毕业论文课题相关文献综述

1氨合成塔简介

氨合成塔（ammoniasynthesisconverter）是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生催化反应进行氨合成的设备。氨合成塔是合成氨厂的心脏，是种结构复杂的反应器。现在工业上氨合成是在压力15.2～30.4MPa、温度400～520℃下进行的，为防止高压、高温下氢气对钢的腐蚀，氨合成塔由耐高压的封头、外筒和装在筒体耐高温的内件组成。

现在工业上氨合成是在压力15.2～30.4MPa、温度400～520℃下进行的，为防止高压、高温下氢气对钢材的腐蚀，氨合成塔由耐高压的封头、外筒和装在筒体内耐高温的内件组成。内件外有保温层，操作时进塔的冷气体流过内、外筒间的环隙，从而避免外筒温度过高。这样，外筒只承受高压，可用低合金高强度钢制作。内件虽然是在高温下操作，但是只承受氨合成塔进出口的压力差，可用耐热镍铬合金钢制作。内件包括催化剂筐和换热器两个主要部分，筐内装铁催化剂，氨合成反应在此进行。从催化剂筐出来的热气体温度通常在460℃以上，进氨合成塔的冷气体温度根据流程的不同，有的为20～30℃,有的可达140℃以上。为了使进氨合成塔的气体能加热到反应温度，同时又能冷却反应后气体，在塔内还设有换热器。换热器有列管式、螺旋板式和波纹板式，其中以列管式采用最多。氨合成催化剂在开车之前必须还,还原需要提供一定的热量,为此中小型氨合成塔内部装有电加热器，大型氨合成塔则采用塔外设置开工加热炉的办法来解决。在给定的铁催化剂和压力下，氨合成温度不同，反应速度也不同。对于一定的氨含量，氨合成反应速度最大时的温度称为最佳温度，此最佳温度随着氨含量增大而降低。由于氨合成为放热反应，催化剂床层的温度将随着反应进行而不断升高。为使氨合成反应能在接近最佳温度下进行，需要采取措施移走多余的热量。工业上按传热方式区分催化剂筐的类型。【1】

2氨合成塔发展状况及分类

我国的氨合成工业从薄弱迅速发展起来，在短短的几年里设计和采用了三套管，单管并流，两次合成等多种新型氨合成塔。转换器的形式也发生了很大的变化，从单一转换成多样化，高效传热，回收热能，节省能源。使氨合成塔的生产能力大大提高，技术经济指标有所改善。有很多知识分子投入氨的成产和研究当中，大多数的氨合成厂都在进一步的扩建当中。【7】

随着氨合成技术的不断发展，氨合成塔向单系列，大型化，节能型方向发展。目前我国有大型氨合成塔设备30套。所使用氨合成塔设备有5种类型：凯洛格型，托普索型，伍德型，布朗型，卡萨利型【3】。这种塔形根据机体流动方向不同，分为轴向流型，径向流型，轴径向流型，各有所长。轴向流塔操作稳定，催化剂装量多，径向流塔操作效率高，压力降小，操作敏感性强，要求高效催化。

总之，我国的氨合成工艺赶上了发达国家的水平，为我国的工农业生产做出了巨大的贡献，所以我们必须不断探讨和掌握氨合成工艺的规律，使氨合成塔的设计，制造，生产，安装，维护都达到一个新的水平。而且要继续攀登新的高峰，夺取胜利。

应对氨合成塔进行以下改进：增大触媒装填容积，提高利用率；采用新型触媒，充分发挥触媒的活性；降低气体阻力，改进气体分布的均匀性；采用两进两出合成新工艺；强化传热，合理安排冷热交换，提高热能回收比率；改善温度分布，使其达到最佳；简化系统，使操作集中，提高系统运转的可靠性。

2.1氨合成塔的分类

内部换热式：又称连续换热式，特点是在催化剂床层中设置冷却管。通过冷却管进行床层内冷热气流的间接换热，以达到调节床层温度的目的。