合成塔降溫要怎麼調動閥門

❶ 合成氨過程如何選擇和控制工藝條件

氨合成的生產工藝條件必須滿足產量高，消耗定額低，工藝流程及設備結構簡單，操作方便及安全可靠等要求。決定生產條件的因素是壓力、溫度、空間速度、氣體組成和催化劑等。
一、壓力
提高壓力，對氨合成反應的平衡和反應速率都是有利的，在一定的空速下，合成壓力越高，出口氨濃度越高，氨凈值越高，合成塔的生產能力也越大。氨產率是隨著壓力的升高而上升的。
氨合成壓力的高低，是影響氨合成生產中能量消耗的主要因素。氨合成系統的能量消耗主要包括原料氣壓縮功，循環氣壓縮功和氨分離的冷凍功。提高操作壓力，原料氣壓縮功增加。但合成壓力提高時由於氨凈值增高，單位氨產品所需的循環氣量減少，因而循環氣壓縮功減少。同時壓力高也有利於氨的分離，在較高溫度下氣氨即可冷凝為液氨，冷凍功減少。實踐證明，操作壓力在 20~35MPa時總能量消耗較低。
二、溫度
氨合成反應必須在催化劑的存在下才能進行，而催化劑必須在一定的溫度范圍內才具有催化活性，所以氨合成反應溫度必須維持在催化劑的活性溫度范圍內。
通常，將某種催化劑在一定生產條件下具有最高氨生成速率的溫度稱為最適宜溫度，不同的催化劑具有不同的最適宜溫度，而同一催化劑在不同的使用時期，其最適宜溫度也會改變。例如，催化劑在使用初期活性較強，反應溫度可以低些；使用中期活性減弱，操作溫度要提高；使用後期活性衰退，操作溫度要比使用中期更提高一些。此外，最適宜溫度還和空間速度，壓力等有關。
空間速度對最適宜溫度的影響。在一定空速下，開始時氨產率隨著溫度的升高而增加；達到最高點後，溫度再升高，氨產率反而降低，不同的空間速度都有一個最高點，也就是最適宜溫度。所以為了獲得最大的氨產率，合成氨的反應隨空間速度的增加而相應的提高，在最適宜溫度以外，無論是升高或降低溫度，氨產率都會下降。
催化劑層內溫度分布的理想狀況應該是降溫狀態，即進催化劑層的溫度高，出催化劑層的溫度比較低，這是一個高速反應（催化劑層上部）與最大平衡（催化劑層下部）相結合的方法，因為剛進入催化劑層的氣體中含氨量低，距離平衡又遠，需要迅速地進行合成反應以提高含氨量，因此催化劑層上部溫度高就能加快反應速率。當氣體進入催化劑層下部，氣體中含氨量已增高了，催化劑溫度低就可以降低逆反應速率，從而提高了氣體中平衡氨含量。
催化劑層中溫度分布是不均勻的，其中溫度最高的點稱為熱點。
三、空間速度
當操作壓力、溫度及進塔氣組成一定時，對於既定結構的合成塔，增加空間速度也就是增快氣體通過催化劑床層的速度，氣體與催化劑接觸時間縮短，使出塔氣中氨含量降低，即氨凈值降低。但由於氨凈值降低的程度比空間速度的增大倍數要少，所以當空速增加時，氨合成的生產強度有所提高，氨產量有所增加。在其他條件一定時，增加空間速度能提高催化劑生產強度。但空速增大，將使系統阻力增大，壓縮循環氣功耗增加，冷凍功也增大。同時，單位循環氣量的產氨量減少，所獲得的反應熱也相應減少。當單位循環氣的反應熱降到一定程度時，合成塔就難以維持「自熱」。
一般中壓法合成氨，空速在20000～40000h－1之間。
四、合成塔進塔氣體組成
合成塔進口氣體組成包括氫氮比、惰性氣體含量與初始氨含量。當氫氮比為3時，可獲得最大的平衡氨濃度，但從氨的反應機理可知，氮的活性吸附是氨合成反應過程中控制步驟，因此適當提高氮氣濃度，對氨合成反應速率是有利的。在實際生產中，進塔循環氣的氫氮比控制在2.5～2.9比較合適。由於氨合成時氫氮比是按3:1而消耗的，因此補充的新鮮氣的氫氮比應控制在3，否則循環系統中多餘的氫或氮就會積累起來，造成循環氣中氫氮失調。
惰性氣體（CH4、Ar）不參加反應，但由於它的存在會降低氫氮氣的分壓，對化學平衡和反應速率都是不利的，導致氨的生成率下降。同時，由於惰性氣體不參與反應，當通過合成塔時，會將塔中的熱量帶走，造成催化劑層溫度下降，而且，還會使壓縮機作虛功。
惰性氣體來自新鮮氣。隨著合成反應的進行，惰性氣體留在循環氣中，新鮮氣又不斷補充在循環氣中，這樣循環氣中的惰性氣體會越來越多，因此必須將惰性氣體排出。生產中採用不斷排放少量循環氣的辦法來降低系統惰性氣體含量。放空量增加，可使循環氣中惰性氣體含量降低，提高合成率，但是氫和氮也隨之被排出，從而造成氫氮氣的損失增大。因此，控制循環氣中的惰性氣體含量過高或過低都是不利的。
循環氣中惰性氣體含量的控制，還與操作壓力和催化劑活性有關。操作壓力較高及催化劑活性較好時，惰性氣體含量高一些，也能獲得較高的合成率。相反，循環氣中惰性氣體含量就應該低一些。一般循環氣中惰性氣體含量控制在12%～18％較為合適。
目前一般採用冷凝法分離反應後氣體中的氨，由於不可能把循環氣中的氨完全冷凝下來，所以返回合成塔進口的氣體多少還含有一些氨。進塔氣中的氨含量，主要決定於進行氨分離時冷凝溫度和分離效率。冷凝溫度愈低，分離效果愈好，進塔氣中氨含量也就愈低。降低進塔氣中氨含量，可以加快反應速率，提高氨凈值和催化劑的生產能力。但將進口氨含量降得過低。勢必將循環氣冷至很低的溫度，使冷凍功耗增大。
合成塔進口氨含量的控制也與合成壓力有關。壓力高，氨合成反應速率快，進口氨含量可控制高些，壓力低，為保持一定的反應速率，進口氨含量應控製得低些。當採用中壓時，進塔氣中氨含量控制在3.2%～3.8％。

