合成氨工艺流程的系统分析与节能措施
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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。
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。
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。
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1. 引言1.1 研究背景合成氨是一种重要的化工产品,广泛应用于农业和工业领域。
随着社会经济的发展和人们对资源利用效率的要求越来越高,合成氨工艺节能措施成为研究的热点之一。
在合成氨生产过程中,能源消耗大、设备复杂、工艺流程繁琐,因此如何有效减少能源消耗,提高生产效率,已成为工程技术人员急需解决的问题之一。
当前,我国合成氨工业正处于转型升级的关键时期,节能减排已成为企业的必修课。
研究合成氨工艺的节能措施具有重要的现实意义。
本文旨在通过对合成氨生产工艺的概述,以及对节能措施的分析和探讨,探讨如何在合成氨生产中实施节能措施,提高工艺设备的能源利用效率,降低生产成本,促进我国合成氨工业的可持续发展。
1.2 研究目的本文旨在探讨合成氨工艺节能措施的相关问题,通过对合成氨生产工艺的概述和各种节能措施的分析,旨在为工程技术人员提供一些有益的启示和参考。
具体来说,本研究旨在通过优化催化剂配方、改进循环系统、提高装置热效率和优化工艺操作等方式,探讨如何在合成氨生产过程中降低能耗,提高生产效率,减少资源浪费,实现可持续发展。
通过本研究的展开,希望可以为合成氨工艺的节能改造提供一些实用的技术和经验,促进我国化工行业节能减排工作的开展,为环保和可持续发展贡献一份力量。
1.3 研究意义合成氨是一种重要的化工产品,广泛应用于农业、医药、化肥等领域。
在当前能源紧缺和环境污染日益严重的情况下,合成氨工艺的节能措施显得尤为重要。
通过对合成氨工艺的节能研究,可以有效降低生产成本,减少能源消耗,减少排放物,提高工艺效率,从而实现可持续发展的目标。
合成氨工艺的节能研究对于推动我国化工产业的可持续发展具有重要意义。
随着我国经济的不断发展,合成氨工业正处于快速发展阶段,然而高能耗、高排放的问题亟待解决。
通过对节能措施的研究,可以有效提升合成氨工业的生产效率,降低生产成本,减少对环境的影响,提高企业的竞争力,从而实现可持续发展。
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。
合成氨工业节能减排的分析合成氨是一种重要的化工原料,广泛用于生产化肥、染料、医药、塑料等多个行业。
合成氨的生产过程需要耗费大量能源,并且产生大量的二氧化碳和其他温室气体,给环境带来严重的污染。
如何在合成氨工业中节能减排,成为当前亟待解决的问题。
目前合成氨工业的节能减排主要有以下几个方面:优化工艺流程、提高装备效率、利用余热余能、采用清洁生产技术、发展新能源替代传统能源等。
优化工艺流程是实现合成氨工业节能减排的重要手段之一。
通过对反应条件、催化剂、分离技术等方面的优化,可以降低合成氨的生产能耗,减少二氧化碳的排放。
采用高效的催化剂和优化的反应条件可以提高反应的转化率,降低甲烷氧化反应中的二氧化碳排放。
提高装备效率也是节能减排的重要途径。
合成氨工业的各项装备包括压缩机、蒸馏塔、换热器等,优化这些设备的设计和操作参数,提高设备的使用效率,可以减少能源消耗,降低气体排放。
