Erste Verwendung der isothermen Umwandlungstechnologie für synthetischen Ammoniak-HT-L-Gas

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Erste Anwendung der isothermen Umwandlungstechnologie bei der Herstellung von synthetischem Ammoniak aus HT-L-Gas – Autor/Quelle: China Chemical Industry News, Datum: 13.11.2015, Klickzahlen: 337. Am 10. November erfuhr ein Reporter von der Xinjiang Zhongneng Wanyuan Chemical Co., Ltd., dass die Anlagen zur Herstellung von 300.000 Tonnen synthetischem Ammoniak sowie 520.000 Tonnen Harnstoff pro Jahr bereits seit über zwei Monaten erfolgreich in Betrieb sind und stabil funktionieren. Hier wird erstmals die An-Chun-Isotermumwandlungstechnologie bei der Gasifizierung von Pulverkohle in einem Strömungsbettofen (HT-L) zur Herstellung von Synthesegas mit hohem CO-Gehalt eingesetzt, um die Anforderungen an einen Synthesegasanteil mit niedrigem CO-Gehalt zu erfüllen. Die Ergebnisse des Betriebs zeigen, dass die Leistung des isothermen Umwandlungsgeräts in diesem Projekt im Vergleich zu den konstruktiven Parametern vollständig den vorgesehenen Werten entspricht und diese sogar übertreffen. Laut Xu Shen, dem leitenden Projektmanager von Xinjiang Zhongneng Company, wird im Gasaufbereitungsabschnitt des Projekts „30·52“ die HT-L-Verfahren zur Druckgasifizierung von Kohle eingesetzt. Im Umwandlungsabschnitt werden Reaktoren sowie Systemtechnologien verwendet, die von Hunan Anchun High-Tech Co., Ltd. entwickelt wurden und über vollständige eigene Patente verfügen. Das zentrale Gerät in diesem Bereich ist ein isothermer Umwandlungsreaktor mit Phasenwechselwärmetransfer, der ebenfalls von Anchun Company entwickelt wurde. Das Projekt wurde am 22. August dieses Jahres offiziell fertiggestellt und in den Produktionsbetrieb genommen. Der Anlagenbetrieb verläuft derzeit stabil. Der CO-Gehalt am Eingang des isothermen Umwandlungssystems beträgt 63,7 %, das Verhältnis von Wasser zu Dampf liegt bei 0,8. Am Ausgang beträgt der CO-Gehalt 0,62 %. Die Umwandlungsrate liegt bei bis zu 99 %. Bei Volllast beträgt der Widerstand des isothermen Reaktors ≤ 0,02 MPa, der Systemwiderstand ≤ 0,1 MPa. Pro Tonne Ammoniak können 0,76 Tonnen Dampf bei einem Druck von 4,0 MPa erzeugt werden. Dadurch wird ein Überhitzungs- oder Temperaturanstieg während des Startvorgangs sowie in der Produktion vollständig verhindert. Im Vergleich zu herkömmlichen sowie anderen inländisch verwendeten Umwandlungstechnologien weist die isotherme Umwandlungstechnologie von Anchun einen geringeren Temperaturunterschied im Katalysatorbett auf, es besteht weniger Systemwiderstand und die Umwandlungseffizienz ist hoch. Die Vorteile „zwei gering und einer hoch“ sind daher sehr deutlich. Es gibt keine Hotspots – der Betrieb erfolgt bei konstanter, isothermer Temperatur. Es handelt sich somit um eine echte isotherme Umwandlungstechnologie. Es ist bekannt, dass der Isotermreaktor für den Wärmetransport durch Phasenwechsel sowie die dazugehörigen Anwendungstechnologien Ende letzten Jahres von einer Expertenkommission unter der Leitung des Verbands der chinesischen Öl- und Chemieindustrie geprüft wurden. Die Prüfungskommission befand, dass der von der Firma Anchun entwickelte Isotermreaktor eine vernünftige Konstruktion aufweist und über fortschrittliche technische Eigenschaften verfügt, die dem internationalen Spitzenniveau entsprechen. Zudem wurde empfohlen, die weitere Entwicklung und Verbreitung dieser Technologie zu beschleunigen. Der von Hunan Anchun entwickelte DDB-Phasenübergangswärmetransfer-Isothermumsetzer-Reaktor weist vier Hauptvorteile auf: Erstens lässt sich die Temperatur der Reaktionsbett-Schicht präzise steuern – der Temperaturunterschied beträgt weniger als 4 °C. Zudem ist die Reaktionseffizienz hoch, die Lebensdauer des Katalysators lang und die Energierückgewinnungsrate groß ； Zweitens sorgt der radiale Verteiler dafür, dass das Gas gleichmäßig verteilt wird, wodurch die Nutzungseffizienz des Katalysators erheblich verbessert wird ； Drittens sind zwischen den Rohrplatten des Designs gleichmäßig angeordnete Rohre zur Befüllung mit Katalysator vorgesehen, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Katalysators gewährleistet wird ； Viertens: Die spezielle Doppelplatten- sowie Doppeltubuskonstruktion ermöglicht es, die Dehnungsspannungen effektiv aufzunehmen, wodurch eine sichere Nutzung gewährleistet wird. Die Technologie der isothermen Umwandlungsreaktionen durch Phasenübergänge wurde im Jahr 2012 erstmals im ganzen Land eingesetzt. Heute wird sie bereits erfolgreich bei der Umwandlung von Abgasen aus Kalköfen mit hohem CO-Gehalt, bei der Gasifizierung von Wasserkohle sowie bei der Gasifizierung von pulverförmiger Kohle angewandt. Dabei hat sich diese Technologie voll und ganz bewährt. Diese Technologie eignet sich sowohl für die Installation neuer Anlagen als auch für die Umwandlung bestehender Umwandlungsanlagen. Sie kann in verschiedenen Kohlechemieanlagen eingesetzt werden – beispielsweise in Öfen zur Herstellung von Kalkstein sowie in Anlagen zur Herstellung von synthetischem Ammoniak, Erdgas, Wasserstoff, Öl, Ethylenoxid, Methanol, Olefinen sowie Schwefel aus H2S. Zudem ist sie geeignet für den CO-Umwandlungsprozess bei der kontinuierlichen Gasifizierung von pulverisiertem Kohle unter Druck, bei der kontinuierlichen Gasifizierung von Kohlebriketten unter Druck sowie bei der intermittierenden Gasifizierung in festen Betten. Insbesondere bei Prozessen mit hohem CO-Gehalt und hohem Verhältnis von Dampf zu Gas sind die wirtschaftlichen Vorteile dieser Technologie besonders deutlich.