CN116553577A - 低碳高温气冷堆合成氨系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合成氨技术领域，具体涉及一种低碳高温气冷堆合成氨系统和一种低碳高温气冷堆合成氨方法。本发明提供的系统通过将高温气冷堆单元的高温氦气经蒸汽热交换单元，并将得到的高压高温蒸汽用于合成氨单元，实现将高温氦气的热量为合成氨单元提供合成氨反应条件，提高能源利用效率；同时，本发明提供的方法简化工艺流程，尤其是采用高压气冷堆的高温低碳热能为合成氨反应提供高温环境，减少碳排放。
Description
技术领域
本发明涉及合成氨技术领域，具体涉及一种低碳高温气冷堆合成氨系统和一种低碳高温气冷堆合成氨方法。
背景技术
氨作为重要的化工原料在现代工业生产中具有重要的作用，在未来也有可能成为一种绿色无碳能源代替含碳能源。氨每年合成约2亿吨，是生产化肥的关键前体、方便的氢载体和新兴的清洁燃料，是人类和地球生态系统最重要的工业化学品之一。
目前，工业合成氨主要采用Haber-Bosch法，由N2与H2在铁或钌系催化剂下发生反应。反应如式N2+3H2→2NH3，ΔH＝-92.4kJ/mol。该过程为放热过程，可以通过高压和低温来促进；该反应动力学缓慢，因此需要高温来加速反应。然而，高温会导致合成的NH3分解，因此引入高压来减少分解。通常，基于铁基催化剂的哈伯-博世工艺要求温度为300-500℃，压力为10-20MPa。该工艺能耗极高，原料N2主要由能耗较高的深冷或变压吸附工艺空分制得，由于其分子中含有键能高达941kJ/mol的高度稳定N≡N结构，因此合成氨时需要高温活化，每吨氨的合成伴随着大约1.87t CO2的排放，造成了极大浪费；此外，反应过程中消耗的氢气占每年世界天然气消耗量的3-5％。
对于传统能源以煤炭、石油为主的能源结构，而核能是一种安全、清洁、经济的新能源，已经得到了全世界的广泛认可。传统压水堆核电或高温气冷堆单元核电主要是以蒸汽驱动透平发电，整体核能热量利用效率偏低。
因此，亟需一种基于高温气冷堆单元的合成氨工艺。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有合成氨的工艺路线存在能耗高、大量CO2排放、工艺复杂及条件苛刻等问题，提供一种低碳高温气冷堆合成氨系统和一种低碳高温气冷堆合成氨方法，扩大高温气冷堆的可利用范围，实现核能供热的高效利用，具有低耗低碳的优点。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种低碳高温气冷堆合成氨系统，该系统包括：依次连接的高温气冷堆单元I、蒸汽热交换单元II、合成氨单元III、氨冷凝单元IV；
所述高温气冷堆单元I用于生产高温氦气；
所述蒸汽热交换单元II用于将所述高温氦气和除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的低温氦气，和由所述除氧给水转变成的高压高温蒸汽；
所述合成氨单元III用于在所述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气和高压氮气作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气，和由所述高压高温蒸汽转变成的凝结水；
所述氨冷凝单元IV用于将所述富氨混合气进行冷凝，得到液氨和未反应气体；
其中，所述蒸汽热交换单元II的低温氦气出口连接所述高温气冷堆单元I，用于将所述低温氦气进行第一加热。
优选地，所述合成氨单元III的凝结水出口连接所述蒸汽热交换单元II的除氧给水入口，用于将所述凝结水返回并混入所述除氧给水。
优选地，所述系统还包括：连接所述氨冷凝单元IV的未反应气体出口和所述合成氨单元III的管道上设置有加热器VII，用于将部分所述未反应气体进行第二加热，得到加热后未反应气体。
优选地，连接所述合成氨单元III的富氨混合气出口和所述氨冷凝单元IV的未反应气体出口的换热器VIII，用于将所述富氨混合气和剩余部分所述未反应气体进行第二换热，得到由所述富氨混合气转变成的换热后富氨混合气，和由剩余部分所述未反应气体转变成的换热后未反应气体。
本发明第二方面提供一种低碳高温气冷堆合成氨方法，该方法包括以下步骤：
(1)将来自高温气冷堆单元的高温氦气和除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的低温氦气，和由所述除氧给水转变成的高压高温蒸汽；
