合成氨工艺及节能改造探讨
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浅析合成氨工艺节能措施合成氨工艺是制备化肥的关键工艺之一,其能耗一直被业内人士关注。
为了降低生产过程的能耗,提高工艺的经济效益,研究和采用一系列的节能措施已成为化肥行业的必要工作。
本文将从催化剂、反应塔、废热回收和系统优化四个方面对合成氨工艺的节能措施进行浅析。
一、催化剂合成氨反应是一种放热反应,反应条件(高温高压)下对催化剂有较高的要求。
目前,常用的合成氨催化剂为铁或铁钼系列催化剂。
而铁催化剂相较于铁钼催化剂则具有成本低的特点。
因此,在现有的催化剂中,铁催化剂仍是较为普遍使用的催化剂。
在催化剂方面,一方面可通过调节催化剂物种失活的下限,改善其性能,增加其使用寿命;另一方面可通过改变催化剂组成、结构、酸碱性质等方法提高催化效率。
而在工程实践中,随着催化剂的磨损和活性降低,催化床内的气流阻力会不断增加,进而导致氢气和氨气流动的阻力增大、气流混沌程度增强等问题,从而引起反应器内部压力下降和产物纯度下降。
因此,合成氨生产中的催化剂应定期检测和维护,及时对催化剂进行再生处理并更换陈旧的催化剂,以确保生产反应的高效性和生产效率。
二、反应塔目前合成氨反应生产中所使用的反应器主要为垂直式容器反应器,其结构紧凑、流态良好、占地面积少、能耗低等优点,但也存在一些缺点,如分隔效果欠佳、填料容易堵塞、气、液分布不均等。
为了充分考虑反应器的稳定性和运行效率,并达到降低能耗的目的,反应器的结构和设计也开始得到了改进和升级。
在反应器结构方面,采用金属填料可大幅减少反应器填料的仓容率,减少气液相之间的阻力和混沌程度;在反应器运行中,应充分利用废气等资源,通过再生式风机对反应器内的废气进行冷却处理,降低反应器内产生的热量。
为了提高反应器生产效率,光气气流的照明作用可大幅提高其反应的效果,大型反应器应该采用多级分层的设计结构,每级分层设计时须兼顾废气能源的回收和压缩等问题,从而实现反应器内可控制的量程反应。
三、废热回收废热回收是合成氨工艺节能措施中的一个重要组成部分,废气热能的回收可以显著降低能耗,利用废余热量对生产过程进行加热,从而提高煤气利用率。
2019年11月锈优于手工除锈,除锈不好的基层,其涂层的寿命差2~3倍。
除锈后钢构件及时涂刷底漆,一般间隔时间不宜超过4h ,室内或湿度较低的晴朗天气不宜超过12h ,一般施工现场由于工种之间配合协调不好,经常大大超过12h ,这也是涂层质量下降的原因之一。
3.2涂层保护及金属热喷涂涂层的设计应综合考虑以下3个方面:(1)腐蚀介质的类型和浓度、环境的相对湿度及温度、工况条件和防腐蚀年限要求。
(2)设计时应考虑底涂层与基材的适应性,涂料各层之间的相容性和适应性,涂料品种与施工方法的适应性。
(3)涂层品种的防腐性能和耐候性。
在腐蚀性等级要求较高的环境类型中,钢结构防腐蚀宜采用金属热喷涂。
封闭剂应具有较低的黏度,并应与金属涂层具有良好的相容性。
涂装层应与封闭层有相容性,并应有良好的耐蚀性,目前设计一般有如下组合:喷锌加封闭层,喷铝加封闭层,喷锌加封闭层外加涂装层,喷铝加封闭层外加涂装层。
4钢结构防腐蚀设计的优化(1)总平面优化:总平面布置中,宜减少相邻装置或工厂之间的腐蚀影响。
生产过程中大量散发腐蚀性气体或粉尘的生产装置,应布置在厂区全年最小频率风向的上风侧;(2)工艺优化:工艺技术系统中采用密闭性好的设备、管道和阀门,减少跑冒滴漏,并对腐蚀性介质进行有组织的回收或排放,减轻腐蚀性介质对建筑,结构的腐蚀;(3)结构优化:增加重要结构构件和维修困难的构件的富裕量,增加构件本身的防腐性能,减少影响构件抗腐蚀的开口截面,裂缝等;(4)综合优化:既要考虑介质的品种、浓度、温度、湿度、环境条件等因素外,还要预估施工条件,生产以后的管理水平和维修条件等,而且还应和工艺、设备、结构、通风和给排水等专业一起采取综合措施,才能取得较好的效果。
比如厂房积极组织通风,设机械排风或天窗自然通风,就会大大降低有害气体的浓度,从而延长涂层的寿命。
5结语综上所述,化工建筑钢结构腐蚀的发生严重危害了化工建筑的安全生产、浪费社会财产及关乎人民生命安全。
氨合成工艺优化节能降耗氨是重要的化工原料,广泛应用于农业、化肥、医药等各个领域。
然而,传统的氨合成工艺存在能耗高、环境污染等问题。
因此,优化氨合成工艺,实现节能降耗成为迫切的需求。
本文将探讨氨合成工艺优化的关键技术和方法,并分析其在节能降耗方面的应用前景。
一、氨合成工艺现状氨合成的工艺一般采用哈伯-博仑过程。
该过程通过催化剂促使氮气和氢气发生反应生成氨气,但该工艺存在以下问题:1. 能耗高:哈伯-博仑过程中,氮气和氢气以高温高压的条件下进行反应,能耗较高。
2. 产物纯度低:传统工艺中,合成氨的产物中往往含有大量的惰性气体和杂质,需要经过多道分离与纯化步骤。
3. 环境污染:传统氨合成工艺中使用的催化剂存在重金属的含量,容易造成环境污染。