❷ 實驗室氨氣的原理,裝置,收集及檢驗

加熱固體銨鹽和鹼的混合物

反應原理：2NH₄Cl+Ca(OH)₂=加熱= CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

反應裝置：固體+固體加熱制氣體裝置。包括試管、酒精燈、鐵架台（帶鐵夾）等。

凈化裝置（可省略）：用鹼石灰乾燥。

收集裝置：向下排空氣法，驗滿方法是用濕潤的紅色石蕊試紙置於試管口，試紙變藍色；或將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置於試管口，有白煙產生。

尾氣裝置：收集時，一般在管口塞一團棉花球，可減少NH₃與空氣的對流速度，收集到純凈的NH₃。

注意事項：

不能用NH₄NO₃跟Ca(OH)₂反應制氨氣。硝酸銨受撞擊、加熱易爆炸，且產物與溫度有關，可能產生NH₃、N₂、N₂O、NO。

實驗室制NH₃不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)₂。因為NaOH、KOH是強鹼，具有吸濕性(潮解)易結塊，不易與銨鹽混合充分接觸反應。又KOH、NaOH具有強腐蝕性在加熱情況下，對玻璃儀器有腐蝕作用，所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH))₂制NH₃。

用試管收集氨氣要堵棉花。因為NH₃分子微粒直徑小，易與空氣發生對流，堵棉花目的是防止NH₃與空氣對流，確保收集純凈；減少NH₃對空氣的污染。

實驗室制NH₃除水蒸氣用鹼石灰，而不採用濃H₂SO₄和固體CaCl₂。因為濃H₂SO₄與NH₃反應生成(NH₄)₂SO₄。NH₃與CaCl₂反應能生成CaCl₂·8NH₃（八氨合氯化鈣）。

