浅谈合成氨生产系统节能技术措施
浅析合成氨工艺节能措施
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。
合成氨行业节能降碳改造升级实施指南
合成氨行业节能降碳改造升级实施指南
随着全球能源和环境问题的日益突出，合成氨行业节能降碳改造升级已成为推进绿色可持续发展的必然趋势。
为促进我国合成氨行业节能降碳改造升级，推进行业绿色发展，制定本指南。
一、节能降碳改造升级的必要性
合成氨生产过程中，携带热量的氢气和氮气需要进行复杂的物质转移和化学反应，能耗较高，同时产生大量的二氧化碳排放。
因此，必须采取一系列措施，从源头上减少能源消耗和二氧化碳排放。
二、节能降碳改造升级的主要措施
1. 完善合成氨生产过程控制系统，提高生产能力和效率。
2. 优化合成氨生产原料的使用，合理调配氢气和氮气的比例，减少能源消耗和二氧化碳排放。
3. 使用先进的合成氨生产技术，改良传统工艺流程，提高生产效率，减少能源消耗和二氧化碳排放。
4. 推广使用清洁能源，如天然气、风能、太阳能等，减少化石能源的使用，降低二氧化碳排放。
三、节能降碳改造升级的实施步骤
1. 制定详细的节能降碳改造升级方案，明确目标和技术路线。
2. 按照方案进行生产线改造，引进先进的生产设备和技术。
3. 建立完善的质量保证体系，确保产品质量和生产效率。
4. 持续进行技术创新和改进，提高生产效率和降低能耗和二氧化碳排放。
四、节能降碳改造升级的效益
1. 降低能源消耗，节约生产成本。
2. 减少二氧化碳排放，降低环境污染。
3. 提高生产效率和产品质量，提升企业竞争力。
综上所述，合成氨行业节能降碳改造升级是加快推进绿色可持续发展的关键之一。
企业要根据本指南提出的措施和实施步骤，积极推进节能降碳改造升级工作，为绿色发展做出应有的贡献。
浅析合成氨工艺节能措施
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
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
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。
浅谈节能型合成氨工艺
浅谈节能型合成氨工艺
节能型合成氨工艺是在合成氨生产过程中，通过改进工艺流程和采用先进的装置设备，以减少能源消耗、提高能源利用率的方式进行合成氨生产的工艺。
节能型合成氨工艺在降
低生产成本、减少对环境的影响方面有很大的潜力。
节能型合成氨工艺在原料选择上采用了更加节能的替代品。
传统的合成氨工艺中，氢
气和氮气作为原料，需要通过高温高压的反应来合成氨。
而节能型合成氨工艺中，可以采
用煤气、天然气等廉价的替代品来替代氢气，从而降低了原料的成本和能源消耗。
节能型合成氨工艺在反应装置上采用了节能节料的技术措施。
通过改进反应装置的结
构和设计，减少反应器的热损失和氨的流失。
通过改进催化剂的性能，提高反应的效率和
选择性，降低反应的温度和压力，减少催化剂的消耗，提高了能源的利用率。
节能型合成氨工艺在能源回收利用方面也有所创新。
在合成氨反应过程中，产生大量
的废热。
传统的合成氨工艺中，这些废热都往往被排放到大气中，造成能源的浪费和环境
的污染。
而节能型合成氨工艺中，通过采用余热回收技术，将废热利用起来，用于加热原
料和蒸汽的生产，从而节约了能源的消耗。
节能型合成氨工艺还注重对废水、废气的处理和污染物的排放控制。
传统的合成氨工
艺中，废水中含有大量的氨氮和重金属离子，排放后对环境造成严重的污染。
而节能型合
成氨工艺中，通过改进工艺流程和引进先进的废水处理技术，将废水中的氨氮和重金属离
子减少到很低的水平，并且通过脱硝和除尘技术处理废气，减少了对环境的影响。
浅析合成氨工艺节能措施
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。
节能型合成氨工艺与节能技术探讨
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
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。
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Ξ浅谈合成氨生产系统节能技术措施辽宁省节能中心 孙永东 陈文辉摘 要 介绍了中小型生产合成氨企业,在生产过程中能耗高,集中论述了采用节能新技术、新工艺、新设备做到运行可靠、经济合理、节能降耗、降低成本、提高经济效益。