采用高效的换热器和压缩机,可以降低能源消耗,减少二氧化碳的排放。
利用余热余能可以有效降低合成氨工业的能耗。
合成氨工业生产过程中会产生大量的余热、余能,通过合理的余热余能回收利用可以降低工艺流程的能耗,减少二氧化碳的排放。
采用余热锅炉和余热发电技术,可以将废热转化为电能,减少外购电力的消耗。
采用清洁生产技术也是实现合成氨工业节能减排的重要措施。
合成氨工业生产过程中会产生大量的废水、废气,采用先进的废气处理技术和废水处理技术,可以减少大气和水体污染,实现清洁生产,降低环境影响。
发展新能源替代传统能源也是合成氨工业节能减排的重要途径。
传统合成氨工业主要依赖天然气或煤炭作为原料和能源,这些能源在生产和燃烧过程中会产生大量的二氧化碳和其他温室气体。
发展可再生能源或其他清洁能源,如风能、太阳能等替代传统能源,可以降低温室气体的排放,实现绿色可持续发展。
合成氨工业节能减排是一个复杂的系统工程,需要在技术、政策、市场等多方面共同努力。
通过优化工艺流程、提高装备效率、利用余热余能、采用清洁生产技术、发展新能源替代传统能源等措施,可以实现合成氨工业的节能减排目标,推动合成氨工业向清洁、高效、可持续方向发展。
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。
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。
合成氨工业节能减排的分析合成氨工业是一项重要的工业生产过程,它主要用于生产氮、磷、钾等肥料。
然而,合成氨工业的生产过程会消耗大量的能源,同时会产生大量的二氧化碳排放和废水废气。
如何实现合成氨工业的节能减排,是当前合成氨生产企业必须面对和解决的重要问题。
合成氨工业的节能减排主要可以从以下几个方面进行分析和实施:第一,优化反应过程。
合成氨生产的主要反应是通过加热高压氢气和氮气,在催化剂的作用下生成氨气。
当前,可以在反应过程中采用节能催化剂,比如氯化铯、氯化铷等物质,以提高反应速率,缩短反应时间,并减少能源消耗。
此外,在优化催化剂的同时,需注意控制反应的温度和压力,以确保反应效率和质量。
第二,改进热力学循环。
在合成氨工业中,氨气在反应过程中会产生大量的热能,而当前大多数企业采用的是中间循环冷却系统来回收这种能量,如果能够引入更成熟的热力学循环联合发电技术,不仅可以实现能源的高效利用,还可以减少二氧化碳排放量。
第三,加强废水、废气治理。
合成氨工业的生产过程中,会产生大量的废水和废气,这些废水和废气中的有害物质会对环境造成严重的污染。
因此,企业需采取授权的治理措施,对废水废气进行收集、处理和排放。
比如,可以使用膜分离技术和化学吸收等方法对废水进行处理,以达到要求的排放标准。
第四,推广可再生能源。
建立可再生能源发电站,将可再生能源与合成氨工业的过程相结合,实现电力和热力的供应,降低污染以及减少能源消耗。
综上所述,合成氨工业的节能减排需要企业采取措施,采用新技术和方法,实现生产过程中的高效利用能源,减少二氧化碳排放,加强废水、废气等污染物的治理等方面开展工作。
这些措施不仅有助于企业实现可持续发展,还有利于环保和资源保护,促进经济与环境的协调发展。
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。
4 全精馏提氩在实际生产中的应用某公司28000m 3/h 空分设备全精馏制氩系统已经投入运行。
该装置提氩流程采用的是全精馏无氢提氩。