二、氨合成工艺优化的技术和方法为了优化氨合成工艺,降低能耗、提高产能和产物纯度,我们可以采用以下技术和方法:1. 催化剂的改良:改良催化剂的设计和制备,可以提高催化剂的催化活性和选择性,降低反应温度和压力。
2. 反应条件的优化:通过调节反应温度、压力、气体流速等条件,可以提高催化剂的利用率,减少能量损耗。
3. 原料气体的净化:采用先进的气体净化技术,将原料气体中的杂质和惰性气体去除,提高产物纯度。
4. 催化剂的再生与循环利用:通过催化剂的再生和循环利用,减少催化剂的使用量,降低生产成本。
5. 氨合成流程的整合与改进:通过对氨合成反应流程的整合和改进,优化反应步骤,减少能量损耗。
三、氨合成工艺优化的应用前景氨合成工艺优化在节能降耗方面具有广阔的应用前景。
通过改良催化剂和优化反应条件,可以将反应温度和压力降低至适宜的范围,从而降低能耗,提高能源利用效率。
此外,通过净化原料气体和循环利用催化剂,可以提高产物纯度,减少分离与纯化步骤,进一步降低生产成本。
氨合成工艺优化还可以减少环境污染。
采用环保催化剂和先进的气体净化技术,可以降低重金属的含量,减少对环境的污染。
综上所述,氨合成工艺优化是实现节能降耗的重要途径。
浅析合成氨工艺节能措施合成氨是一种重要的化工原料,广泛用于制造化肥、塑料、合成纤维等产品。
目前,合成氨的生产过程中存在能耗高、资源浪费等问题,因此需要采取一系列的节能措施来提高生产效率,降低生产成本。
本文将就合成氨工艺的节能措施进行浅析。
一、提高合成氨转化率合成氨的转化率是指在合成氨反应中氮气和氢气的利用率,转化率越高,氨气的产量就越高,单位能耗就越低。
提高合成氨的转化率是节能减排的重要途径之一。
为了提高合成氨的转化率,可以采取以下措施:1. 优化催化剂催化剂是合成氨反应的关键,优化催化剂能够提高反应速率,降低反应温度,从而提高转化率。
可以采用高活性的催化剂,增加催化剂的使用寿命,减少更换频率,降低生产成本。
2. 控制反应条件在合成氨反应中,温度、压力等反应条件对转化率有着重要影响。
通过调节反应条件,可以提高反应效率,降低单位能耗。
3. 净化原料气原料气中的杂质会影响催化剂的活性,降低转化率。
在合成氨生产中,需要对原料气进行净化,去除氮气和氢气中的杂质,保持催化剂的活性,提高转化率。
二、优化能源利用在合成氨生产过程中,燃料消耗是比较大的一部分能源消耗,因此需要优化能源利用,降低燃料消耗,提高能源利用率。
可以采取以下措施:1. 余热利用合成氨生产过程中会产生大量的余热,可以通过余热回收系统将余热用于蒸汽生产、发电等用途,减少对外部能源的依赖,降低生产成本。
2. 高效燃料选择高效、清洁的燃料,如天然气、甲烷等,降低燃料的消耗,减少对能源资源的依赖,降低环境污染。
3. 节能设备引进节能设备,如高效的换热器、蒸汽轮机等,提高能源利用率,降低能源消耗。
三、提高生产装置的运行稳定性和可靠性合成氨生产过程中,生产装置的运行稳定性和可靠性对节能减排至关重要。
只有保证生产装置的稳定运行,才能够提高生产效率,降低能耗。
可以采取以下措施:1. 定期检修对生产装置进行定期检修,维护设备的完好性,减少设备故障,提高设备的可靠性。
浅析合成氨工艺节能措施合成氨工艺是一种重要的化工生产工艺,广泛应用于化肥、塑料、医药等领域。
合成氨的生产工艺相对复杂,能耗较大,因此在合成氨生产中采取节能措施非常重要。
本文将从合成氨工艺的基本原理和流程入手,浅析合成氨工艺节能措施。
一、合成氨工艺的基本原理和流程合成氨是指由氮气和氢气在一定条件下经化学反应合成的氨气。
常见的合成氨工艺包括哈勃-博希过程、梅洛法等。
这里以哈勃-博希过程为例简要介绍合成氨的基本原理和流程。
哈勃-博希过程是利用高温和高压条件下催化剂催化氮气和氢气反应生成氨气的一种工艺。
具体的反应过程包括:N2 + 3H2 ⇌ 2NH3这是一种放热反应,通常在450-500℃的温度和150-300大气压的压力下进行。
而且,催化剂对反应速率和选择性都有很大的影响。
二、合成氨工艺的能耗特点合成氨工艺的主要能耗来自于氢气和氮气的制备、压缩、加热和反应产生氨气以及氨气的提取和净化等过程。
氢气和氮气的制备是能耗最大的部分,占到了总能耗的75%以上。
由于合成氨反应需要高温高压条件,所以压缩和加热所需的能耗也相当可观。
要想减少合成氨工艺的能耗,就需要在这些环节上下功夫。
1. 催化剂技术催化剂对于合成氨反应具有非常重要的作用,催化剂的选择和运用可以显著影响反应速率和选择性。
目前,人们正在不断研究新型高效的催化剂,力求降低反应温度和压力,从而减少合成氨工艺的能耗。
反应器的改进、催化剂的再生利用也是节能的重要手段。
2. 氢气和氮气的制备氢气和氮气的制备是合成氨工艺中能耗最大的环节,通过改进制氢和制氮的工艺技术,提高氢气和氮气的纯度和产率,可以显著降低能耗。
采用更加高效的制氢工艺,减少能耗和资源消耗,选择更加可持续的氢气和氮气制备工艺等。
3. 热力系统的优化在合成氨工艺中,压缩和加热是非常能耗的环节,因此对热力系统的优化也是降低能耗的关键。
