各型氨合成塔内件比较
合成塔内件型式对比
将催化剂床层分几段，在催化剂床层间设置间接换热器。
在段数多的情况下，反应接近最适宜温度曲线，段数越多越接近，因而反应速度快氨净值高。
换热器占了一定空间，催化剂装填量少，催化剂装卸也较困难。
复合型
将以上三种型式的某些部件有机的结合在一起，用其中一种的长处，弥补另一种的短处。
如Ⅲ-99型内件在催化剂床层内设置上绝热层、中绝热层、内冷层和下绝热层共四层。上两层用冷激降温，第三段的内冷层中冷管采用直行冷管束，冷管束可自由取出，与内件筒体无焊接点，可以随温度变化而自由伸缩。
多段绝热冷激式
整个催化剂床层分几段，在层间设置冷激。
结构简单，催化剂层内每段除了冷热气混合分布器外，没有其他部件；催化剂装填量多；同平面气流和温度分布均匀，冷激气调节方便；全塔气流阻力较小。
冷激气只起降温作用，不参加上层催化剂反应，每冷激一次，混合气中的氨被稀释一次，减低了全塔的氨净值；各段床层均通过含有毒性气体的新鲜气，因而可造成各段同时中毒；在出口氨净值相同的情况下，该塔型出口气体温度略低于其他塔型，故其热回收效率低；较其他塔型需要有较大换热器传热面积。
内件型式
结Байду номын сангаас特点
优点
缺点
内冷式
它是在催化剂床层中设置冷管，利用在冷管中流动的未反应的冷气体移出反应热。
反应比较的接近最适宜温度曲线进行。冷却管既作催化剂床层冷却用，又作反应前气体预热用。该型式的合成塔内件氨净值较高，操作较稳定，简单。
合成塔内件存在冷管效应，影响催化剂的还原和活性的正常发挥；由于冷管占据床层的部分空间，增加了塔的阻力，冷管结构复杂，与各部件连接点多，容易产生热应力损坏合成塔内件。
低压氨合成装置比较
低压氨合成装置比较马辉;乔洁;庞伟玲【摘要】介绍了45· 80项目和30· 52项目低压氨合成装置工艺流程,并对2套低压氨合成装置进行了比较.比较结果表明,由于氨合成塔内件和合成回路设计的差异,30· 52项目的低压氨合成装置运行效果优于45· 80项目的低压氨合成装置.%The technological processes of low pressure ammonia synthesis units in 45· 80 project and 30· 52 project are introduced and compared.The results show that the operation effect of low pressure ammonia synthesis unit in 30· 52 project is better than that in 45· 80 project due to the design difference of internals in ammonia synthesis tower and synthesis loops.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2018(045)001【总页数】4页(P29-31,59)【关键词】低压氨合成;氨合成塔;内件;合成回路;比较【作者】马辉;乔洁;庞伟玲【作者单位】河南心连心化肥有限公司河南新乡 453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡 453731;河南心连心化肥有限公司河南新乡 453731【正文语种】中文【中图分类】TQ113.26+6.3河南心连心化肥有限公司(以下简称心连心公司)新乡基地的45·80项目和新疆基地的30·52项目均采用低压氨合成技术。