(2)在所述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气和高压氮气作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气，和由所述高压高温蒸汽转变成的凝结水；
(3)将所述富氨混合气进行冷凝，得到液氨和未反应气体；
其中，将所述低温氦气返回所述高温气冷堆单元并进行第一加热。
相比现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明提供的系统，通过将高温气冷堆单元的高温氦气经蒸汽热交换单元，并将得到的高压高温蒸汽用于合成氨单元，实现将高温氦气的热量为合成氨单元提供合成氨反应条件，提高能源利用效率；同时，并将得到的低温氦气返回高温气冷堆单元，实现氦气的循环使用，具有低能低碳的优势；
(2)本发明提供的系统，通过将合成氨单元的凝结水出口连接蒸汽热交换单元的除氧给水入口，尤其是将凝结水经除氧后返回并混入除氧给水，实现给水的循环使用；
(3)本发明提供的系统，通过将氨冷凝单元的未反应气体出口连接合成氨单元，用于将未反应气体返回并进行合成氨反应；尤其是在合成氨单元的和氨冷凝单元之间设置换热器，用于将富氨混合气和剩余部分未反应气体进行第二换热，并将换热后未反应气体返回合成氨单元，实现热量的循环使用，具有高效低碳；
(4)本发明提供的方法，简化工艺流程，尤其是采用高压气冷堆的高温低碳热能为合成氨反应提供高温环境，减少碳排放。
附图说明
图1是本发明提供的一种低温高温气冷堆单元合成氨的系统示意图。
附图标记说明
I、高温气冷堆单元 II、蒸汽热交换单元 III、合成氨单元
IV、氨冷凝单元 V、第一增压机 VI、除氧单元
VII、加热器 VIII、换热器 IX、第二增压机
1、高温氦气 2、除氧给水 3、高压高温蒸汽
4、低温氦气 5、高压氢气 6、高压氮气
7、富氨混合气 8、凝结水 9、液氨
10、未反应气体 11、加热后未反应气体 12、换热后富氨混合气
13、换热后未反应气体 14、高压未反应气体 15、除氧后凝结水
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，没有特殊情况说明下，所述“第一”和“第二”既不表示先后次序，也不表示对各个物料或步骤起限定作用，仅是用于区分这不是同一物料或步骤。例如，“第一换热”和“第二换热”中的“第一”和“第二”仅用于表示这不是同一换热；“第一增压机”和“第二增压机”中的“第一”和“第二”仅用于表示这不是同一增压机。
本发明第一方面提供一种低碳高温气冷堆合成氨系统，如图1所示，该系统包括：依次连接的高温气冷堆单元I、蒸汽热交换单元II、合成氨单元III、氨冷凝单元IV；
其中，高温气冷堆单元I用于生产高温氦气1；蒸汽热交换单元II用于将高温氦气1和除氧给水2进行第一换热，得到由高温氦气1转变成的低温氦气4，和由除氧给水2转变成的高压高温蒸汽3；合成氨单元III用于在高压高温蒸汽3存在下，将高压氢气5和高压氮气6作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气7，和由高温蒸汽3转变成的凝结水8；氨冷凝单元IV用于将富氨混合气7进行冷凝，得到液氨9和未反应气体10；
其中，蒸汽热交换单元II的低温氦气出口连接高温气冷堆单元I，用于将低温氦气4进行第一加热。
在本发明中，没有特殊情况说明下，所述“富氨混合气”是指含有氨、未反应氮气和未反应氢气的混合气；所述“未反应气体”是指未反应氮气和未反应氢气。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述系统还包括：连接所述高温气冷堆单元I和所述蒸汽热交换单元II的低温氦气出口的第一增压机V，用于将所述低温氦气4进行第一增压。这样设置，实现氦气的循环使用，并降低能耗。
在本发明中，没有特殊情况说明下，合成氨单元包括并不局限于合成氨反应器，本发明对合成氨反应器的类型不作限定。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述合成氨单元III的凝结水出口连接所述蒸汽热交换单元II的除氧给水入口，用于将所述凝结水8返回并混入所述除氧给水2。在本发明中，没有特殊情况说明下，凝结水和除氧给水进入蒸汽热交换器II循环使用。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述系统还包括：连接所述合成氨单元III的凝结水出口和所述蒸汽热交换单元II的除氧给水入口的除氧单元VI，用于将所述凝结水8进行除氧，得到除氧凝结水15返回并混入所述除氧给水2。
