Оформить заказ

Колонна синтеза аммиака - Теория для ПАХТ

В агрегатах мощностью 1360 т/сут получили распространение аксиальные четырехполочные насадки с предварительным теплообменником и трехполочные с выносным теплообменником.

На рисунке 1.2 показана четырехполочная колонна с аксиальными насадками. Основной поток газа поступает в колонну снизу, проходит по кольцевой щели между корпусом колонны 15 и кожухом катализаторной коробки 3 и поступает в межтрубное пространство теплообменника 6. Здесь синтез-газ нагревается конвертированным газом до 420 – 440°С и проходит последовательно четыре слоя катализатора 8, 10, 12, 14, между которыми подается холодный байпасный газ.

После четвертого слоя катализатора газовая смесь при 500—515 °С поднимается по центральной трубе 2, проходит по трубкам теплообменника 6, охлаждаясь при этом до 320—350 °С, и выходит из колонны.

Корпус катализаторной коробки изготовлен из хромоникелевомолибденовой стали 10Х18Н12М2Т, теплообменник – из стали 12Х18Н10Т.

В установках производительностью 1600 т/сут используется колонна другой конструкции. Такая колонна приведена на рисунке 1.3.

Четырехполочная колонна синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут

Рисунок 1.2 – Четырехполочная колонна синтеза аммиака мощностью 1360 т/сут

1 – люк для выгрузки катализатора; 2 – центральная труба; 3 – корпус катализа-торной коробки; 4 – термопарный чехол; 5 – загрузочный люк; 6 – теплообмен ник; 7, 9, 11, 13 – ввод байпасного газа; 8, 10, 12, 14 – катализаторные слои; 15 – корпус колонны

Колонна синтеза аммиака производительностью 1600 т/сут

Рисунок 1.3 – Колонна синтеза аммиака производительностью 1600 т/сут.

1 – катализаторная коробка; 2 – теплообменник; 3 – коллектор; 4 – внутренние трубки теплообменника; 5 – наружные трубки теплообменника; 6 – коллектор; 7 – катализаторная полка; 8, 9, 10 – полки с катализатором;

 

Колонна кованосварная, в нее вставлена насадка, состоящая из катализаторной коробки 1, теплообменника 2 и подогревателя. Катализаторная коробка с комбинированной полочной насадкой предназначена для проведения экзотермических процессов синтеза NH3.

Принципы работы колонны синтеза с комбинированной насадкой заключаются в следующем. Через верхнюю крышку колонны поступает основной поток реагирующей газовой смеси.

Двигаясь по кольцевой щели, образованной кожухом катализаторной коробки, соединенной с предварительным теплообменником и внутренней обечайкой колонны, поток направляется в межтрубное пространство теплообменника, а отсюда через центральную трубу нагретый газ поступает в распределительный коллектор 3 верхней катализаторной полки 7 с трубчатым теплообменником.

Потом газовая смесь последовательно проходит через внутренние 4 и наружные 5 трубки теплообменника, в которых она нагревается за счет тепла, выделенного в результате реакции, и поступает в катализатор, находящийся между трубками.

Температурный режим на верхней трубчатой полке регулируется подачей байпасного газа 6 в коллектор 3. Выйдя из трубчатой части катализаторной коробки, газовая смесь последовательно проходит через ниже расположенные полки 8, 9, 10 с катализатором. Причем температурный режим в слое катализатора регулируется па каждой из полок подачей байпаспого газа. Выйдя из катализаторной коробки, конвертированный газ проходит трубчатую часть теплообменника 2, охлаждается и направляется в паровой котел.

Конструкция комбинированной полочной насадки объединяет положительные стороны трубчатой и полочной насадки, которая обеспечивает: высокую регулируемую температуру для интенсивного развития реакции, включение в работу нижних катализаторных слоев, возможность регулирования температурного режима по высоте всего слоя катализатора и невысокое гидравлическое сопротивление.

Кожух насадки колонны изолирован с двух сторон по всей высоте. В катализаторную коробку вмонтированы два кармана, в которые через крышку колонны вставляют термопары. Крышка колонны с корпусом уплотнена двумя прокладками на обтюраторном кольце. Катализатор в катализаторную коробку загружают при горизонтальном положении коробки через загрузочные люки. Коробка должна быть вне колонны на специальном вибрационном устройстве для плотной укладки катализатора.