CN203513295U - 一种用于合成氨的脱氯装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于合成氨的脱氯装置，该装置包括脱氯罐，脱氯罐的出口和低变炉的入口通过管道连接；所述脱氯罐包括罐体和设置于其床层中部的脱氯剂层；所述脱氯剂层的上部和下部分别放置若干瓷球；所述脱氯罐的顶部入口处设有分布器，脱氯罐的底部设置收集器。本实用新型通过在低变反应炉前增设脱氯装置，使得带入系统的氯及氯化物在转化为氯化氢后，通过脱氯装置中的脱氯剂脱除，有效提高了低变催化剂的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及合成氨用装置技术领域，具体涉及一种用于合成氨的脱氯装置。
背景技术
合成氨装置的低变催化剂为铜系催化剂，少量卤族元素即可使低变催化剂失活。因少量氯气和氯化氢气体带入低变炉中，使得低变催化剂平均使用寿命只有一个检修周期，有时甚至不到一个检修周期，不得不为更换失活低变催化剂提前检修，成为扼制合成氨装置连续长期运行的瓶颈；且铜系催化剂价格昂贵带来大额经济损失。
目前，氯对催化剂及设备管路的毒害与腐蚀作用日益受到大中小企业的重视，氯及氯化物来源于工艺水、蒸汽、空气及原料气中，如何解决氯中毒问题备受各国关注，近几十年，国内外研究人员进行了大量脱氯技术的研究，电化学脱氯技术的应用有较大的局限性，而生物脱氯技术尚未成熟，催化脱氯技术较为成熟。
催化脱氯的机理：
脱氯剂中含有碱金属或碱土金属氧化物，与酸性气体发生中和反应，将氯化物从气相中脱除进入固相形成氯化物。发生如下反应：
MmO+HCl→MClm+H2O
氯化氢反应后生成一种稳定的氯化物而附于脱氯剂上，由于带来系统的氯含有Cl2，而Cl2不能直接与碱性物质反应被吸收，要想将氯化物完全脱除，就必须将其转化为HC1。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于合成氨的脱氯装置，通过在低变反应器炉前增设脱氯装置，使得带入系统的氯及氯化物在转化为氯化氢后，通过脱氯装置 中的脱氯剂脱除，有效提高了低变催化剂的使用寿命。
本实用新型的技术方案是：
一种用于合成氨的脱氯装置，包括脱氯罐，脱氯罐的出口和低变炉的入口通过管道连接；所述脱氯罐包括罐体和设置于其内中部的脱氯剂层，所述脱氯剂层的上部和下部分别放置若干瓷球。
所述脱氯罐的罐体内还设有分布器和收集器；脱氯罐的顶部设有入口，脱氯罐内入口处设有分布器；脱氯罐的底部设置收集器。
所述脱氯剂层的上部放置一层瓷球，所述脱氯剂层和收集器之间的空间全部放置瓷球。
上述装置使用时，工艺气体（主要为CO、CO2、H2、CH4、水蒸气以及由外界环境带入的含氯气体）从脱氯罐上部的入口进入罐体内，通过罐体内分布器均匀分流至上部的瓷球，瓷球均匀的空隙也起到分布工艺气流的作用。然后工艺气流经脱氯剂层装填的脱氯剂发生脱氯反应，反应后气体经脱氯剂层下部瓷球至收集器，经脱氯罐出口进入低变炉。所用钾纳系脱氯剂，具有很高的孔隙系数和比表面积，其中有90%的Na2CO3可以转化为NaCl，其脱氯反应速度快，且经此脱氯剂后出口气中HCl含量小于0.1ppm。
脱氯罐内的分布器、收集器，确保工艺气不偏流，使所有脱氯剂均发挥脱氯效果，不会发生局部穿透现象。脱氯剂上部装填瓷球，其均匀的空隙也起到分布工艺气流的作用，下部装填的瓷球不仅起到支撑作用，还将收集器淹没，更好地发挥收集器作用，避免脱氯剂浪费，促进工艺气体均匀通过脱氯剂床层。
本实用新型脱氯剂在干气环境下效果更好，但受装置流程限制，脱氯装置入口工艺气中含有水汽，因脱氯剂耐水汽，经水汽浸泡活性组份不流失。