在本发明中，没有特殊情况说明下，氨冷凝单元包括并不局限于氨冷凝器，本发明对氨冷凝器的类型不作限定。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述氨冷凝单元IV的未反应气体出口连接所述合成氨单元III，用于将所述未反应气体10返回并进行所述合成氨反应。
根据本发明，优选地，如图1所示，连接所述氨冷凝单元IV的未反应气体出口和所述合成氨单元III的管道上设置有加热器VII，用于将部分所述未反应气体10进行第二加热，得到加热后未反应气体11。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述系统还包括：连接所述合成氨单元III的富氨混合气出口和所述氨冷凝单元IV的未反应气体出口的换热器VIII，用于将所述富氨混合气7和剩余部分所述未反应气体10进行第二换热，得到由所述富氨混合气7转变成的换热后富氨混合气12，和由剩余部分所述未反应气体10转变成的换热后未反应气体13。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述换热器VIII的换热后富氨混合气出口连接所述氨冷凝单元IV，用于将所述换热后富氨混合气12进行所述冷凝。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述换热器VIII的换热后未反应气体出口连接所述合成氨单元III，用于将所述换热后未反应气体13返回并进行所述合成氨反应。
根据本发明，优选地，如图1所示，所述系统还包括：连接所述加热器VII的加热后未反应气体出口、所述换热器VIII的换热后未反应气体出口和所述合成氨单元III的第二增压机IX，用于将所述加热后未反应气体11和换热后未反应气体13各自独立地进行第二增压，得到高压未反应气体14。
根据本发明一种特别优选的实施方式，一种优选的低碳高温气冷堆合成氨系统，该系统包括：依次连接的高温气冷堆单元I、蒸汽热交换单元II、合成氨单元III、换热器VIII和氨冷凝单元IV，以及除氧单元VI和加热器VII；
其中，所述高温气冷堆单元I用于生产高温氦气；所述蒸汽热交换单元II用于将所述高温氦气和除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的低温氦气，和由所述除氧给水转变成的高压高温蒸汽；所述合成氨单元III用于在所述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气和高压氮气作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气，和由所述高压高温蒸汽转变成的凝结水；所述加热器VII连接所述氨冷凝单元IV的未反应气体出口和所述合成氨单元III，用于将部分所述未反应气体进行第二加热，得到加热后未反应气体；所述换热器VIII还连接所述氨冷凝单元IV的未反应气体出口，用于将所述富氨混合气和剩余部分所述未反应气体进行第二换热，得到由所述富氨混合气转变成的换热后富氨混合气，和由剩余部分所述未反应气体转变成的换热后未反应气体；所述氨冷凝单元IV用于将所述换热后富氨混合气进行冷凝，得到液氨和所述未反应气体；
其中，所述蒸汽热交换单元II的低温氦气出口连接所述高温气冷堆单元I，用于将所述低温氦气进行第一加热；
其中，所述除氧单元V设置在所述合成氨单元III的凝结水出口和所述蒸汽热交换单元II的除氧给水入口之间，用于将所述凝结水进行除氧，得到的除氧后凝结水返回并混入所述除氧给水；
其中，所述换热器VIII的换热后未反应气体出口还连接所述合成氨单元III，用于将所述换热后反应气体返回并进行所述合成氨反应。
本发明第二方面提供一种低碳高温气冷堆合成氨方法，该方法包括以下步骤：
(1)将来自高温气冷堆单元的高温氦气和除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的低温氦气，和由所述除氧给水转变成的高压高温蒸汽；
(2)在所述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气和高压氮气作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气，和由所述高压高温蒸汽转变成的凝结水；
(3)将所述富氨混合气进行冷凝，得到液氨和未反应气体；
其中，将所述低温氦气返回所述高温气冷堆单元并进行第一加热。