关键词 合成氨企业 节能降耗 提高经济效益中图分类号:T Q11312 文献标识码:B 文章编号:1009—3230(2005)03—0003—031 合成氨生产特点合成氨生产从造气到合成都是在许多设备与管线构成的封闭系统中连续完成的,各环节必须密切配合,当某一工序发生故障,就会影响其他工序,造成全线波动,甚至停产。
生产过程中,由于流程长,从开车到稳定生产所需要时间长,即使短暂的停车,也会白白多耗能源供保温用。
因此,必须保证生产连续、稳定,才能作到节能高产,生产的连续性和稳定性决定了仅仅依靠单体设备节能或抓某一项具体措施是远远不够的,需要把节能工作的重点放在搞好系统节能方面来。
合成氨生产必须满足高温、高压、高纯度要求。
在生产过程中有一系列化学反应、传热、燃烧、分离等过程,温度、压力、浓度等因素都影响反应的进行,这些因素又受到设备质量、水质、煤质、季节、气候、操作水平、调度与管理的影响,这样就形成了合成氨生产工艺过程、设备结构、操作管理与生产技术的复杂性。
2 合成氨生产能耗高的主要原因211 管理水平低合成氨生产工艺复杂,各工序、设备间影响因素较多,因此,搞好管理工作尤显重要,能耗高的企业管理水平低,其岗位责任、操作规程、考核指标、设备维护等制度不够健全,这些都严重影响生产系统的经济合理运行。
212 技术落后中、小合成氨企业存在工艺流程不合理、技术落后、设备陈旧、效率低、自控水平差、分析手段落后、使用强度及活性都不理想的高耗能催化剂、水质处理差等。
213 能源综合利用差能源未实行分级利用,低位热能回收差,回收的可燃气体未能合理利用。
214 能源供应不稳定这方面主要表现在煤(焦)、天然气质量不稳定、变化大,给操作带来困难,对气质、气量、催化剂造成严重影响,加上停电、限电、供气压力波动等造成停车减量,破坏了合成氨生产的连续性,致使能耗增加。
3 合成氨生产的节能潜力(1)合成氨生产理论能耗工业上一般用热值计算合成氨的理论能耗,根据1.01MPa(latm),25℃状态下合成氨反应的化学计量式,通过反应物和生成物的低热值计算,得到生产1吨液氨的理论能耗是21.28G J(5.083×106K cal)。
理论能耗应当依据热力学第一定律,以“佣”来计算。
若按上述条件,通过佣平衡的计算,每吨液氨的理论能耗为20.15G J(4.813×106kcal)。
由此可以看出,根据热力学第一定律计算,每32005年第3期(总第93期) 应用能源技术 Ξ收稿日期:2005—03—15吨液氨产品的理论能耗为21.286G J(5.083×106K cal),实际能耗为50.53G J(12.069×106K cal)与理论能耗差距很大,根据热力学第二定律计算,每吨液氨产品的理论能耗为20.15G J(4.183×106K cal),实际能耗为44.78G J(10.6975×106K cal)同样与理论能耗差距也很大,这充分说明合成氨生产还有相当大的节能潜力。
(2)据统计资料显示,我国中、小合成氨平均吨氨综合能耗2247kg标准煤,而全国100家先进中、小合成氨生产企业平均吨氨综合能耗为1949kg标准煤,如果全国中、小合成氨能耗达到目前国内先进水平,则中、小合成氨年节能量达583万吨标准煤,能源消耗将下降20.34%。
因此,对中、小合成氨生产企业来讲,节能降耗大有可为。
4 中、小合成氨耗能工艺节能技术分析通过对中、小合成氨耗能工艺进行热平衡和佣平衡,就可以找到其节能的薄弱环节及节能途径,为了减少能耗,需要知道各工序能量损失的分布情况,见表1。
表1 合成氨各工序能量损失分布表工 序造 气脱 硫变 换脱 碳铜 洗合 成有形损失,热值G J(106kcal)Π佣值G J(106kcal)11吹风气3.10(0.741)Π2.07(0.495)21飞灰1.78(0.427)Π1.77(0.4233)31炉渣3.10(0.742)Π3.04(0.7275)41冷却水4.30(1.029)Π0.67(0.1604)1.20(0.289)Π0.06(0.015)6.08(1.4537)Π0.1(0.0291)0.77(0.1841)Π0.02(0.0060)2.75(0.6576)Π0.08(0.0214)51锅炉排污0.04(0.010)Π0.08(0.002)6.散热1.93(0.461)Π0.28(0.068)0.10(0.025)Π0(0)1.58(0.378)Π0.40(0.097)0.16(0.0386)Π0.01(0.0033)7.废液1.88(0.45)Π1.4(0.353)0.17(0.0411)Π0.02(0.071)8.