采用高效的压缩机、换热器等设备,合理设计热能回收系统,控制压缩和加热的能耗,都是节能的有效手段。
浅析合成氨工艺节能措施合成氨工艺是工业领域中非常重要的一种化工过程,它是制造化肥和其他化学品的关键步骤。
在合成氨工艺中,大量的能源和原材料被消耗,因此如何降低能耗和提高节能效果是非常重要的。
本文将对合成氨工艺中的节能措施进行浅析,探讨在工业生产中如何更加科学、有效地利用能源资源。
合成氨工艺的节能措施可以从多个方面入手,包括原料利用率的提高、设备单位能耗的降低、新技术的应用等方面。
优化原料利用率是节能降耗的重中之重。
通过减少原料的损耗和提高原料的利用率,可以有效地减少生产过程中的能源消耗和资源浪费。
降低设备单位能耗是节能措施中的另一个重要方面。
通过改进设备结构、提高设备运行效率、优化工艺流程等措施,可以有效地降低设备的能耗水平,从而实现节能降耗的目标。
还可以通过应用新技术,如膜分离技术、催化剂技术等,来改善合成氨工艺的能耗状况,提高生产效率,降低生产成本。
对于合成氨工艺的原料利用率提高,可以采取的措施包括:一是加强原料的预处理工作,通过精选原料、改进原料的储存和运输方式,减少原料的损耗和浪费。
二是完善反应条件,通过优化反应条件、提高反应的选择性和效率,实现原料的充分利用。
三是推广循环利用技术,通过回收利用反应产物或废气废热,实现能源的再利用,减少资源的浪费。
通过以上措施的综合应用,可以有效地提高原料的利用率,降低生产过程中的能耗消耗和资源浪费。
在降低设备单位能耗方面,可以采取的措施包括:一是优化设备结构,通过改进设备设计和制造工艺,提高设备的密封性、传热效率和运行稳定性,减少设备的能耗消耗。
二是提高设备运行效率,通过改善设备的运行条件、加强设备的维护管理,保持设备的良好状态,提高设备的运行效率,降低设备的能耗水平。
三是优化工艺流程,采用先进的控制技术和优化的操作策略,实现设备的合理调度和运行,降低设备的能耗消耗。
合成氨工艺及节能改造对策摘要:合成氨是一种重要的化学原料,广泛应用于农业、化工和能源等领域。
然而,传统的合成氨工艺存在能源浪费和环境污染的问题。
为了提高合成氨工艺的能源利用效率和减少环境影响,需要进行节能改造和技术创新。
本文探讨了合成氨工艺的基本原理,现有的节能改造技术,并提出未来的发展方向。
关键词:合成氨;节能改造;工艺1合成氨工艺的基本原理合成氨的工艺主要包括催化剂反应、压缩、冷却和分离等步骤。
在传统的哈柏-博斯曼工艺中,通过在高温高压下将氮气与氢气催化反应来合成氨。
这个过程需要大量的能量和催化剂,且产生大量的二氧化碳排放。
为了改善工艺的能源效率和环境友好性,需要进行节能改造。
图1为合成氨工艺流程图。
图1合成氨工艺流程图2现有的节能改造技术2.1催化剂改进研发高效的催化剂是提高合成氨工艺能源效率的关键。
近年来,一些新型的催化剂被开发出来,具有更高的催化活性和选择性。
例如,采用过渡金属催化剂的合成氨工艺可以在较低的温度和压力下进行,从而减少能源消耗。
合成氨工艺中存在一些有害物质,如硫化物、氯化物和氧化物等,它们会中毒催化剂,导致催化活性下降【1】。
因此,改进催化剂的抗中毒性能是关键之一。
通过引入抗中毒组分或者改变催化剂的物理和化学性质,可以增强催化剂对有害物质的抵抗能力,延长催化剂的使用寿命。
2.2压缩技术改进在合成氨工艺中,气体的压缩是一个能量密集型的过程。
通过改进压缩机的设计和运行参数,可以减少能源消耗。
例如,采用多级压缩和高效压缩机可以降低压缩过程中的能量损失。
2.3余热回收在合成氨工艺中,有大量的热量会被废气和冷却水带走。
通过利用余热回收技术,可以将废气和冷却水中的热能回收利用,减少能源的浪费。
例如,采用换热器和蒸汽发生器等设备,可以将废气和冷却水中的热量转化为有用的能源。
2.4改进分离技术在合成氨工艺中,需要将产生的氨与未反应的氮气和氢气进行分离。
传统的分离技术消耗大量的能量传统的分离技术消耗大量的能量,例如通过冷凝和吸附等方法进行气体分离。
节能型合成氨工艺与节能技术探讨在基础化学工业中合成氨工业占据着重要位置,其对我国国民经济发展有着较大的影响力。
在化学工业中,氨这一原料非常重要,用途之广泛超过了绝大多数的化工原料。
近几年我国在合成氨技术的节能降耗和工业技术等方面都取得了不小的进步,但是由于合成氨在我国各行各业中都有着非常广泛的应用,有着较大的需求量,其在生产过程中造成的能源损耗和原材料浪费情况依然非常严重。
基于此,本文主要对节能型合成氨工艺与节能技术进行分析探讨。
标签:节能型合成氨;工艺;节能技术1、合成氨工艺概述合成氨生产与国民经济密切相关,其产品氨是制造化肥和其它许多化工产品的原料。
合成氨生产过程因所采用的原料和净化、合成方法的不同形成了不同的工艺流程,能量消耗(能耗)也有差别。
就合成氨典型流程而言,一般分为以下三种:(1)以煤为原料的中小型合成氨流程,如碳化工艺流程、三催化剂净化流程。