在本发明中，所述第一换热利用所述高温氦气的热量加热除氧给水，得由除氧给水转变成的高温高压蒸汽，为合成氨反应提高热源。
在本发明的一些实施方式中，优选地，步骤(1)中，以L计的所述高温氦气和以t计的所述除氧给水的比值为0.5-1.5：1，例如，0.5:1、0.6:1、0.8:1、1:1、1.1:1、1.5:1，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为0.6-1.1：1。其中，t指吨。
在本发明的一些实施方式中，优选地，步骤(1)中，所述高温氦气的温度为700-1100℃，压力为6.5-7.5MPa；所述低温氦气的温度为230-280℃，压力为4-7.5MPa；所述除氧给水中氧含量≤14ppm；所述高压高温蒸汽的温度为520-580℃，压力为9-15MPa。
在本发明中，没有特殊情况说明下，所述压力参数均指表压；所述第一加热旨在将所述低温氦气在所述高温气冷堆单元的堆芯中进行取热，进而得到所述高温氦气。
在本发明中，通过第一增压将蒸汽加热器排出的低温氦气加压至6.5-7.5MPa后进入高温气冷堆取热产出高温氦气。优选地，在进行所述第一加热之前，将所述低温氦气进行第一增压。
在本发明的一些实施方式中，优选地，步骤(2)中，所述合成氨反应的条件包括：温度为300-500℃，压力为10-20MPa。在本发明中，所述合成氨反应的条件全部由高压高温蒸汽提供，即，由高温气冷堆单元产生的热量提供，提高热量利用率。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述反应气体中高压氢气和高压氮气的压力各自独立地为10-20MPa。
在本发明的一些实施方式中，优选地，所述富氨混合气中氨气含量为0-100体积％，例如，0体积％、20体积％、50体积％、75体积％、95体积％、100体积％，以及任意两个数值组成的范围中的任意值，优选为50-95体积％。
在本发明的一些实施方式中，优选地，该方法还包括：将所述凝结水返回并混入所述除氧给水；进一步优选地，将所述凝结水进行除氧，得到的除氧后凝结水返回并混入所述除氧给水。
在本发明中，对所述除氧的方式具有较宽的选择范围，只要将所述凝结水中氧含量满足上述限定参数即可。
在本发明的一些实施方式中，优选地，该方法还包括：将所述未反应气体返回并进行所述合成氨反应；进一步优选地，将部分所述未反应气体经第二加热后，得到的加热后未反应气体再进行所述合成氨反应。
在本发明的一些实施方式中，优选地，该方法还包括：在所述冷凝之前，将所述富氨混合气和剩余部分所述未反应气体进行第二换热，得到由所述富氨混合气转变成的换热后富氨混合气，和由剩余部分所述未反应气体转变成的换热后未反应气体。
在本发明的一些实施方式中，优选地，部分所述未反应气体和剩余部分所述未反应气体的体积比为0-100：0-100。这样设置，为了将反应器出来的高温富氨混合气的热量由在合成氨冷却器降温后的未反应气体吸收，提高未反应气体的温度，减少高压蒸汽的加热汽循环量，属于余热利用装置。
在本发明的一些实施方式中，优选地，该方法还包括：将所述换热后未反应气体返回并进行所述合成氨反应。
在本发明的一些实施方式中，优选地，该方法还包括：将所述加热后未反应气体和换热后未反应气体各自独立地进行第二增压。
根据本发明一种特别优选的实施方式，一种低碳高温气冷堆合成氨方法，该方法包括以下步骤：
(1)将来自高温气冷堆单元的高温氦气和除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的低温氦气，和由所述除氧给水转变成的高压高温蒸汽；
(2)在所述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气和高压氮气作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气，和由所述高压高温蒸汽转变成的凝结水；
(3)将部分未反应气体经第二加热后，得到的加热后未反应气体再进行所述合成氨反应；将所述富氨混合气和剩余部分所述未反应气体进行第二换热，得到由所述富氨混合气转变成的换热后富氨混合气，和由剩余部分所述未反应气体转变成的换热后未反应气体，将所述换热后未反应气体返回并进行所述合成氨反应；
(4)将所述换热后富氨混合气进行冷凝，得到液氨和所述未反应气体；
其中，将所述低温氦气返回所述高温气冷堆单元并进行第一加热；
其中，将所述凝结水进行除氧，得到的除氧后凝结水返回并混入所述除氧给水；