具体步骤是从主塔的适当位置抽取氩馏分进粗氩塔I ,粗氩塔内冷凝器的冷源采用的是液空,然后在粗氩塔II 的顶部获得含量适中的粗氩,其中粗氩中含氧量应低于3ppm ,含氩量必须大于98%。
从主塔的中部逐步进入液化器内进行冷却,经过冷却后的粗氩从纯氩塔的中部进入塔内参与精馏,最后在纯氩塔的底部可以获取纯度极高的液氩。
整个操作过程中,粗氩液化器与纯氩冷凝器所利用的冷源始终是过冷的污液氮,而纯氩蒸发器采用的热源是中压液氮。
具体操作指标规定如下:(1)抽取氩馏分中的含氩量应为9%~11%,抽取数量应为30000~32000Nm 3/h 。
(2)粗氩的产量为850~950Nm 3/h 。
(3)由于该操作过程的弹性较大,目前实际生产量已超出了设计量。
据操作人员估算,最高产出量可达1000Nm 3/h 。
(4)通过对主塔的污液氮纯度进行控制来实现对氩馏分含量的控制,效果非常明显。
(5)粗氩塔和纯氩塔的压力分别控制在30kPa 和40kPa 为最好。
(6)纯氩塔和粗氩塔之间的压力差必须符合规定的标准。
一般情况下,粗氩塔I 内的指标应控制在4~5kPa ,粗氩塔内的指标应控制在8~10kPa ,纯氩塔内的指标应控制在5~8kPa 。
5 对全精馏提氩操作的思考通过实践,对操作进行了一些改进和设想,具体有三个方面。
(1)粗液氩泵应采用变速调节电机,这样对操作过程有三方面的好处。
①预冷启动比较方便,可以利用低转速启动后,等待设备运行正常后,再逐步提高转速。
②对氧气纯度有稳定作用,因为,从目前实际提氩的操作中发现,当粗液氩泵开始启动时,粗氩将会进入粗氩塔I 内完成精馏,此时,下部出现了过量的回流液进入上塔中,这样一来,很容易降低氧气的纯度,然而,当变速实施调节后,通过逐步缓慢的调节,可以避免因上塔工况受到破坏而引发恶性循环。
浅析合成氨工艺节能措施合成氨是一种重要的化工原料,广泛应用于农业、化肥、医药、合成纤维等领域。
合成氨的生产过程是一种耗能较大的化工工艺,因此节能减排一直是合成氨生产过程中关注的问题之一。
本文将从合成氨工艺的节能方面进行分析和讨论。
一、合成氨工艺的原理和流程简介合成氨是由氮气和氢气在催化剂的作用下经过一系列反应而成,其生产过程一般包括氢气制备、氮气净化、氮气和氢气混合、合成氨反应和提取等步骤。
氢气制备是合成氨生产中最耗能的步骤之一,而氮气的净化和氢气的制备都需要大量的能源和资源投入。
节能减排在合成氨工艺中显得尤为重要。
二、合成氨工艺的节能措施1. 提高氢气制备的能源利用率氢气是合成氨的重要原料之一,其制备过程需要大量的能源投入。
为了提高氢气制备的能源利用率,可以采用先进的氢气制备技术,例如采用高效的蒸汽重整工艺、改进煤气化工艺、提高蒸汽催化重整的热效率等方法。
还可以利用余热和余压进行能量回收,将废热废气转化为加热和蒸汽产生等能量,从而降低能源消耗。
2. 氮气净化和氢气制备过程中的催化剂优化在氮气净化和氢气制备过程中,催化剂的选择和使用对能源消耗和生产效率有着重要的影响。
通过优化催化剂的制备工艺、配方和结构设计,可以提高催化剂的活性和稳定性,降低反应温度和压力,减少能源消耗。
还可以通过催化剂再生和循环利用,延长催化剂的使用寿命,减少对资源和能源的消耗。
3. 合成氨反应过程的优化合成氨反应是合成氨工艺中能耗较大的环节之一,为了降低合成氨反应的能耗,可以采用先进的反应器设计和控制技术,提高反应器的稳定性和效率。
还可以优化反应条件,如提高催化剂的活性和选择性、减少反应温度和压力、优化气体流动和混合方式等,从而降低合成氨反应的能耗。
4. 提高合成氨提取的能源利用率合成氨提取是合成氨工艺中的最后一个环节,其能源消耗主要集中在脱气和脱硫过程中。
