合成氨论文范文二。
题目：分析煤制合成氨装置能耗分析与节能方向
摘要：节能是我国未来发展的重要内容, 以现阶段煤制合成氨装置应用情况为基础, 结合近年来能源消耗特点, 分析煤制合成氨装置能源消耗特点, 并结合我国未来发展需求提出全新的节能方向, 基于此, 文章主要探讨分析煤制合成氨装置的节能措施。
关键词：煤制合成氨; 装置; 节能;
我国现阶段合成氨生产所用的原料有多种, 如煤、重油、天然气、焦炉气等, 其中以煤为基础原料生产的合成氨数量占总数的百分之七十六以上。我国“富煤、缺油、少气”的资源现状和目前能源利用政策以及节能观念的传递, 促使我国现阶段煤制合成氨的数量越来越多, 因此需要加大对以煤为原材料的合成氨工厂能源消耗情况进行研究分析, 并提出行之有效的节能方案。
1 合成氨综合能源消耗的因素分析
1.1 合成循环气量
合成氨能源消耗包含原料消耗和燃料煤消耗、电能消耗等。结合实践分析可知, 在整体合成氨的生产系统当中, 综合能源消耗与系统的循环气量存在反比例关系, 也就说系统综合能源消耗会根据装备循环气量的提升而降低。由此可知, 在实际工作中应适当增大装置负荷, 低于或等于设计能力的负荷都不利于合成氨综合能耗的降低。
1.2 合成气气质
合成气的成分会对合成氨综合能耗产生很大的影响, 如果控制不当将会造成合成氨综合能耗增大, 甚至会直接影响整体系统的温度和压力, 而且会在装置运行过程中产生衍生类问题, 导致整体系统都受到影响。第一, 循环气中氢含量的影响。氢氮比是合成氨生产过程中控制的一个重要指标, 从实际生产情况看, 循环氢由53%上升到62%时, 系统压力降低, 同时系统压差也相应降低。因此, 在实际生产过程中应控制较高的循环氢含量, 以降低合成系统压力和综合能耗。
第二, 循环气中甲烷含量的影响。通过分析合成氨的化学反应原理可知, 甲烷是一种无效气体, 合成气中的甲烷含量与原料气的生产和原料煤组份及气体净化等过程密切相关, 因此循环气中甲烷含量越低则各个阶段的压缩机无效做功也会减少, 且可以提高合成塔催化剂的利用率, 这对减少整体生产阶段的能源消耗有一定的影响作用。但在实际生产过程中, 因为甲烷在合成塔温度控制调节中具备无法替代的作用, 所以在生产中需要将甲烷含量保持在一定的范围内, 甲烷含量过低则合成反应速率加快, 在短时内放出大量热, 导致合成塔内催化剂温度过高, 严重时还会损害催化剂, 同时, 控制循环气中甲烷含量时通过放空来实现的, 甲烷含量越低则放空量越大, 有效气体损失也越大。
1.3 合成氨运行工作
在生产过程中, 具备全面而有效的工艺管理是工作的重点。对合成循环气的氢氮比、合成塔热点温度等内容实施管理, 全面分析工艺技术的改变, 从而及时提出有效的解决方案, 这对减少合成氨综合能源消耗有一定的作用, 工作主要分为以下几点:第一, 结合生产阶段中产生的变化, 及时调节和管理工艺指标, 获取平稳的氢氮比;第二, 在相同产量的背景下, 大循环量压温的形式通常情况下是不能引用的, 虽然多余的反应热会利用废热回收器实施二次应用, 但仍然会造成系统整体能耗的上升;第三, 在温度相等的状况下, 一般要确保合成塔热平衡, 或者是全面提升合成气入废热回收器的温度。
2 煤制合成氨装置节能方向分析
2.1 应用现代化节能的气流床煤气化技术
通过对以往实践案例的分析和研究可知, 煤气化技术在引导煤制合成氨装置节能中占据重要的作用, 气流床煤气化技术因为其具备高效、节能以及环保等特点, 逐渐成为改变生产方式的重要技术。由于国外技术垄断等诸多主客观因素的约束, 我国在大范围高效气流床煤气化技术的基础分析工作受到制约发展缓慢, 但近年来很多大型的煤化工企业致力于具备自主知识产权的大规模高效气流床煤气化技术的研究和开发成效显着, 这符合国民经济发展中对煤炭清洁应用的需求。在现阶段的发展背景下, 引用烟煤、褐煤等粉煤和水煤浆获取合成气技术, 主要发展方向是为了降低净化压缩费用支出, 原材料大都选择应用劣质粉煤, 优化煤种的适应水平和单炉生产能力, 减少原料的损失, 且热能回收率较高, 排渣的方式是液态, 有助于降低环境污染程度。
2.2 转换催化剂改型提升同时回收低位热能
一方面通过应用工艺余热实施工作。主要是依据划分等级收回引用变换余热, 在符合工厂运行条件的背景下, 更多的回收利用低位余热;另一方面, 需要创造具备高活性、低温低压氨合成催化剂, 且在实际生产中加以应用, 其有助于为提升氨净值、减少循环气量, 对降低合成氨成本和综合能耗有着十分重要的意义。
2.3 热能耦合
为了降低生产过程中存在的热损失和效率损失, 将变换步骤与低温甲醇洗的热能实施耦合, 这是合成氨发展过程中急需研究的课题。这种方案全面缩短低温甲醇的工作流程, 降低低压蒸汽的能源消耗。
2.4 应用低温甲醇洗和液氮洗的联合工艺
在应用这一技术过程中, 低温甲醇洗阶段出现的原料气会在分子筛吸附器中对甲醇、二氧化碳等杂质实施清洗, 之后在氮气冷却器中气体和尾液实施逆流换热之后, 引导液氮洗涤进入塔底, 促使气体中的CO、甲烷等冷却、凝固并且溶解在液氮之中, 精制气体需要通过液氮洗涤顶部进行获取。结合改工艺技术开发的各类专利设备的应用, 实现了节能增产的目标, 并开始走向国外市场, 取得了长足的进步和发展, 并对国内煤化工业的发展提供了有力的支持。
3 结语
总而言之, 合成氨工业是国家保障粮食安全的基础, 我国自身的地理位置和矿产资源促使煤制合成氨装置成为合成氨工业发展的重点。结合对现阶段最为优质的煤制合成氨工厂能源消耗状况的分析研究可知, 煤制合成氨的能源消耗情况与国家预期的目标还存在差距, 此时就需要工作人员结合优化技术和创新观念不断减少装置的能源消耗, 降低产品的生产成本, 提高企业在市场上的竞争能力。