其中，部分所述未反应气体和剩余部分所述未反应气体的体积比为0-100：0-100。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
低碳高温气冷堆合成氨系统，如图1所示，该系统包括：依次连接的高温气冷堆单元I、蒸汽热交换单元II、合成氨单元III、换热器VIII和氨冷凝单元IV，以及第一增压机V、除氧单元VI、加热器VII、第二增压机IX；
其中，氨冷凝单元IV的未反应气体出口连接换热器VIII；
其中，第一增压机V连接蒸汽热交换单元II的低温氦气出口和高温气冷堆单元I；除氧单元VI连接合成氨单元III的凝结水出口和蒸汽热交换单元II的除氧给水入口；加热器VII连接氨冷凝单元IV的未反应气体出口和合成氨单元III；换热器VIII连接氨冷凝单元IV的未反应气体出口和合成氨单元III；第二增压机IX连接换热器VIII的换热后未反应气体出口、加热器VII的加热后未反应气体出口和合成氨单元III。
低碳高温气冷堆合成氨方法，该方法包括：
(1)将来自高温冷气堆的高温氦气(温度为700-1100℃，压力为6.5-7.5MPa)和除氧给水(氧含量＜14ppm)进行第一换热，得到由高温氦气转变成的低温氦气(压力为4-7.5MPa；温度为230-280℃)，和由除氧给水转变成的高压高温蒸汽(温度为520-580℃，压力为9-15MPa)；
其中，以L计的所述高温氦气和以t计的所述除氧给水的比值为0.6-1.1：1；
其中，将低温氦气经增压至6.5-7.5MPa返回并混入高温气冷堆单元进行第一加热；
(2)在上述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气(压力为10-20MPa)和高压氮气(压力为10-20MPa)作为反应气体进行合成氨反应(温度为300-500℃，压力为10-20MPa)，得到富氨混合气，和由上述高压高温蒸汽转变成的凝结水；
其中，富氨混合气中氨气含量为50-95体积％；
其中，将上述凝结水进行除氧，得到的除氧后凝结水返回并混入除氧给水；
(3)将部分未反应气体经第二加热后，得到加热后未反应气体；
将上述富氨混合气和剩余部分未反应气体进行第二换热，得到由富氨混合气转变成的换热后富氨混合气，和由未反应气体转变成的换热后未反应气体；
其中，部分未反应气体和剩余部分未反应气体的体积比为0-100：0-100；
将上述加热后未反应气体和上述换热后未反应气体均增压至10-20MPa返回合成氨单元；
(4)将上述换热后富氨混合气进行冷凝，得到液氨和上述未反应气体。
本发明实施例1提供的系统，通过将高温气冷堆单元的高温氦气经蒸汽热交换单元，并将得到的高压高温蒸汽用于合成氨单元，实现将高温氦气的热量为合成氨单元提供合成氨反应条件，提高能源利用效率；同时，本发明提供的方法，简化工艺流程，尤其是采用高压气冷堆的高温低碳热能为合成氨反应提供高温环境，减少碳排放。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低碳高温气冷堆合成氨系统，其特征在于，该系统包括：依次连接的高温气冷堆单元(I)、蒸汽热交换单元(II)、合成氨单元(III)、氨冷凝单元(IV)；
所述高温气冷堆单元(I)用于生产高温氦气；
所述蒸汽热交换单元(II)用于将所述高温氦气和除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的低温氦气，和由所述除氧给水转变成的高压高温蒸汽；
所述合成氨单元(III)用于在所述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气和高压氮气作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气，和由所述高压高温蒸汽转变成的凝结水；
所述氨冷凝单元(IV)用于将所述富氨混合气进行冷凝，得到液氨和未反应气体；
其中，所述蒸汽热交换单元(II)的低温氦气出口连接所述高温气冷堆单元(I)，用于将所述低温氦气进行第一加热。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括：连接所述高温气冷堆单元(I)和所述蒸汽热交换单元(II)的低温氦气出口的第一增压机(V)，用于将所述低温氦气进行第一增压。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述合成氨单元(III)的凝结水出口连接所述蒸汽热交换单元(II)的除氧给水入口，用于将所述凝结水返回并混入所述除氧给水；