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氨氣的工業製法：

空氣中的氮氣加氫

隨著大型化的發展，氨合成圈已成為降低合成氨能耗的主要單元之一。近代大型氨合成裝置的代表設計有三種：

1、布朗的三塔三廢鍋氨合成圈

布朗三塔三廢鍋氨合成圈由3個合成塔和3個廢鍋組成。塔內有催化劑筐，氣體由外殼與筐體的間隙從底部向上流過，再由上向下軸向流過催化劑床。三塔催化劑裝填量比二塔多，最終出口氨含量可以從16.5%提高到21%以上，減少了循環氣量，節省了循環壓縮功。

合成塔控制系統非常簡單，各塔設有旁路用閥門調節氣體入塔溫度。由於氨合成反應平衡的限制，決定了催化劑溫度，不需要調節催化劑床層反應溫度。

2、伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈

伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈採用兩個較小的合成塔，3個催化劑床，兩塔塔後各連一個廢鍋。這種結構使反應溫度分布十分接近最優的反應溫度，氣體的循環量和壓降小，投資和能耗節省，副產高壓蒸汽多。

3、托普索兩塔三床兩廢鍋氨合成圈

托普索S-250系統採用無下部換熱的S-200合成塔和S-50合成塔組成。

還包括：

（1）廢鍋和鍋爐給水換熱器回收廢熱；

（2）合成塔進出氣換熱器，水冷器，氨冷器和冷交換器，氨分離器及新鮮氣氨冷器等。合成塔為徑向流動催化劑床，採用1.5mm～3mm小催化劑，壓降為0.3MPa。由S-200型塔出來的合成氣，經廢熱鍋爐回收熱量，並保證入S-50型塔的合適溫度，以提高單程合成率。

❸ 關於冷卻塔出水溫度過高怎麼辦

一、冷水機組高壓故障分析及處理方法

1、冷卻水溫偏高，冷凝效果不良。冷水機組要求的冷卻水額定工況在30~35℃，水溫高，散熱不良，必然導致冷凝壓力高，這種現象往往發生在高溫季節。

解決方法：造成水溫高的原因可能是：冷卻塔故障，如風機未開甚至反轉，布水器不轉，表現為冷卻水溫度很高，而且快速升高；外界氣溫高，水路短，可循環的水量少，這種情況冷卻水溫度一般維持在較高的水平，可以採取增加儲水池的辦法予以解決。

2、製冷劑充注過多。這種情況一般發生在維修之後，表現為吸排氣壓力、平衡壓力都偏高，壓縮機運行電流也偏高。

解決方法：應在額定工況下根據吸排氣壓力和平衡壓力以及運行電流放氣，直至正常。

3、冷凝器結垢或堵塞。冷凝水一般用自來水，在30℃以上時很容易結垢，而且由於冷卻塔是開式的，直接暴露在空氣中，灰塵異物很容易進入冷卻水系統，造成冷凝器臟堵，換熱面積小，效率低，而且也影響水流量。其表現是機組進出水壓力差、溫差變大，用手摸冷凝器上下溫度都很高，冷凝器出液銅管燙手。

解決方法：應定期對機組進行反沖洗，必要時進行化學清洗除垢。

4、冷卻水流量不足，達不到額定水流量。主要表現是機組進出水壓力差變小（與系統投入運行之初的壓力差相比），溫差變大。

解決方法：造成水流量不足的原因是系統缺水或存有空氣，解決辦法是在管道高處安裝排氣閥進行排氣；管道過濾器堵塞或選用過細，透水能力受限，應選用合適的過濾器並定期清理過濾網；水泵選用較小，與系統不配套。

5、製冷劑內混有空氣、氮氣等不凝結氣體。

解決方法：這種情況一般發生在維修後，抽真空不徹底。只能排掉，重新抽真空，重新充注製冷劑。

6、電氣故障引起的誤報。由於高壓保護繼電器受潮、接觸不良或損壞，單元電子板受潮或損壞，通信故障引起誤報。

解決方法：這種假故障，往往電子板上的HP故障指示燈不亮或微亮，高壓保護繼電器手動復位無效，電腦顯示「HP RESET」，或自動消失，測壓縮機運行電流正常，吸排氣壓力也正常。

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冷卻塔是用水作為循環冷卻劑，從一系統中吸收熱量排放至大氣中，以降低水溫的裝置;其冷是利用水與空氣流動接觸後進行冷熱交換產生蒸汽，蒸汽揮發帶走熱量達到蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業上或製冷空調中產生的余熱來降低水溫的蒸發散熱裝置，以保證系統的正常運行，裝置一般為桶狀，故名為冷卻塔。

