Обсуждение проблем с мощностью в аммиаковом синтезаторе
Thread Content
Что касается процесса двойного метана, используемого в настоящее время на небольших и средних заводах по производству удобрений, то если рассмотреть возможность модернизации предыдущих этапов — газификации и очистки, — и использовать газ, полученный после обработки с помощью низкотемпературного метана и жидкого азота, в качестве сырья для синтеза аммиака, то как изменится производительность процесса синтеза аммиака? На сколько может снизиться давление синтеза при достижении той же производительности?
В обоих процессах осуществляется удаление сероводорода и углекислого газа из газа, поэтому способность к синтезу аммиака не меняется. Что касается давления синтеза, то оно зависит от давления, заданного при проектировании синтезирующей системы.
Малые и средние заводы по производству удобрений являются плодом прошлого века; обычно их годовой объем производства синтетического аммиака составляет менее 180 тысяч тонн. В таких случаях использование методов очистки с применением низкотемпературного метанола или жидкого азота нецелесообразно, поскольку это требует значительных инвестиций. В то время в стране ещё не существовало собственных технологий, поэтому приходилось покупать импортные решения от компаний вроде Linde и Lurgi – что было дорого. К тому же для изготовления колонн, трубопроводов и клапанов использовалась сталь, устойчивая к низким температурам, что также увеличивало затраты. Поэтому я считаю, что технология, о которой говорит автор, представляет собой не метод очистки, а процесс переработки газов: метанолиз, метанация (или алкоголь-углеводородизация). Это патентованная технология компании Hunan Ammonium Alcohol, подходящая для процессов, при которых содержание водяного пара невысоко, а содержание CO на выходе из конвертера высоко.
После модернизации системы очистки необходимо, чтобы производитель компании тщательно рассчитал производительность синтезатора. Ведь в начальный период содержание метана сильно меняется: при использовании двойной очистки содержание метана составляет проценты, а при использовании двойного охлаждения — ppm. При увеличении количества полезного газа давление в синтезаторе естественно снижается. Однако производительность одного синтезатора также снижается, поскольку при этом усиливается реакция и выделяется больше тепла. Не говоря уже о том, смогут ли устройства для охлаждения, такие как котлы для удаления отходящего тепла и радиаторы, справиться с нагрузкой. Также необходимо заменить внутренние компоненты синтезатора, ведь состав газа меняется, и температура реакции в разных участках должна быть разной. Кроме того, необходимо учитывать, смогут ли насосы и холодильные установки справиться с задачами. Есть ещё некоторые моменты, на которые следует обратить внимание: 1) Изменение скорости потока жидкости в трубах котла после модернизации может повлиять на срок его службы； 2. При такой модификации учитывается необходимость сокращения затрат: не делаются дополнительные отверстия, используются только существующие отверстия в трубах. Поэтому скорость потока воздуха в трубе f3 после модификации может оказать определенное влияние на сопротивление в системе ； 3. Если другие устройства и трубопроводы системы не будут модифицированы, при снижении рабочего давления в системе скорость потока через эти устройства и трубопроводы увеличится, что окажет определенное влияние на сопротивление в системе.
Выше уже было сказано много деталей. Производительность синтеза аммиака в первую очередь зависит от состава активных газов, а также от давления в системе и эффективности работы элементов синтезатора. После обработки жидким азотом содержание метана снижается, увеличивается доля активных газов в синтезаторе, а давление в системе падает. Давление в системе обратно пропорционально объему газа; это требует дальнейшего расчета