优选地，所述系统还包括：连接所述合成氨单元(III)的凝结水出口和所述蒸汽热交换单元(II)的除氧给水入口的除氧单元(VI)，用于将所述凝结水进行除氧，得到的除氧后凝结水返回并混入所述除氧给水。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其中，所述氨冷凝单元(IV)的未反应气体出口连接所述合成氨单元(III)，用于将所述未反应气体返回并进行所述合成氨反应。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述系统还包括：连接所述氨冷凝单元(IV)的未反应气体出口和所述合成氨单元(III)的管道上设置有加热器(VII)，用于将部分所述未反应气体进行第二加热，得到加热后未反应气体；
优选地，连接所述合成氨单元(III)的富氨混合气出口和所述氨冷凝单元(IV)的未反应气体出口的换热器(VIII)，用于将所述富氨混合气和剩余部分所述未反应气体进行第二换热，得到由所述富氨混合气转变成的换热后富氨混合气，和由剩余部分所述未反应气体转变成的换热后未反应气体；
优选地，所述换热器(VIII)的换热后富氨混合气出口连接所述氨冷凝单元(IV)，用于将所述换热后富氨混合气进行所述冷凝；
优选地，所述换热器(VIII)的换热后未反应气体出口连接所述合成氨单元(III)，用于将所述换热后未反应气体返回并进行所述合成氨反应。
6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，所述系统还包括：连接所述加热器(VII)的加热后未反应气体出口、所述换热器(VIII)的换热后未反应气体出口和所述合成氨单元(III)的第二增压机(IX)，用于将所述加热后未反应气体和换热后未反应气体各自独立地进行第二增压，得到高压未反应气体。
7.一种低碳高温气冷堆合成氨方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将来自高温气冷堆单元的高温氦气和除氧给水进行第一换热，得到由所述高温氦气转变成的低温氦气，和由所述除氧给水转变成的高压高温蒸汽；
(2)在所述高压高温蒸汽存在下，将高压氢气和高压氮气作为反应气体进行合成氨反应，得到富氨混合气，和由所述高压高温蒸汽转变成的凝结水；
(3)将所述富氨混合气进行冷凝，得到液氨和未反应气体；
其中，将所述低温氦气返回所述高温气冷堆单元并进行第一加热。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(1)中，以L计的所述高温氦气和以t计的所述除氧给水的比值为0.5-1.5：1，优选为0.6-1.1：1；
优选地，所述高温氦气的温度为700-1100℃，压力为6.5-7.5MPa；所述低温氦气的温度为230-280℃，压力为4-7.5MPa；所述除氧给水中氧含量≤14ppm；所述高压高温蒸汽的温度为520-580℃，压力为9-15MPa；
优选地，在进行所述第一加热之前，将所述低温氦气进行第一增压。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，步骤(2)中，所述合成氨反应的条件包括：温度为300-500℃，压力为10-20MPa；
优选地，所述反应气体中高压氢气和高压氮气的压力各自独立地为10-20MPa；
优选地，所述富氨混合气中氨气含量为0-100体积％，优选为50-95体积％；
优选地，该方法还包括：将所述凝结水返回并混入所述除氧给水；
优选地，该方法还包括：将所述凝结水进行除氧，得到的除氧后凝结水返回并混入所述除氧给水。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括：将所述未反应气体返回并进行所述合成氨反应；
优选地，将部分所述未反应气体经第二加热后，得到的加热后未反应气体再进行所述合成氨反应；
优选地，该方法还包括：在所述冷凝之前，将所述富氨混合气和剩余部分所述未反应气体进行第二换热，得到由所述富氨混合气转变成的换热后富氨混合气，和由剩余部分所述未反应气体转变成的换热后未反应气体；
优选地，部分所述未反应气体和剩余部分所述未反应气体的体积比为0-100：0-100；
优选地，该方法还包括：将所述换热后未反应气体返回并进行所述合成氨反应；
优选地，该方法还包括：将所述加热后未反应气体和换热后未反应气体各自独立地进行第二增压。
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