为了提高合成氨提取的能源利用率,可以采用先进的脱气和脱硫技术,如采用低温吸附脱附、多级脱气和脱硫、利用膜分离和超临界流体萃取等技术,降低能源消耗,提高提取效率。
2018年09月行测量,根据建筑物施工特点进行专业分析,做出合理施工计划,控制把握施工时间,节约材料及工程成本,明确施工步骤,提前做好前期水电疏通工作,以满足外墙保温节能技术施工的准备需要。
3.2施工材料的准备外墙保温节能施工主要材料是抗裂砂浆、粘接砂浆、玻璃纤维网络布、酚醛保温板及聚氨酯保温板及各类保温浆料,其材料施工工艺简单便捷,对于技术要求不高,一定程度的降低工作难度,同时缩短施工时间,提高施工效率。
这种技术在操作过程中,可以省略墙体修复步骤,有效防止施工中脱落情况的发生,相对于其他外墙保温节能技术而言,节约消耗成本,降低工程造价。
3.3外墙保温节能施工的注意事项对于土建建筑外墙的节能保温施工过程中,要以施工的全面性作为重要原则,对建筑整体进行外墙保温节能施工,这样一方面可以避免出现墙体结构裂缝情况,同时可以延长建筑物使用寿命。
在外墙保温节能施工中,技术层面需要注意以下几个方面:第一,注意施工环境的温度,需要保持室外温度高于零上五摄氏度。
第二,注意基层准备,外墙施工前需要将墙体进行填补,防止墙面不平或有油污,涂抹界面剂,要确保墙面含水量充足,便于更好的与保温板粘合。
第三,第三,在保温板的安装过程中,要确保粘合剂晾干4小时后,再进行保温板锚固,固定螺丝后进行网格布搭接。
第四,在安装完成后,需要涂抹水泥砂浆聚合物,厚度控制在5毫米左右,这样可以避免由于受潮导致的墙体裂缝变形现象,更好的起到防潮作用。
4结语综上所述,外墙保温系统具有整体性,在土建建筑进行保温节能施工时,要根据建筑物的特点以及外界自然条件因素,设计与之相匹配的建筑施工方案,同时,要合理控制施工成本,选择合适的保温材料,确保施工质量满足工程要求,降低工程造价,延长建筑物使用年限,更好的顺应城市化建设的发展需要,进一步推动我国建筑行业的发展。
参考文献:[1]赵斌.节能施工技术在建筑土建工程中的应用探讨[J].绿色环保建材,2016(09):4+6.[2]付东伟.浅析节能施工技术在土建建筑工程中的应用研究[J].门窗,2016(08):66+68.[3]唐波.浅析保温节能施工技术在土建建筑外墙施工中的应用[J].门窗,2015(12):60-61.[4]曹志勇.建筑土建工程施工中的节能施工技术分析[J].门窗,2014(04):143.合成氨工艺分析及节能改造措施许向权(江苏晋煤恒盛化工有限公司,江苏徐州221400)摘要:因现代科学信息技术的快速发展,使得无论是生活还是生产中,所有的化工制品产量与加工效果均得到了良好的应用。
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。
合成氨工艺分析及节能改造摘要:在我国工业技术水平不断提升的背景下,合成氨工艺已相对成熟。
然而,在合成过程中仍存在生产力低下、能耗过高等问题。
因此,加强对合成氨工艺流程的节能改造、不断优化其节能技术具有非常必要的意义。
针对这一问题,本文通过对合成氨工艺流程的系统分析,针对实际生产环节中存在的问题提出了几点具有较强针对性的节能改造措施,以供参考。
关键词:合成氨工艺;节能改造;分析引言氨作为无机化工产品在工业生产中具有重要地位,具备极高的经济价值。
同时,合成氨工艺的不断完善为工业经济发展提供了技术支持,并为化工产业的实际生产提供了充足的原料。
然而,实际情况显示,尽管合成氨工艺流程已经被广泛应用,但在生产效率和能源消耗等方面仍然存在一些问题,因而有很大的改进空间。