45·80项目于2011年开始筹建，但因当时国内低压氨合成技术尚未成熟、应用业绩少，而国外技术供应商的工艺包和设备费用太高，经多次论证，决定氨合成工段按2套240 kt/a产能设计[1]，于2013年开车运行，但因氨合成塔设计不合理，氨合成回路一直存在不少问题。
ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔
概述湖南安淳高新技术有限公司（以下简称安淳公司）从上世纪80年代起，在分析了国际国内氨合成塔内件优缺点的基础上，独创了ⅢJ型氨合成塔内件，取得了国家专利，是国内数种氨合成塔内件中唯一经原化工部鉴定的内件，鉴定结论是，该内件为国内首创，主要技术指标取得突破性进展，达到国际先进水平。
安淳公司不断创新、不断进取，随后又推出了ⅢJ99型氨合成内件，包含3个新的国家专利技术。
ⅢJ型、ⅢJ99型氨合成内件经由φ800、φ1000到φ1200；后又开发了ⅢJD2000型φ1400、φ1600、φ1800、φ2000氨合成内件。
单塔年产氨能力由20 kt（φ600塔）发展到180 kt、200 kt。
近几年开发的ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔，在技术上又有较大的提升；单塔生产能力日均达850～910 t，受到了用户的青睐。
2 ⅢJD2000型-φ2200氨合成塔的设计思想为实现单系统生产能力规模化和进一步降低能耗，安淳公司在ⅢJD2000型-φ1800、φ2000氨合成内件的基础上，引入新的理念，设计了ⅢJD2000型-φ2200氨合成内件，具体如下。
（1）充分发挥第一绝热层的作用。
进入零米未反应气氨含量低，距离反应平衡很远，反应速度很快，尽量在开始反应的第一层多产氨，使第一层之氨净值达到8％～9％，即第一绝热层温升110～133 ℃。
具体措施如下。
①增加第一绝热层的高度，第一绝热层设计高度2.5～3.1 m。
②降低零米温度，提高热点温度。
进第一绝热层零米点的循环气，氨含量最低（约2.16％），温度低（370～380 ℃），离反应平衡点最远；如零米温度为380 ℃，将第一绝热层反应终点温度设计为490～513 ℃，则第一绝热层的氨含量增加8％～9％（氨净值），即第一绝热层完成氨合成反应的50％。
（2）第一层绝热反应后的热气体，不再采取冷激，而是用塔内换热器间接冷却后再进入第二层，这样更有利于氨合成反应温度接近最适宜温度曲线。
合成塔内件改造简介
合成塔内件改造简介摘要：通过将原有合成塔内件改造为DC-C型合成塔内件，并对这一内件的结构、特点、工艺流程、工艺指标及改造前后对比做了介绍，为其他化工企业改造提供有益借鉴。
关键词：合成塔内件改造效益山西晋丰煤化工有限责任公司高平分公司通过对国内目前已投运的氨合成塔内件进行综合比较，决定采用南京聚拓化工科技有限公司开发的准全径向、低阻力、分置式DC-C型DN2000氨合成塔内件来代替B系统合成原有内件，以达到降低系统阻力、合成氨电耗的目的。
一、DC-C型合成塔内件结构简介合成塔内件分为下述四个大的部件。
F1组合件——第三催化剂筐体、下部出口换热器、触媒筐主体等件组成的部件。
F2组合件——第二催化剂筐体、中部换热器组件等组合部件。
F3组合件——第一催化剂筐体、上部换热器组件等组合部件。
F4组合件——触媒筐盖、软管及相关连接件等部件。
第一反应床层为准全径向反应床反应段（F3组合件）。