吹出气与驰放气3.87(0.9256)Π3.47(0.83)合 计14.27(3.41)Π7.58(1.8765)1.98(0.475)Π1.47(0.353)2.79(0.667)Π0.46(0.112)6.25(1.4948)Π0.15(0.0362)0.93(0.2227)Π0.03(0.0093)6.62(1.5832)Π3.56(0.8514)有形损失,佣值G J(106K cal)7.48(1.7885)0.21(0.052) 1.38(0.33)0.76(0.1826) 1.48(0.3527) 2.56(0.6118)有形损失+无形损失,热值G J(106K cal)Π佣值G J(106K cal)总 计14.27(3.41)Π15.34(3.665)1.98(0.475)Π1.69(0.406)2.79(0.667)Π1.85(0.442)6.25(1.4948)Π0.91(0.2188)0.93(0.2227)Π1.51(0.3620)6.62(1.5832)Π6.12(1.4632) 从表3可以看出,能量损失以造气工序最大,约占总损失的一半,其次是合成、变换工序。
因此,造气工序的节能应作为重点。
其中冷却水带走的有形损失能量最多,但佣值不大,即能量质量较低,回收价值不大。
而炉渣、吹风气、飞灰等的有形损失能量损失虽不如冷却水,但所含佣值较大,所以节能应着眼于此。
5 合成氨生产系统节能技术措施在合成氨能耗中,原料煤、燃料煤及电力消耗分别占57%、19%、24%,根据上述分析的薄弱环节,中、小合成氨节能的主要方向是降低两煤消耗,4 应用能源技术 2005年第3期(总第93期)即抓好造气、变换、合成的节能,降低产品氨耗,加强全厂余热综合回收利用,实现“两煤变一煤”。
511 降低两煤消耗两煤消耗占合成氨能耗的76%左右,其高低主要取决于造气、变换两道工序的能耗水平,其次是原料气消耗量和全厂余热回收利用程度。
(1)造气节能采用新型炉蓖;提高入炉煤质量,加强原料的合理管理;充分利用返焦回炉气或与燃煤混合作燃料;利用造气显热过热蒸汽和副产蒸汽,预热给水。
过热蒸汽作气化剂可提高其分解率,提高气体质量和单炉产量降低单耗;降低吹风系统阻力,利用吹风气和合成空气,混合后作燃料。
以回收化学热;气化用工艺蒸汽采用蒸汽透平乏汽,先作功后供气化作用,提高热效率;造气操作条件调优。
(2)变换节能采用优质低温催化剂;合理分段并采用合适的降温措施;预防催化剂衰老、失活,在小型合成氨厂,己广泛推广应用感应单炉加热法使变换催化剂升温还原,该法比燃烧炉加热法可节省还原时间65%左右,每次升温还原可省电10000-12000K W h,省煤60-80T;控制适宜的变换率;严格控制半水煤气中氧含量;提高饱和塔出塔温度;加强保温,减少散热损失。
(3)合成节能降低补充气惰性气体含量;提高放空气惰性气体含量;减少合成系统气体泄漏;采用低温高活性催化剂;取消第一氨冷却器后的分离器,减少系统阻力;增加塔前预热器,提高进塔温度,从而相应提高出塔温度,并增设塔后加热器,循环热水作铜洗再生热源,节约铜洗用气;增设二气等压回收塔,在一定压力下用软水吸收放空气和驰放气中的氨供碳化工段用,废气送造气工段回收余热;采用H2ΠN2比自动调节控制系统,使合成气中的H2/N2比合格率从30-50%提高到80%左右,从而提高氨净值,减少循环功和超压放空损失;二级氨冷器出口气氨送水机系统回收冷量后送高位吸氨;增设合成中置式废热锅炉副产中低压蒸汽。
512 降低产品氨耗(1)稳定碳化工艺,降低碳化过程氨耗。
搞好水平衡,减少清洗过程跑氨;控制好碳化温度,减少氨损失;增大碳氨结晶粒度,降低产品含水量;稳定吸氨操作,减少吸氨尾气氨损失。
(2)减少合成氨生产过程的自用氨耗。
稳定气体成分,降低铜洗氨耗;充分利用回收氨水,减少脱硫氨耗。
513 降低电耗(1)提高压缩机负荷率。
(2)降低系统阻力,提高进口压力,保证冷却效果,降低出口温度及合成压力。
(3)减少高压机泄漏。
(4)采用高净值、低压降合成塔。
(5)低空速运行。
513 全厂余热综合利用如果将合成氨系统各工序所有余热回收并按能量等级使用,把变换余热回收供铜洗使用,合成反应热供变换利用,合成放空气、驰放气以及造气吹风气和炉渣等余热回收后供造气使用,就完全可以大幅度降低甚至取消燃料煤,实现“两煤变一煤”。
6 结论综上所述,当前摆在中、小合成氨企业面前最迫切的任务就是开源节流、合理用能、节能降耗,应用成熟、可靠的节能技术成果,进行节能技术改造,既为国家节约了能源又为企业带来经济效益。
近几年来,全国合成氨节能新技术不断涌现,国家相关部委已向中、小合成氨企业推广了很多先进的节能技术成果,给中、小合成氨企业的发展带来生机。
以上提出的中、小合成氨企业节能技术措施,企业应根据自己的实际情况参考选用。
52005年第3期(总第93期) 应用能源技术 。