特点是生产能力较低,吨氨能耗较高。
(2)以天然气为原料的大型合成氨流程,采用蒸汽转化、热法净化生产方法。
特点是生产能力大,设备效率和能量利用率高,吨氨能耗小。
(3)以重油(或煤)为原料的大型合成氨流程,采用部分氧化、冷法净化生产方法。
特点是生产能力大,吨氨能耗较小。
选用什么方法合成氨,应根据原料、工艺要求和技术经济比较,力求经济合理和操作可靠。
合成氨生产是耗能“大户”,吨氨生产成本中能源费用占70%以上,因而能耗是衡量合成氨技术水平和经济效益的重要标志之一。
合成氨生产中所用原料和燃料有一次能源———煤、石油、天然气等;二次能源———电、蒸汽、热水等。
吨氨能耗的降低体现合成氨技术的进步,如何合理、高效利用能源,作好节能降耗工作,对合成氨生产具有重要意义。
2、合成氨节能技术2.1 转化工序(1)调整一、二段转化炉负荷,使一段炉温降低,燃料天然气用量减少,降耗明显。
(2)采用蓄热式或热管式换热器加热助燃空气,使烟道气排放温度从250℃降至120℃,可回收热量1.17GJ/t。
化工合成氨工艺分析及节能改造措施摘要:本论文旨在对化工合成氨工艺进行分析,并提出相应的节能改造措施。
首先,通过对合成氨的重要性和应用领域的介绍,强调了提高合成氨工艺的能源效率的重要性。
然后,详细分析了传统合成氨工艺的工艺流程及其能耗特点。
接着,提出了一些有效的节能改造措施,包括催化剂的改良、反应器的优化和废热回收利用等。
最后,总结了这些改造措施对于提高合成氨工艺的能源效率和可持续发展的意义。
关键字:化工;合成氨;节能改造;能源效率;可持续发展引言:合成氨是化工领域中重要的中间体和气体产品,在农业、化肥、医药和能源等多个领域有广泛的应用。
然而,传统的合成氨工艺存在能耗高、环境污染严重等问题,不利于可持续发展的要求。
因此,通过对合成氨工艺的分析和改造,提高其能源效率成为亟待解决的问题。
本文将对传统合成氨工艺进行深入分析,并提出相应的节能改造措施,以期为化工行业提供可持续发展的解决方案。
一、传统合成氨工艺的分析传统的合成氨工艺是通过哈伯-博士过程进行合成氨的方法。
该工艺主要包括三个步骤:氮气和氢气的制备、氮氢混合气的合成、合成氨的分离和提纯。
然而,传统工艺存在一些问题,如能耗高、原料利用率低、废热排放等,限制了工艺的能源效率和生产效率。
首先,传统合成氨工艺中的能耗问题主要体现在高温高压的工艺条件下。
由于反应需要较高的温度和压力,导致能源消耗较大。
此外,传统工艺中催化剂的活性较低,需要更高的温度和压力来促进反应,进一步增加了能源的消耗。
其次,传统工艺中的原料利用率较低。
在传统合成氨工艺中,氮气和氢气是主要的原料。
然而,由于反应条件不理想,导致原料的利用率较低,大量原料被浪费。
原料的低利用率不仅增加了生产成本,还对资源的可持续利用造成了压力。
此外,传统合成氨工艺中存在废热排放问题。
在反应过程中,产生大量的废热,其中一部分以冷却水或空气形式排放,导致能源的浪费。
废热的排放不仅造成了能源资源的浪费,还对环境造成了污染。
1.4 氨合成精炼后的气体经过压缩机提压,经预热后,送入氨合成塔,在高温高压和铁基催化剂的作用下,氢气与氮气发生化学反应生成氨,由于氢气和氮气的反应是可逆的,合成塔出口氨含量在15%~20%,整个反应的单程转化率不到20%,为了提高整体转化率,则是对反应后的气体进行冷却、分氨,再加压与新鲜的氢氮气混合送回系统,循环利用,以达到节能优化的目的。
氨合成是整个合成氨工艺的核心,决定了整个工艺的生产成本,也是节能降耗的重要一环。
2 煤化工合成氨工艺节能研究随着工业化进程的加快,能源的过度开采和环境的日益恶化,给人类敲响了警钟,为了实现产业可持续发展,我国一直大力倡导节能减排。
因此必须从源头控制、过程控制、末端治理等方面,通过技术升级、落后产能淘汰、产业进步、回收利用等方法实现这一目标。
目前,我国煤化工正处于产业升级的关键时期,在节能减排方面应深入到更高层次,改善现存的生产模式,实现更好的发展。
基于此,从以下几个方面入手对合成氨工艺的节能进行探索。
2.1 造气工艺的选择我国是一个以煤为主要燃料的国家,世界上种类众多的煤气化技术在我国均有应用。
下面从煤的型态、气化炉型式、喷嘴等方面简单比较其优劣:(1)水煤浆和干粉水煤浆中含有40%左右水分,会使得合成气的热值降低,煤浆浓度对煤的成浆性有要求,对煤的灰含量和灰熔融性温度也有要求,因此对煤质的要求较为严格,适用煤种窄。
但是水煤浆的制备和加压输送比干煤粉容易,投资和运行成本低。
用干煤粉作气化原料,煤粉用惰性气输送,操作安全,且干煤粉不需在炉内蒸发水分,氧气消耗减少,降低了成本。
(2)耐火砖热壁炉和水冷壁炉由于气化温度越高,适用的煤质范围越广,煤气成分越好,因此气化炉需要承受很高的温度。
内衬耐火砖的气化炉可以减少炉壁热损失,但是长期受高温熔渣冲蚀,耐火衬里容易损坏。
水冷壁炉可以承受较高温度,但需要采用高铬镍的特种钢,制造难度大,制造成本高。