它是可以单独从合成塔主体筐中吊出来的结构，它的布局方式是在合成塔上部第一反应床层（F3组合件）中部设置一个轴径向组合床：上部为轴向反应段的触媒筐，下部为径向反应段的触媒筐，组成了第一床准径向型反应段，在轴向和径向段中，设置了一个用于降温的分气盒及内置一个冷激降温盘管；第二反应床为全径向床反应段（F2组合件）。
这个组件中间设置了一个段间换热器，这个床层和第一床催化剂床层一样均为可单独可吊出的结构，它和F3一样，与F1组合件的组合采用了自重式石墨填料盘根密封的结构方式，保证了第二床径向流程合理，不泄漏；第三反应床也为一个全径向床的反应段（F1组合件），这里在合成塔的出口设置了一个内置式换热器，它是催化剂筐的总体床。
其F2（第二径向床组件）、F3（第一径向床组件）、F4（触媒筐盖组件）均要进入F1进行组装，它的下部设置了可以卸出第三床中的催化剂的两根催化卸料管[1]。
二、DC-C型合成塔内件主要特点1.采用段间换热器结构，合成塔催化剂内不设置冷管，减少了“冷管效应”；合成塔内几乎不设置冷激，减少了冷激效应，提高了氨合成反应效率。
各型氨合成塔内件比较
各型氨合成塔内件比较（杭州林达工业技术设计研究所楼寿林）本文主要经过一系列的设计计算并根据操作记录，对工艺性能主要是合成效率，作了计算分析，分别对各典型氨合成塔内件作了一些比较。
氨合成塔出口氨含量，随合成压力增加而升高，随入塔气空速增加和惰气含量增加而减少，其定量关系可使用以下关联式：一、计算关联式：氨合成塔出塔氨浓y a与空速W可由下列伏尔考夫式表示：y a＝A·W-0.278系数A与合成压力P和合成气中惰气含量y i有关，由Sammel strelzoff等文献得：在y i＝0.05～0.1时，A＝2.869×［1-0.0262×(30.0-P)］×［1-1.492×(y I-0.05)］----(1)在y i＝0.1～0.25时，A＝2.223×［1-0.0262×(30.0-P)］×［1-1.925×(y I-0.2)］----(2)用上述公式，可计算不同氨合成塔，在不同操作条件下的出塔氨含量计算值，再以此计算值来评定该塔实际出塔氨浓是否达到该值。
二、各塔型介绍1、YD型：典型的全轴向冷激式氨内件（1）工艺特点：触媒层分四段，各段均进行绝热反应，上下二段间加入冷激气与热气混合降低段间反应气温度供下段反应。
在温度——氨浓图上的操作线呈锯齿阶梯形。
（2）主要优点：结构简单，无冷管热应力问题，无段间换热器而占空间，可多装触媒，各床层均可用冷激气单独调温，方便灵活。
（3）主要缺点：①采用段间冷激气降温的同时稀释了反应气中的氨浓度。
在氨触媒活性相同和氨产量相等条件下，因冷激的副作用，氨净值要降低1.5～2%，提高进塔气温和氨净值等节能措施都与冷激的冷却作用相矛盾。
为了提高热回收率和能位，需提高入塔气温，但当合成塔段间需降低一定温度时，随着冷激气温的提高，冷激气量也随之增加，对氨浓的稀释作用更大。
（详见梅安华主编的《小合成氨厂工艺技术与设计手册》化学工业出版社）。
山东联盟GC-R123YZφ2500氨合成塔内件简述
量， 从而保证氨 合成 反应 处 于较 佳 的工 作状 态 。 、 Ｇ 两股 冷气分别 与出第 二 、 第三 催化剂 床 反 应后 的热气 换热 后 ， 沿 中心 管上 升合 成塔 顶部与调节温度 的冷气副线 ｍ汇合 ， 然后
进入第一 催化 床进行 氨合 成反 应 。反应 后 的热气 体与 冷气
摘要 ： 合成氨工业是国民经济 的支柱产业之一 ， 也是一个 高耗能 的化 工产业 ， 现代化合成 氨生产采 用大 型化 、 集成化 、 自动化技术 的低能耗工艺。国昌化工工程设计有限公 司新研发并施 工的 Ｇ Ｃ～Ｒ １ ２ ３ Ｙ Ｚ ￣ ２ ５ ｏ ｏ氨合成 塔内件是合成 塔内件发展 的一个突破。 关键词 ： 氨合成塔 内件 ； 预组装 ； 气体分布 ； 氨净值