冷卻塔是集空氣動力學、熱力學、流體學、化學、生物化學、材料學、靜、動態結構力學，加工技術等多種學科為一體的綜合產物。水質為多變數的函數，冷卻更是多因素，多變數與多效應綜合的過程。

注意事項：

運轉時

(1)減速機應經常檢查油標油位，潤滑油推薦用22～28號雙曲線齒輪油或90～120號工業齒輪油，夏季用粘度大的油。第一次運轉500小時後將油排空，換新油。

(2)風機、電機、減速機運轉前須按相應產品說明書檢查，特別是電機接線，應按電機廠提供的接線圖接線，有時各方表示不一致，易造成接線錯誤。符合要求後再啟動，啟動順序，由低速到高速。葉片角按樣本規定數值安裝後，如高速運轉電流超過額定值，應停機速與我廠聯系。

調整風機葉片角度符合要求的標準是：

A、在各風機葉片距風筒150mm處的上下緣劃線得到上點和下點的高差Δh值，每個葉片的Δh值最大與最小之差不得大於2mm；

B、距風筒150mm處葉片上緣的標高值，每個葉片標高值最大與最小之差值不得大於0.002R(R為風機半徑)；C、電機的電流在高速運轉時等於額定值的0.9～0.95。

(3)如循環水、補充水水質差時應採取水質穩定措施，設旁濾器，必要時尚須採取殺菌滅藻措施。

(4)玻璃鋼屬燃燒體，因此冷卻塔維修時不得動用明火，如動用明火則必須採取相應安全措施，並且必須經過消防、安全部門批准，有專職消防人員、消防設施在場。如需要阻燃型玻璃鋼，訂貨時提出，需增加相應費用。

(5)熱力性能、雜訊及振動等技術指標，由機械工業部第四設計研究院對設計負責，冷卻塔生產廠對產品質量負責。如需機械部四院協助監督質量時，可由用戶、冷卻塔生產廠與機械部四院三方共同簽訂技術協議。

參考資料：網路-冷卻塔

❹ 氨合成塔的結構特點是什麼主要部件有哪些

由於氨合成塔原料氣分別為氫、氮、氨混合氣體，這些氣體在高溫高壓下對金屬腐蝕嚴重。若設備構件同時承受高溫高壓，工作條件就十分惡劣。因此，氨合成塔的結構特點是：在操作中承受高壓的塔體避免受高溫的作用；而承受高溫的內件，不承受高壓負荷。這樣使塔體及內件分別承受高溫及高壓就改善了塔的工作條件。為此，使冷原料氣首先通過合成塔塔體和內件間的環隙，內件採用保溫措施。合成塔的主要部件有高壓筒體和內件，內件主要有觸媒筐、換熱器、電加熱器及補償裝置等部分。但是根據不同目的的需要，其內件設計也各不相同。因此，合成塔的結構形式有：並流雙套管式合成塔、並流三套管式合成塔、單並流管式合成塔、U 形管式合成塔、螺旋往向合成塔、鼠籠式徑向合成塔、雙層並流合成塔、內置式副產蒸汽合成塔、多層軸向冷激式合成塔（凱洛格合成塔）、二層徑向冷激式合成塔（托普索合成塔）等。

❺ 在正常生產中尿素合成塔壁溫度波動大的影響因素有哪些為什麼

正常生產中，要嚴格控制設備的運行溫度，盡量避免超溫現象的發生。尿素合成塔的最高溫度不宜超過190℃。

嚴格控制開停車過程的升降溫速度。由於不銹鋼襯里與外殼碳鋼的熱膨脹系數差距較大，如果升溫速度過快，會導致襯里材料發生屈服，焊縫拉裂。在設備升溫過程中，由於不銹鋼的熱膨脹系數要比碳鋼大，襯里材料受到壓縮應力；當設備快速停車或加入較低溫度的液體時，由於襯里的收縮較大，則襯里將承受拉伸應力，這些應力是非常危險的，往往導致裂縫的擴展，因此設備的升溫速率必須嚴格控制在6～8 ℃／h以下，最大不能超過12℃/h。