[实用新型]一种改进的合成氨系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进的合成氨系统。

背景技术

合成氨的过程即是将精炼后的氢、氮按3：1的比例，在特定温度温度、特定压力和催化剂的催化作用下，在合成塔内直接合成氨。煤气炉工艺运行其包括吹风和制气两个过程。

（一）、吹风：

吹风的目的是利用炉内氧与碳发生燃烧反应所放出的热量，提高温度，积蓄热量，以满足制气对热量的要求。

吹风阶段将空气吹入煤气炉中使碳层温度达到700℃时发生下列化学反应：

C+O₂=CO₂+401.93kJ……⑴

C+CO₂=2CO-164.96kJ……⑵

2C+O₂=2CO+236.97kJ……⑶

2CO+O₂=2CO₂+566.89kJ……⑷

（二）、制气：

炭层温度提高后（约1100℃左右），将过热蒸汽和少量空气按一定比例送入炉内发生化学反应制得半水煤气（若不加空气时为水煤气），其化学反应如下：

C+H₂O↑=CO+H₂-122.67kJ……⑴

C+2H₂O↑=CO₂+2H₂-80.39kJ……⑵

C+O2=CO₂+401.93kJ……⑶

CO+H₂O↑=CO₂+H₂+42.29kJ……⑷

C+CO₂=2CO-164.96kJ……⑸

此处,在炭层温度较低时还会产生副反应,生成少量甲烷:

C+2H2=CH4+83.32kJ……⑹

上述过程为制气过程，反应过程中碳与水蒸汽的反应是吸热反应,因此炉内在吹风阶段积蓄的热量大部份被吸收，其炉内温度逐渐降低，待炉温降低到一定限度，就必须再进行吹风升温，如此吹风和制气交换进行，上加氮空气中氧的含量为20～21％，吹风时间31～32（S），总循环时间135（S），吹风时间占总循环时间约22.9～23.7％，现一台煤气炉产氨量（总氨）约42吨/日。由上可知，现有的合成氨的过程中，吹风时间过长，热利用率低，能耗大。

发明内容

为了解决以上技术问题，本实用新型目的在于提供一种改进的合成氨系统，其缩短了吹风时间，延长制气时间，提高热利用率，提高单炉发气量。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种改进的合成氨系统，包括采用管道连通的加氮空气装置、煤气炉装置和合成氨装置，还包括与加氮空气储存装置并联且通向煤气炉的制氧装置，所述制氧装置与煤气炉之间设置有控制装置。

所述制氧装置与控制装置之间设置有阀门。

所述加氮空气装置与煤气炉装置之间设置有阀门。

与现有技术相比较，本实用新型将煤气炉上吹加氮空气配入富氧空气（O₂含量约55％），使上吹加氮空气O₂含量为33％左右，上吹氮气中氧含量增加，氧与碳的更加完全、反应放出更多的热量，提供蒸汽与碳反应需要的热量、一个循环时间约可减少吹风时间3～4（S），一台炉子每天约多产半水煤气4000～5500Nm³（标准立方），拆成氨产量约1.2～1.7吨/日。由此可知，本实用新型缩短了吹风时间，提高热利用率，提高单炉产气量。

附图说明

图1是本实用新型流程示意图；

图中：制氧装置1、控制装置2、加氮空气装置3、煤气炉装置4、合成氨装置5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，本实用新型为一种改进的合成氨系统，包括采用管道连通的加氮空气储存装置3、煤气炉装置4和合成氨装置5，还包括与加氮空气装置3并联且通向煤气炉5的制氧装置1，所述制氧装置1与煤气炉5之间设置有控制装置2。

所述制氧装置1与控制装置2之间设置有阀门。

所述氮气储存装置3与煤气炉装置4之间设置有阀门。