２ ０ １ ５年第 ４ ４卷
另一方面 由于触媒床层 没有 冷管 ， 不存 在冷 管效应 ， 可 充分 发挥床层催化剂的合 成效果 ， 从 而提高 了系统 的氨净值 。
３ 氨合 成塔 内件 在 生产 车 间 的预组 装
根据公 司的要求 和设备制造工 艺的需要 ， 同时也 为 了确
保产 品制造 的质量 ， 氨合成塔塔 内两 台换 热器采用在 国 昌科
采用具有 我国 自主知识产 权 的“ 鱼 鳞筒 ” 二次分 布器技 术： 在分气筒和集气 筒双侧 均设 计 了鱼鳞 筒二次 分布器 ， 气 流从小孔分布后 （ 一 次分布 ） 经鱼鳞筒 二次分 布空间分散 ， 然
后经鱼鳞孔切 向分布 （ 二 次分布 ） 至催 化剂床层 ， 使气体分布 均匀度提高 ， 死角 减少 ， 有效 提 高 了分 布器分 布效 果 （ 见 图
技有 限公 司生产部框架 内进行预组装 的方案 ； 为 了确保整个
中图分类号 ： Ｔ Ｑ １ １ ３ ． ２ ５
氨合成塔
接在一起，构成一个双层的触媒筐 内筒。
结构 材料 流动控制 多孔板内壁设有金属丝网。触煤筐 由两个床层组成，每层触煤都由金属 支承板支承，支承板上有人孔和手孔 供卸触煤时使用。
触媒筐顶部有两个项盖。 • 一个为内件外筒顶盖。在这一顶盖
上面装有两个直径100mm挠性管， 用以向第二床层入口通入冷激气体， 在顶盖的下面有一冷激气环管，环 管上均布56个直径15mm的小孔， 冷激气从小孔中喷出。 • 另一顶盖为触煤筐内筒顶盖。中心 管是一根多孔的管子，外面包有两 层金属丝网，在它的中心有一输气 管，把从换热器壳程来的气体，直 接引入第一触媒床层。
结构 材料 流动控制 温度控制
• 外筒主要承受高压，而不承受高温可用普通 低合金钢或优质低碳钢制成。在正常情况下， 寿命可达40一50年以上。
• 内件虽然在500ºC左右的高温下操作，但只 承受环除气流与内件气流的压差，一般仅 0.5—2.0 MPa，即主要承受高温而不承受 高压。内件需用镍铭不锈钢制作。由于承受 高温和氢腐蚀内件寿命一般比外筒短一些。
• 对于前者，普遍采用的方 法是增大分布管小孔的流 速和压降，以克服分气和 集气流道以及床层填充松 紧所形成的静压差的差异。
• 对于后者通常采用分布管 上端一定长度上不开孔的 方法加以解决。
结构 材料 流动控制 温度控制
气体由塔底封头接管进入塔内， 向上流经内外筒之间环隙以冷 却外筒。气体穿过换热器与上 筒体的环行空间，折流向下经 换热器加热后流入催化剂床层。 气体在每层催化剂床层中进行 绝热反应，而在层与层之间由 冷激管的孔眼喷出冷激气混合 使之降温。气体由第四层催化 床底部流出，折流向上通过中 心管进入换热器管内，换热后 经波纹连接管流到塔外。
氨合成塔内件
氨合成塔内件氨合成塔内件一、引言氨是一种重要的化学原料，广泛用于农业、工业和医药等领域。
氨合成是制备氨的主要方法之一，其核心设备是氨合成塔。
氨合成塔内件是影响氨合成效率和质量的关键因素之一，因此对其结构和性能进行研究和优化具有重要意义。
二、氨合成塔内件分类1.填料填料是氨合成塔内最常见的组件之一。
它们可以提高反应器表面积以增加反应速率，并提供通道以促进反应物混合。
常用的填料包括球形填料、环形填料、骨架网格等。
2.催化剂催化剂是促进反应速率的物质。
在氨合成中，铁钼催化剂被广泛使用。
这种催化剂可以通过增加表面积来提高反应速率，并且可以在低温下有效地促进反应。
3.分布器分布器用于将流体均匀地分配到塔床中。