(3)单喷嘴和多喷嘴单喷嘴容量受到一定限制,从扩大单炉投煤量和调节生产0 引言近年来,我国合成氨工艺水平在不断发展,但从行业发展现状来看,在能源节约、提高资源利用率方面依然有很大发展空间。
浅析合成氨工艺节能措施1. 引言1.1 合成氨工艺的重要性合成氨是一种重要的化工原料,被广泛用于制造化肥、农药、燃料等产品。
合成氨工艺的重要性在于其在现代社会中的广泛应用,为农业生产、工业生产以及能源生产提供了必要的原料。
合成氨不仅可以提高农作物的产量,还可以满足工业生产对氮肥的需求,同时也可以用作燃料和化工原料。
合成氨的生产工艺一直是工业界关注的焦点之一,因为其生产过程中会消耗大量的能源。
采取节能措施对于合成氨工艺的持续发展至关重要。
通过提高能源利用效率,优化设备设计,改进余热回收系统以及应用先进的控制技术,可以有效降低合成氨生产过程中的能源消耗,实现更加高效、环保的生产过程。
合成氨工艺的重要性体现在其在各个领域的广泛应用以及对现代生产体系的贡献。
为了实现可持续发展,节能减排已经成为全球工业界的共同目标,合成氨工艺的节能措施也需要不断完善和深化。
1.2 能源消耗与节能意义合成氨工艺是工业生产中非常重要的一项工艺,其生产过程需要消耗大量的能源。
能源消耗不仅会增加生产成本,还会对环境造成负面影响。
节能对于合成氨工艺来说至关重要。
合成氨工艺的能源消耗主要来自于压缩、制冷和反应等环节。
压缩机是能源消耗的重要组成部分,压缩机效率的提高可以有效降低能源消耗。
反应器设计的优化和余热回收系统的改进也能有效减少能源消耗。
采用先进的控制技术可以使工艺运行更加稳定高效,也可以进一步减少能源消耗。
节能在合成氨工艺中具有重要的意义,不仅可以降低生产成本、提高生产效率,还可以减少能源消耗对环境的负面影响。
未来的发展方向应当是在不断提高工艺效率的进一步优化能源利用,实现合成氨工艺的可持续发展。
通过不断探索创新,合成氨工艺节能措施将有更广阔的发展前景。
2. 正文2.1 合成氨工艺中的能源消耗主要来源合成氨工艺中最主要的能源消耗来源是氮气的制备。
在合成氨的过程中,氮气与氢气通过催化剂反应生成氨气,而氮气的制备通常涉及空分设备和氧氮分离设备,这些设备消耗大量能源。
合成氨生产工艺节能增效综合改造研究合成氨是一种重要的化工产品,广泛应用于农业、化肥、医药、化工等领域。
然而,传统的合成氨生产工艺存在能耗高、产能低等问题,导致资源浪费和环境污染。
为了解决这些问题,进行合成氨生产工艺节能增效综合改造研究是至关重要的。
本文将从多个角度对合成氨生产工艺节能增效综合改造进行深入探讨,并提出个人观点和理解。
一、合成氨生产工艺的现状及问题合成氨是一种重要的化工原料,其生产工艺一直以来都是工业生产中不可或缺的一环。
然而,传统的合成氨生产工艺存在多个问题,主要包括能耗高、产能低、原料利用率低等。
传统的合成氨工艺主要是采用哈勃-博斯曼工艺,该工艺以高温高压反应条件下进行氮气和氢气的催化合成反应,但是这种工艺能耗极高,产能有限,且存在严重的碳排放问题。
另外,传统合成氨工艺在原料利用率方面也有所不足,存在资源浪费的问题。
二、合成氨生产工艺节能增效的改造方案为了解决传统合成氨生产工艺存在的问题,需要进行综合改造研究,以实现节能增效。
在改造方案方面,可以考虑以下几个方面:1. 新型催化剂的研发:发展高效催化剂,能够在较低温度和压力下催化合成氨,从而降低能耗,提高产能。
2. 绿色工艺技术的应用:采用绿色的生产工艺技术,减少或避免对环境的污染,减少碳排放。
3. 原料利用率的提高:优化原料利用流程,实现资源的充分利用,减少资源浪费。
4. 节能设备的应用:采用高效节能设备,减少能源消耗,提高生产效率。
三、合成氨生产工艺节能增效改造实践案例分析为了更好地理解合成氨生产工艺节能增效改造的实践情况,我们可以通过一些实际的案例来进行分析和总结。
以某合成氨厂的改造实践为例,该厂通过引进新型催化剂和节能设备,实现了生产工艺的节能增效。
优化了原料利用流程,减少了原料浪费,实现了资源的充分利用。
这一实践案例的成功经验对于其他合成氨生产企业具有一定的借鉴意义。
四、综合改造后的合成氨生产工艺效益分析综合改造后,合成氨的生产工艺不仅能够实现节能减排,还可以提高产能,降低生产成本,提高经济效益。
合成氨工艺分析及节能改造措施摘要:合成氨生产过程会大量地消耗煤能源,故需强化对合成氨工艺的分析,并改造其工艺技术,实现能源节约,这对我国能源节约和可持续发展有重要意义。
通过改造节能技术,提升生产效率,减少能源消耗,使生产成本降低,对企业稳定发展有利,进一步加强对其的研究非常有必要。
基于此本文分析了合成氨工艺分析及节能改造措施。
关键词:合成氨工艺;节能改造;措施1、合成氨工艺流程1.1制取原料气氢气制取原料包括很多种,不仅可通过天然气、焦炉气、煤制取,还可通过重质油、石脑油等制取,将这些原料在高温条件下与水蒸气产生作用以制取合成气。
针对固体焦炭、原料煤来说,一般可通过固体燃料气化法对合成气进行制取;针对渣油来说,一般可通过非催化部分氧化法对合成气进行制取;针对石脑油等,可通过二段蒸汽环化法进行制取。
