合成氨制作过程中石墨换热器的应用

在合成氨生产过程中，始终伴随着热量交流，特别对化肥企业来说夏日气温上升，压缩机出工不出力现象普遍存在。

    夏日气温上升，半水煤气脱硫后进人清洗塔清洗，而清洗塔在烈日暴晒下，温度高达40—43cc，使半水煤气在40cc的水饱满蒸汽压为880mmH 0 (8．63kPa)，半水煤气在2 600mmH 0(25．50kPa)(G)出清洗塔进人压缩机一段，一般由清洗塔到压缩机一段的半水煤气总管长100m，流速为8 10m／s，温度抵达压缩机前可到达44cc，因此压缩机在夏日存在“精疲力竭”的现象。

   在夏日水温高，压缩机“精疲力竭”、传热效果差、能耗高是限制合成氨生产的主要问题，对化肥企业来说，夏日是销售旺季，需要生产设备满负荷运转。针对以上问题我们经过了反复的研究，决议选用新式列管式石墨换热器，用在压缩机一段前，取得了良好的经济效益。

    1 新式石墨换热器设备

    (1)不透性石墨资料

    不透性石墨是一种由人造石墨及合成树脂经过浸渍、压制、浇铸等方法制得新式的结构资料，它和其它一切非金属耐腐蚀资料的区别在于，除了具有高度的化学安稳功能，还具有极高的导热功能且不污染介质，不易结垢，因此大大的扩展了其使用规模。

    在化学安稳性方面，不透性石墨除了强氧化性酸及碱外，对大部分化学介质都是耐腐蚀的，特别含氯离子的介质。在导热性方面，浸渍石墨的导热系数为

100～l10W／m·K，其导热系数和铜、铝相仿，是一般碳钢2．5倍以上，一般将其制作热交流器便是依据这一特色。

    在热安稳方面，酚醛浸渍石墨一般能够承受l70 左右的温度，其热膨胀系数很小，大约为0．4～0．45×10 ／K。

    (2)新式热交流设备

    新式列管式石墨热交流器两端为固定管板，管板与换热管连接使用高弹性耐腐蚀橡胶资料，实施三道弹性密封，设备结构简单，抗震性好、传热功能好，且操作阻力 小，易保护和清理。彻底消除了传统石墨换热器结构上因粘结剂与浸渍石墨块资料线胀系数的显着差异所引起的应力破坏，消除了温度效果下石墨换热管“差异伸 长”和温度不均布因素导致的破坏效果。即便在温差较大条件下，运转仍然安稳可靠。设备悉数选用活性连接，换管便利，换热面积不削减，防止因堵管造成的整机 报废状况。该新式石墨换热器许用压力可到达1．0MPa，使用温度可到达150 cc。

    2 在合成氨中的使用

    为了处理压缩机“精疲力竭”问题，以前有一些厂家选用以喷淋式和喷射式为主的混合热交流器，有的直接选用冷冻水进行降温。前者存在着诸如电耗高、有用气体 成分丢失、气水分离等系列问题，而后者出资大、耗能更高。在压缩机前增设石墨管煤气冷却器，考虑到夏日煤气温度平均46cC，故而选用温度较低的一次性地 下水(温度为l 6 )对煤气进行冷却，这样压缩机一段人

口温度在夏日可下降10~C以上，能够始终保持压缩机满负荷运转。

    (1)使用状况分析

    依据克拉伯龙方程：PV=MRT可知，下降压缩机一段进气温度，能够进步压缩机打气量。以8×104t／a合成氨核算(出资约50万元)，其新式石墨换热器传热面积为712mz，按下降l0cc核算，可添加输气量为2_3％。

    (2)经济效益

    在正常状况下，本来体系日产氨280t，则按氨产值折算，新式石墨冷却器投产后可添加产值280×2．3％=6．44( )，高温时节按每年150天核算，则每年因此添加产值6．44×l50=966(fa)。按合成氨价格l 800元／t，吨氨耗煤700×1．3=900元，吨氨其它费用50元，耗水费用约500元／天，则每年添加效益：(1800—900—50)×966一 l50×500=74．61万元

    经过以上核算能够看出，合成氨生产设备在压缩机一段人口选用新式石墨换热器可有用进步设备运转负荷，增收节能，不到一年即可回收设备出资。

    总归，从使用状况来看。新式石墨换热器的使用取得了令人满意成果。我们相信，其使用远景将会更好。

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