它们通常由金属或陶瓷制成，具有多个孔洞以确保液体均匀分布。
4.收集器收集器用于将反应产物从塔床中收集。
它们通常由金属制成，具有多个孔洞以确保气体均匀流出。
三、氨合成塔内件的性能要求1.高效传质传质是氨合成过程中的关键步骤之一。
因此，氨合成塔内件需要具有优异的传质性能，以确保反应物在塔床中快速混合和反应。
为了实现高效传质，填料和分布器必须具有大量的表面积和细小的孔径。
2.低压降压降是流体通过塔床时遇到的阻力。
为了实现高效的氨合成，氨合成塔内件需要具有低压降特性，以确保反应物在塔床中快速流动并混合。
因此，在设计和选择填料、分布器和收集器时必须考虑其对压降的影响。
3.耐腐蚀性氨合成过程中产生的化学物质可能会对内部组件造成腐蚀。
因此，氨合成塔内件需要具有良好的耐腐蚀性能，以确保其长期稳定运行。
常用的耐腐蚀材料包括不锈钢、陶瓷和塑料等。
4.高强度和稳定性氨合成塔内件需要具有足够的强度和稳定性，以承受高压和高温等极端条件下的应力。
此外，它们还需要具有良好的耐久性，以确保长期稳定运行。
四、氨合成塔内件的优化为了提高氨合成效率和质量，氨合成塔内件需要不断优化。
以下是一些常见的优化措施：1.改进填料结构填料是氨合成塔内最常见的组件之一，其结构对传质效率和压降特性具有重要影响。
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各型氨合成塔内件比较
氨合成塔是用于合成氨气的关键设备，其内部组件的选择和比较对于
提高氨气的产量和纯度至关重要。
以下是各种类型的氨合成塔内部组件的
比较：
1. 吸收器（Absorber）
吸收器是氨合成塔中的关键组件之一，用于去除产生的废气中的不纯
物质。
在吸收器中，氨气与水接触并发生化学反应，形成水合氨。
常用的
吸收器类型包括板式吸收器、填料吸收器和静态混合吸收器。
板式吸收器
具有较高的传质效率和操作灵活性，但成本较高。
填料吸收器使用填料材
料增加了气液接触面积，但清洗和维护困难。
静态混合吸收器结构简单，
维护方便，但传质效率较低。
2. 变换器（Converter）
变换器是氨合成塔中的核心组件，用于催化氮气和氢气的反应生成氨气。
常见的变换器类型包括管壳式变换器和板式变换器。
管壳式变换器具
有较高的换热效率和维护便利性，但存在管壁堵塞和换热表面容易受到腐
蚀的问题。
板式变换器具有更大的冷却表面和更好的热传导性能，但清洗
和维护复杂。
3. 分离器（Separator）
分离器是氨合成塔中用于分离氨气和未转化的气体的重要组件。
常见
的分离器类型包括空气式分离器和液氨式分离器。
空气式分离器通过冷却
和压缩将氮气和氢气分离，然后将氢气再循环回变换器。
液氨式分离器通
过减压和冷却将氨气和未转化的气体分离，然后从液体中将氨气解吸出来。
空气式分离器具有较低的能耗和更好的气体分离效果，但液氨式分离器较为简单和便宜。
4. 加热器（Reactor Heater）
加热器在氨合成塔中的作用是提供变换器所需的热量，以促进反应的进行。
常见的加热器类型包括蒸汽加热器和电热加热器。
蒸汽加热器具有较高的换热效率和操作控制性能，但需要蒸汽供应系统。
电热加热器结构简单，维护方便，但能耗较高。
除了上述的组件比较，还有许多其他的内部组件对氨合成塔的性能也有影响，如循环泵、冷却器、压缩机等。
此外，选择适合特定应用的材料和适当的工艺参数也是提高氨合成塔效率和延长使用寿命的关键因素。
综上所述，不同类型的氨合成塔内部组件有各自的优缺点。
在实际应用中，应根据具体要求和条件选择最适合的组件和工艺方案，以提高氨气的产量和纯度。