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文献综述1绪论变换炉是合成氨工艺一氧化碳变换工段的核心设备，它的结构能否满足工艺要求，设备计算可靠性直接影响到合成氨的产量、能耗、转化率、触媒用量和投资费用等。

在合成氨生产中，一氧化碳有高温变换、中温变换和低温变换之分，对于低温变换，由于在这一过程中一氧化碳转化量少，催化床层温升小，仅需一段绝热催化剂反应即能满足工艺生产要求，因而低温变换炉的结构型式单一，而对于高温、中温变换，由于一氧化碳转化量多，催化床层温升大，相应的工艺有所不同。

一般来说，工业生产中采用的中变炉结构型式随合成氨生产原料的不同而有差异，近十几年，在传统的固定床反应器基础上，又出现了轴径变换炉和列管式等温变换炉等新的结构型式。

目前，生产合成氨、尿素比较成熟的工艺是以粉煤为原料，加压气化生产粗煤气，煤气经耐硫变换及后续多个工艺流程来实现的。

其中，变换炉是变换工段的重要设备之一，属于固定床反应器，其作用是将气化工段生成的水煤气在催化剂的作用下进行变换反应，以得到合成氨所需的原料气氢气。

同时变换炉也被广泛应用于石油化工行业，以前由于受材料限制及制造工艺的不成熟，没有很好的耐高温材料，所以以前的中温变换炉多数采用16CrMoR内衬隔热混凝土的这种冷壁结构。

这种结构虽然材料的性能要求降低了，但是也存在很多缺点。

由于设备结构复杂，制造难度大且设备检修维修困难，经常出现由于内衬密封不严密，造成隔热效果不好，致使鼓泡现象出现，从而使设备受到破坏,影响生产，甚至危及到生命安全。

现在15CrMoR材料日臻成熟，长期在高温下使用具有良好的机械性能及抗腐蚀性能，但是由于15CrMoR材料的特殊性,如果在设备制造过程中不注意生产制造工艺，则容易出现质量缺陷[1]。

2变换反应原理本设计中高温变换一氧化碳与水蒸气变换反应方程式为：此反应为可逆、放热反应，降低反应温度有利于反应向右进行。