因此,许多化工企业制定了相应的应对措施,例如进行设备改造和研发催化剂等,从而有效地优化了生产流程并提升了合成氨的经济效益。
一、合成氨工艺流程分析1.制备原料气在合成氨之前,要先准备H2和N2原料气。
制备H2时常使用石油脑、煤、天然气和焦炭等作为原料,并采用高温与水蒸气反应的方法,以获取含有H2、CO等混合气体。
这个过程也称为造气。
在制备H2时,通常使用固体材料(如煤炭、焦炭)时常采用固体气化的方法,而在使用液体材料(如渣油)时,则倾向于选择部分氧化的方式来获取相应的混合气体。
而在利用气体原料等制备混合气体时,则通常使用二段蒸汽转化的方式。
在制备N2时,因为它在空气中的含量相对较高,因此可以通过液化空气的方式或其他化学方法来完成。
如果选择物理方法,只需要调控温度就可以对其进行分离,从而同时分离出O2和N2两种气体。
2.净化原料气原料气制备完成后,应及时净化。
在净化H2、CO混合气时,CO所占比例较高。
可采用加热反应的方法,将CO转化为CO2,增加原料气中H2的含量。
由于该反应需在高温条件下进行,因此能量消耗较大。
在去除原料气中的CO2时,可以使用物理吸收法或化学吸收法进行脱碳工序。
科技专论
合成氨工艺流程的系统分析与节能措施
浙江省丽水市丽水学院 李建强
【摘 要】合成氨工业在我国国民经济中占有重要地位。
本文对合
成氨工艺流程进行了系统分析,并提出有效的节能措施。
【关键词】合成氨;工艺流程;节能措施
合成氨工业是基础化学工业的重要组成部分,在国民经济中占
有重要地位。
氨是化学工业的重要原料之一,具有非常广泛的用途。
我国合成氨技术发展迅速,在工艺技术、节能降耗能方面都有重大进
步,我国氨产量排名世界第一。
一、合成氨工艺流程的系统分析
1.原料气的制取
合成氨的原料是煤、天然气、重油、石脑油和焦碳等。
无论何种
原料均可用CmHn来表示。
这些原料在高温下与水蒸气作用生成以氢
和一氧化碳为主体的合成气。
此过程是强烈吸热过程。
煤气化法是我
国合成氨的主要制气方法。
煤气化法是指用蒸汽、氧和其他气化剂对
煤进行高温加工,使煤转化为氢及一氧化碳等可燃性气体。
对于气态
烃类,工业上普遍采用二段蒸汽转化法制取合成气。
重油部分氧化法
是以重油为原料,利用氧气进行不完全燃烧,使烃类在高温下裂解与
燃烧产生的水蒸气与二氧化碳在高温下与甲烷进行转化反应,从而获
得以氢气和一氧化碳为主体的合成气[1]。
2.原料气净化
无论任何方法制得的粗原料气,除含氢和氮外,还含有硫化氢、
有机硫、一氧化碳、二氧化碳和少量氧等。
这些物质对氨合成催化剂
有毒害,必须进行脱除。
(1)原料气脱硫
在天然气蒸汽转化流程中,脱硫置于管式炉之前,以保护蒸汽
转化催化剂的活性。
在间歇式煤气炉制气流程中,脱硫置于变换之
前,以保护变换催化剂的活性。
在重油部分氧化生产的流程中,脱硫
与脱二氧化碳在同一甲醇洗涤系统中进行。
原料气脱硫的方法很多,
包括干法脱硫和湿法脱硫。
干法脱硫一般有活性炭法、有机硫化氢转
化法和氧化锌法等。
湿法脱硫方法很多,按吸收过程特点可分为化学
吸收法和物理吸收法。
(2)一氧化碳变换
粗原料气一般含有大量的一氧化碳。
通常,需先经过一氧化碳变
换反应,使其转化为易于清除的二氧化碳和氨合成所需要的氢,反应
如下:
CO+H
2O(g)→CO
2
+H
2
因此,一氧化碳的净化过程既是原料气的净化过程,又是原料气制取的继续。
最后,少量一氧化碳可通过铜液洗涤法、液氨洗涤法或者低温变换连串甲烷化法加以脱除[2]。
以煤为原料的中小合成氨厂,一氧化碳变换工序耗用大量外供蒸汽,是工厂的主要能耗工序之一。
因此,降低一氧化碳的能耗是中小型氨厂节能工作的重点。
(3)二氧化碳脱除