1.2净化原料气净化处理原料气是合成氨工艺的重要流程。
第一,变换一氧化碳。
由于通过煤气化制取的原料气内含较大比重的一氧化碳,而在合成氨生产过程中需要将水蒸气、一氧化碳向氢气、二氧化碳进行转变,将一氧化碳向二氧化碳进行转变可以降低其脱除的难度,同时可以增加氢气含量。
在工业生产过程中,变换一氧化碳是一个需要消耗大量能量的工序,因此应使这一工序的能耗降低,以解决能源浪费问题。
第二,原料气脱碳脱硫。
在合成氨生产过程中,脱碳脱硫是重要环节。
可以通过两种方式进行脱碳,一种是物理吸收法,另一种是化学吸收法。
脱碳的目的是为了避免出现催化剂中毒现象。
在脱碳过程中,回收利用二氧化碳是重要工序,由于二氧化碳不仅能制造碳酸氢铵,还可以制造纯碱和尿素等,因此回收利用二氧化碳可以实现资源节约的目的,同时能得到环保的效果。
1.3合成气的净化合成气的净化主要是脱除二氧化碳,二氧化碳用于合成尿素。
粗合成气中去除二氧化碳时采用两级,气体与MDEA逆流接触,洗手塔采用填料塔,粗合成气上升通过吸收塔时与MDEA接触,二氧化碳被吸收,经汽提后二氧化碳被引入二氧化碳压缩机送往尿素合成车间合成尿素。
合成氨工艺及节能改造分析摘要:在现在信息化社会,越来越多的科学技术被应用在我国化工企业中。
合成氨是一种由煤、石油等原料组成的化学元素,目前在我国化工企业、农业化肥制作等领域应用广泛。
合成氨的过程和步骤非常复杂,传统合成氨技术和工艺较落后,需要化肥大量的原料和能源,而且制作过程漫长,效率低下,不利于化工企业提高经济效益,节约人力物力等。
优化节能合成氨工艺和技术迫在眉睫。
本文通过对合成氨工艺原料、方法的介绍,提出相关节能改造措施,旨在为促进我国合成氨技术优化和创新工作的发展。
关键词:合成氨;工艺步骤;节能改造;措施1 合成氨改造优秀案例随着我国煤化技术的不断创新和发展,越来越多的煤化工企业和农业企业加大了对合成氨节能改造技术的研究,其中某山西煤化工有限公司取得了优异的改造成绩。
通过购买先进设备,挖掘专业型人才,使合成氨制造过程中极大的降低了对环境的污染,减少了原料能源的消耗,为更多企业和研发部门节能改进合成氨过程起到了良好的示范作用。
2对于合成氨工艺步骤的介绍2.1制造生产工艺所需要的原料传统的合成氨制作过程主要涉及的原料和能源是天然气、煤、石油和氮气、氢气等。
氢气的制作过程是先将煤、石油等经过高温燃烧,产生焦炭、煤渣油等固体原料,这些固体原料与水蒸气发生一系列化学反应后,形成所需要的含有氢元素和一氧化碳元素的合成气体。
最后通过专业的催化剂和催化技术使合成气体转化为氢气。
制作氮气的方法比较多,最常用的且得到氮气纯度较高的方式是利用空气为能源原料,首先通过对空气进行物理作用和化学作用,得到所需要的氮气。
最后将空气液化,提高温度,来得到氮气。
除此之外,还能通过去除二氧化碳的化学燃烧方式来获得氮气。
总的来说,具体的合成氨制作过程比较复杂、细致,可选用的方法和手段也比较多。
2.2对于原料气体的净化方法为了提高合成氨的形成效果,需要对合成氨的原料气体进行净化。
合成氨的原料气体净化方法中较为常见的是消除一氧化碳和去除碳硫等。
探究煤化工合成氨工艺及节能改造策略近年来,我国化工产业取得了巨大的发展成就。
化工产品日益增多。
化工产品的使用为日常生活提供了巨大的便利。
化工产品具有丰富的种类和生产方式。
氨在农业化肥中得到了日渐广泛的使用,该化学物质主要通过各类不同材料,诸如煤、炼油气以及石油等生产合成氨。
合成氨在农业、工业以及医药业等诸多领域得到了广泛应用。
本文浅析了煤化工合成氨工艺,探究了煤化工合成氨工艺的节能改造策略,以期为煤化工合成氨提供借鉴。
标签:煤化工;合成氨;节能改造前言:当前,我国的合成氨化工科技取得了迅速发展,并得到了日渐改进。
煤化工合成氨工艺日渐成熟,并在合成氨工业实际生产中得到了日渐广泛的应用。
煤化工合成氨工艺具有相对较低的成本,且能合成纯度较高的氨,但该工艺以煤为原材料。
为降低合成氨工艺对煤的消耗,要立足于实践,采取有效措施,提升煤化工合成氨效率,有效实现对煤化工合成氨工艺的节能改造。
一、煤化工合成氨工艺1、制取原料气煤化工合成氨的首个工艺环节,是制取原料气。
一般通过煤化气法制取原料气,借助氧气、蒸汽,并结合催化剂,对煤实施有效的高温加热,对煤进行分解,产生相关可燃气体,诸如一氧化碳和氢气等。
然后,通过二段蒸汽实施转化,实现对氨气的有效合成。
2、净化原料气对原料气进行制取的方式较为粗略。
原料气制取完成后,还残留着一氧化碳、微量氧气、二氧化碳以及大量硫化物,导致原料气缺乏较高的纯度。
为实现对原料气的有效提纯,要对原料气进行严格净化。
净化工作能将原料气中残留的氨气及氢气之外的所有杂质有效去除。
同时,对原料气进行净化,要注重有效脱硫以及脱碳。
去除原料气中所含的一氧化碳具有较大的难度。
为实现对一氧化碳的尽快去除,要先对一氧化碳实施有效转化,使之转化为二氧化碳以及氢气,降低去除难度,实现对杂质的有效去除,增加氢气原料的提取量,为合成氨提供更多原料[1]。
