断向大型化方向发展。德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,这是目前工业普遍采用的直接合成法。合成氨反应式:N2+3H2=2NH3。合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了各有特色的工艺流程,其工艺都是由三个基本部分组成,即:原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
【关键词】合成氨;工艺流程;工艺原理;反应
1.造气
造气以型煤或块煤为原料,采用间歇式固定层常压气化法,在高温和DCS操作系统控制下,交替与空气和过热蒸气反应,反应方程式:吹风:C+O2=CO2+Q,CO2+C=2CO-Q 2C+O2=2CO+Q,2CO+O2=2CO2+Q上下吹:C+H2O(g)=CO+H2-Q C+2H2O(g)=CO2+2H2-Q。
A.吹风阶段。
吹风阶段的主要作用是产生热量,提高燃料温度。
B.上吹(加氮)阶段。
上吹阶段的主要作用是置换炉底空气,吸收热量,制造半水煤气,同时加入部分氮气。
C.下吹阶段。
下吹阶段的主要作用是制取半水煤气,吸收热量,使上吹后上移的气化层下移。
D.二上吹阶段。
二上吹阶段要作用是将炉底及进风管中煤气吹净并回收,确保生产安全。
E.吹净阶段。
吹净阶段的主要作用是回收造气炉上层空间的煤气及补充适量的氮气,以满足合成氨生产对氢氮比的要求。
在生产中,一般均是多个造气炉组成一组,在多台造气炉同时投入运行时,为了保证造气炉进行吹风排序,也就是要实现吹风时间自寻优及动态跟踪。
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