原料气经变换后含有大量的二氧化碳。
这些二氧化碳进入合成工序以前必须脱除干净。
同时,二氧化碳又是制造尿素、纯碱、碳酸氢铵的重要原料。
因此,在合成氨的生产过程中,二氧化碳的脱除及其回收利用是脱碳工序的双重目的。
工业上通常采用的脱除二氧化碳的方法为溶液吸收法。
它分为两大类,一类是循环吸收过程,即吸收二氧化碳后在再生塔放出纯态的二氧化碳,以便为制造尿素提供原料。
另一类则是将吸收二氧化碳与其他产品生产结合起来同时进行,例如碳铵、联碱和联尿的生产过程。
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,原料气在送往合成之前,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
氨合成工段的任务是将精制的氢气与氮气合成为氨,提供液氨产品。
氨的合成工序基本由三部分组成,即在高温、高压和催化剂参与的条件下,氢与氮的混合气在合成塔中合成为氨;反应后的混合气体经回收、冷却、冷凝分离出产品氨;未反应的气体和补充的新鲜气体在升压后返回合成塔继续进行合成氨的反应。
整个系统构成一个循环。
氨合成工段是整个合成氨工艺流程的核心。
氨合成工段的生产状况直接影响到工厂成本的高低,是合成氨厂高产低耗的关键工段。
5.氨的分离
在合成塔内的合成反应由于受反应平衡的限制。
仅有部分氢氮气体合成为氨,尚有大部分氢气和氮气未反应。
因此,为了充分利用合成塔出口混合气中未反应的氢气和氮气,同时也为了得到纯净的产品氮,需要将氨从混合气中分离出来。
氨的分离一般采用两种方法。
一种是水吸收法,另一种是冷凝分离法。
目前,我国大型氨厂都采用冷凝分离法分离氨。
冷凝分离法是通过氨冷的方法使混合气中的气态氨冷凝为液态氨,然后通过分离器进行气液分离。
二、合成氨工艺流程的节能措施
合成氨生产是能耗巨大的产业,过程中除消耗原料如煤、天然气、石油等一次能源外,还要消耗大量的电力、蒸汽等二次能源。
合理高效利用能源,做好节能技改工作,已成为合成氨工业的重要内容[3]。
下面是根据合成氨厂的实际情况,提出一些节能措施。
(1)添加合成排放气回收氢装置。
此装置具有节省原料氢消耗,允许二段炉出口甲烷含量较高和降低惰性气含量的优点。
(2)提高表面冷却器效率。
这是普遍使用的节能改造的措施。
(3)采用压降低净值高的径向合成塔代替陈旧的老合成塔。
这一措施不但可以节省循环功和冷却功,还可以降低原料气消耗。
(4)设置一段燃烧炉空气预热器。
(5)脱碳过程的节能。
例如采用两段再生、贫液再生和更换新的活化剂等。
(6)完善热回收系统和利用低位热。
改造热回收系统可使更多的废热产生蒸汽,使原料气和空气进行蒸汽预饱和。
设置氨吸收制冷装置可利用多余的低位能热量,以供合成氨冷凝所需冷量[4]。
(7)在甲烷化前后采用选择性氧化和分子筛干燥工艺。
这可有效提高合成气的利用率和改善氨合成工艺并降低能耗。
(8)提高氨合成的水冷氨量,减少氨冷系统热损失,降低铜液所需冷冻量,可以有效降低电能消耗。
三、结束语
当今世界能源紧缺和价格不断上涨,使合成氨工业的节能降耗已成当务之急。
完善合成氨工艺,采取节能措施,合理高效利用能源,是合成氨生产技术的重要内容。
参考文献
[1]孙凤伟,栾智宇.合成氨工艺技术的现状及其发展趋势[J].化学工程师, 2010(04)
[2]韩明山.合成氨生产技术探讨[J].化学工程与装备,2011(5)
[3]徐松华,王文富,李涛,吴玉华.探讨节能减排技术在合成氨生产中的应用[J]. 科技信息,2011(25).
[4]於子方.合成氨行业节能技术综述[J].企业与科技 2010(03)。