对一氧化碳进行清除,实际上延续了对原料气的制取。
在该过程中,一氧化碳还能实现对部分氢气的有效转化。
浅谈节能型合成氨工艺近年来,随着能源问题和环保意识逐渐增强,节能型合成氨工艺得到了越来越广泛的应用。
本文将针对节能型合成氨工艺的优势、应用和发展进行分析和讨论。
1. 能源利用率高传统的合成氨工艺中,能源消耗占比较高,而采用节能型合成氨工艺可以大大节省能源消耗。
节能型合成氨工艺采用的催化剂活性高、温度条件温和,使得反应物分子更容易进入催化剂内部进行反应,能源利用率明显提高。
2. 生产成本低合成氨是工业生产中的重要原料,其生产成本成为了工业企业的首要问题。
节能型合成氨工艺可以有效地降低生产成本,提高企业的核心竞争力。
合成氨的生产成本大多与设备运行时的电费、气费、催化剂费用和人工费用等有关,节能型工艺能在以上方面实现节约,降低生产成本。
3. 生产效率高节能型合成氨工艺采用的催化剂具有更好的催化活性和稳定性,能够在较短时间内完成反应过程,从而提高生产效率。
而且,优化的设备结构使得反应器大大缩小,反应器内的气体互相接触更加充分,提高了反应速率。
4. 环保型传统合成氨工艺中产生了大量的CO2和其他有害气体,对环境造成严重污染,因此节能型合成氨工艺的环保性能越来越受到重视。
相对于传统合成氨工艺来说,节能型工艺不仅由于降低了能源消耗,同时还减少了CO2等有害气体的排放,符合现代环保的要求。
节能型合成氨技术的应用已经在国内外的化肥、石油化工、农业等领域得到广泛应用。
其中以化肥生产为最大应用领域。
目前国内化肥生产企业都在积极推行采用这种技术来代替传统的合成氨工艺,比如春晖化工和鲁西化工已经采用了该技术,取得了很好的效果。
随着节能型合成氨工艺的逐步完善和推广,为进一步提高工艺的效率和产品质量,新的节能型合成氨工艺正在逐渐发展。
一些制造商在原有的生产线上加装新的反应器和催化剂,从而达到更高效的反应效果。
此外,利用催化剂表面的微纳米结构、量子态等特性,开发新型催化剂技术,可以进一步降低温度,增加催化活性,实现更节能、高效的合成氨工艺。
合成氨工艺及节能改造探讨
发表时间:2018-12-02T13:12:15.953Z 来源:《基层建设》2018年第29期作者:袁永超
[导读] 摘要:合成氨工艺在我国的应用具有重要意义。
河南省中原大化集团化肥事业部合成氨厂河南濮阳 457000
摘要:合成氨工艺在我国的应用具有重要意义。
合成氨生产过程将消耗大量的煤能源,因此有必要加强合成氨工艺的分析,并改造其工艺技术,实现节能降耗,这对我国能源节约和可持续发展具有重要意义。
本文对合成氨工艺及节能改造措施进行了详细的分析。
关键词:合成氨;工艺流程;节能改造措施
氨是人们日常生活中不可缺少的一种化工产品,主要用于农业生产。
合成氨不仅是氮肥生产的基础,并且氨本身就是重要的化肥原料,因氨不仅是重要的无机化学原料,而且是有机化学的基本原料。
由于合成氨需要大量的能源,如果合成氨工艺流程不够科学与环保,这将导致每年由于合成氨而造成的大量资源浪费,因此合成氨工艺需改进。
一、合成氨的工艺流程
1、原料气的制取。
该工序的主要目的是制取含有氮和氢的原料气。
氢气主要由天然气、石脑油、重质油、煤、焦炭、焦炉气等原料制取。
工业上通常先在高温下将这些原料与水蒸气作用制得含氢、一氧化碳等组分的合成气,这个过程称为造气。
具体而言,对固体原料煤和焦炭,通常采用固体燃料气化法制取合成气;渣油可用非催化部分氧化法获得合成气;对于气态烃和石脑油,工业上采用两段蒸汽转化法制取合成气。
氮气则主要来源于空气,可通过物理方法空气液化或化学方法得到。
第一种物理方法即首先降低温度使空气液化,再升高温度,沸点低的氮气先逸出,从而获得高纯度氮气。
而化学方法是让碳在空气中燃烧,再用脱除气体中的二氧化碳,即得到氮气。
2、净化原料气。
净化处理原料气是合成氨工艺的重要流程。
这一流程相对复杂,包含以下几个环节:1)变换-氧化碳。
由于通过煤气化制取的原料气内含较大比重的一氧化碳,而在合成氨生产过程中需要将水蒸气、一氧化碳向氢气、二氧化碳进行转变,将一氧化碳向二氧化碳进行转变可降低其脱除的难度,同时可增加氢气含量。
在工业生产过程中,变换一氧化碳是一个需要消耗大量能量的工序,因此应使这一工序的能耗降低,以解决能源浪费问题。
2)原料气脱碳脱硫。
在合成氨生产过程中,脱碳脱硫是重要环节。
可通过两种方式进行脱碳,一种是物理吸收法,另一种是化学吸收法。
脱碳的目的是为了避免出现催化剂中毒现象。
在脱碳过程中,回收利用二氧化碳是重要工序,由于二氧化碳不仅能制造碳酸氢铵,还可制造纯碱和尿素等,因此回收利用二氧化碳可实现资源节约的目的,同时能得到环保的效果。
另外,脱硫的方式也包括两种,一种是干法脱硫,另一种是湿法脱硫,其中干法脱硫是指通过固体脱硫剂进行脱硫,可取得良好脱硫效果,但脱硫剂难以再生,在精脱硫中较为常用;湿法脱硫是指通过溶液进行脱硫,此种脱硫方式具有可再生性,在粗脱硫中较为常用。
3、原料气精炼。
经一氧化碳变换和二氧化碳脱除后的原料气尚含有少量残余的一氧化碳、二氧化碳、氧和水等杂质。
为了防止它们对合成催化剂的毒害,原料气在送往合成前,必须经过精炼。
原料气的精炼方法一般有三种,即铜氨液吸收法、甲烷化法和深冷液氮洗涤法。
4、氨的合成。
氨的合成是合成氨工艺流程中最关键也是最后的部分,它是在一定条件下将氢氮混合气体进行化合反应。
氨的合成主要有六步:1)气体的压缩和除油,此步骤采用氢氮气循环流程。
2)气体的预热和合成;3)氨的分离,可回收分离后的气体;4)未反应气体的循环;5)惰性气体的排放;6)反应热的回收利用。
氨的合成过程主要在高温高压下进行,整个系统是一个循环利用系统。
不会造成浪费原料的现象,既降低了生产成本又提高了生产效率。
反应热的回收利用这一环节是合成氨流程中的核心环节。
二、合成氨的节能改造措施
尽管合成氨的用途十分广泛,其生产工艺也趋于成熟,但合成氨的生产对能源的消耗也十分巨大。
合成氨的生产必须依靠不可再生能源作为材料,因此,氨本身就是一种不可再生能源的另一种存在方式,所以做好合成氨的节能改造措施,从而保证合成氨生产减少,对能源的消耗和提高能源的利用效率显得尤为重要。
1、改进废水的循环利用技术。
合成氨的生产中,生产者为了节约成本所使用的原材料通常都是碎煤,碎煤形成煤气水后其中焦油和粉尘的分离并不彻底,从而导致合成氨生产的管道出现堵塞的情况,进而增加了合成氨生产中的热损失。
此外,废水的利用也可提高合成氨的生产,降低煤能源的消耗。
针对废水的循环利用技术改造,要对焦油、煤粉进行二次甚至是多次沉降,同时还要增加气浮装置,争取在进行二次沉降或多次沉降后,较低煤气水中的油质量浓度和悬浮物,减少煤制合成氨装置堵塞概率的发生,提高装置的运行效率。
2、造气工段的技术改进。
1)自动加焦机技术:此技术主要具有节省时间,减少能量消耗,提高能源利用率,安全性强的特点,可有效避免事故的发生。
2)油压微机控制、炉况监测与系统优化技术:此技术可合理调节分配时间,能全面检测造气炉的情况和环境,进行反馈和调节,从而提高生产效率,节约资源,增强安全度,减少事故的发生。
3)集中式回收煤气余热:利用回收器对生产过程中产生的余气进行回收,可提高资源利用率,形成资源的回收利用,有利于发展资源节约型经济,改善我国粗放型经济的情况。
4)集中式高效洗气塔:此方法主要利用高塔喷淋式洗气塔,来降低系统阻力,减少冷却水和污水,起到保护环境的作用。
5)提高入炉蒸汽品质:过热蒸汽可起到稳定炉温,提高蒸汽分解率,降低能源消耗的作用,是合成氨过程中必不可少的环节。
6)吹风气余热回收:对吹风气余热的回收是节约资源的重要措施,此过程主要利用集中式燃烧炉吹风气回收技术,有的企业还可采用三废流化混燃技术,回收利用余热,进而避免资源浪费,提高生产效率,提高经济效益。
7)增设高效静电除焦油器:焦油器的主要作用是保证脱硫质量和提高脱硫效率,提高气体的质量,延长压缩机的寿命,焦油器主要在脱硫工段前和清洗塔后使用,是氨合成生产中重要的仪器。
3、氨分离技术改进。
目前,氨主要是通过两种方法进行分离,一种是水吸收法,另一种是冷凝分离法。
氨分离通常是通过氨分离器进行,相比于传统分离器,此装置相对先进,可避免传统分离器不能彻底分离的弊端,使资源浪费得到有效控制。
此种装置的工作原理是通过气体流向转变实现气体中液滴的分离。
三、合成氨在未来的发展趋势
1、在合成氨的技术开发过程中,最关键的设备是合成气设备,主要为合成气的净化、氨气合成,还有合成气体的压缩。
2、在合成氨的过程中,最有效的途径是以“油改气”为主的调整技术。
这样可改善它的经济效益,增加其市场经济实力。
只有这样,在石油短缺的今天,才可找到更适合的能源来代替它。
3、设备集中化和大型化还有自动化的重要性,只要以这些为中心,能源消耗才能降到很低,才会成为其主流方向。
这样多生产、效率
高,才能在其他资源短缺时及时补充。
4、可把保护环境体现的淋漓极致。
因为在其生产过程中没有不必要的废物和污染大气的产物生成,彻底实现零排放。
四、结语
随着社会的快速发展和科技的进步,人们身边有着越来越多的化工制品,这些化工制品极大地方便了人们的生活,并使其生活质量也因此而得以提高。
化工制品的种类很多,其生产方式也有所不同,氨作为在我国农业化肥中使用较广的一种化学物质,其生产方式主要依靠煤、石油、炼油气等不同的材料使氮和氨进行合成而产生的,也将这种氨称之为合成氨。
合成氨的用途很广泛,对我国的工业、农业、医药业都有着极大的作用。
参考文献:
[1]郭启星.合成氨工艺与技术节能探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2013(16).
[2]李建强.合成氨工艺流程分析与节能措施[J].科技与企业,2014(08).
[3]赵永刚.煤化工合成氨工艺分析及节能改造措施[J].黑龙江科技信息,2016(34).。