本实用新型设计原理如下：采用脱氯剂干法脱除低温变换炉前工艺气中的氯化物：脱氯剂中含有碱金属或碱土金属氧化物，与氯化氢反应后生成一种稳定的氯化物而附于脱氯剂上。由于带来系统的氯含有Cl2，而Cl2不能直接与碱性物质反应被吸收，要想将氯化物完全脱除，就必须将各种形式的氯化物转化为HC1的形式。这一点能否做到，是采用脱氯剂脱氯是否可行的关键。本实用新型装置中，二段转化炉和高变炉都是含氢气体的高温反应器，Cl2在这些地方都会转化为HCl。本实用新型通过在低变炉前增加脱氯装置，用脱氯剂脱除低变炉前工艺气中的氯化物，以保护低变催化剂。
本实用新型的有益效果如下：
1、可以在设计简单科学、占地面积有限的基础上脱除带入系统的氯及氯化物，避免引起低变催化剂氯中毒，解决生产难题，确保装置长周期运转。
2、本实用新型技术投用后，因提高低变催化剂的使用寿命，节支367.5万元；每年节省卸出、装填、还原低变催化剂时间15天，增加收入3000万元；在低变催化剂失活时，避免降负荷操作而发生的减产和能源浪费增收1974.24万元；因避免低变催化剂严重氯中毒而造成的吨氨耗气减少，全年节支372.6万元；购买脱氯剂增支93.5万元；增加脱氯装置后，系统阻力增加，需支出27.72万元；全年共创经济效益5593.12万元。
3、低变催化剂严重氯中毒后吨氨能耗增加，每年多排大量CO2，此技术应用后避免了环境污染，并减少固体废催化剂排放量，减少固废处理压力，节约制造这些催化剂金属原料。
附图说明
图1是本实用新型脱氯装置的结构示意图。
图2是低变催化剂实际运行状态截图。
图中：1-罐体；2-低变炉；3-分布器；4-不锈钢网；5-脱氯剂层；6-收集器；7-瓷球；8-低变催化剂。
具体实施方式
以下结合附图详述本实用新型。
如图1所示，该用于合成氨的脱氯装置包括脱氯罐，脱氯罐的出口和低变炉2的入口通过管道连接；脱氯罐包括罐体1和设置于其内中部的脱氯剂层5，罐体1内还设有分布器3和收集器6；脱氯罐的顶部设有入口，脱氯罐内入口处设有分布器3，脱氯罐的底部设置收集器6。所述脱氯剂层5的上部放置一层瓷球7，所述脱氯剂层5和收集器6之间的空间全部放置瓷球7
，脱氯剂层5与其上下方的瓷球7之间通过不锈钢网4隔开。
所述低变炉内2装填低变催化剂8，所述脱氯罐内脱氯剂层5装填脱氯剂。
上述装置使用时，工艺气体（主要为CO、CO2、H2、CH4、水蒸汽以及由外界环境带入的氯及氯化物）从脱氯罐上部的入口进入罐体内，通过罐体内分布器 均匀分流至上部的瓷球，瓷球均匀的空隙也起到分布工艺气流的作用。然后工艺气流经过脱氯剂层装填的脱氯剂发生脱氯反应，反应后气体经脱氯剂层下部瓷球至收集器，经脱氯罐出口进入低变炉。所用钾纳系脱氯剂，具有很高的孔隙系数和比表面积，其中有90%的Na2CO3可以转化为NaCl，其脱氯反应速度快，且经脱氯剂后出口气中HCl含量小于0.1ppm。采用本装置后低变催化剂实际运行状态截图如图2所示。
Claims (3)
1.一种用于合成氨的脱氯装置，其特征在于：该装置包括脱氯罐，脱氯罐的出口和低变炉的入口通过管道连接；所述脱氯罐包括罐体和设置于其内中部的脱氯剂层，所述脱氯剂层的上部和下部分别放置若干瓷球。
2.根据权利要求1所述的用于合成氨的脱氯装置，其特征在于：所述脱氯罐的罐体内还设有分布器和收集器；脱氯罐的顶部设有入口，脱氯罐内入口处设有分布器；脱氯罐的底部设置收集器。
3.根据权利要求2所述的用于合成氨的脱氯装置，其特征在于：所述脱氯剂层的上部放置一层瓷球，所述脱氯剂层和收集器之间的空间全部放置瓷球。
Priority Applications (1)
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| CN201320521827.8U CN203513295U (zh) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | 一种用于合成氨的脱氯装置 |
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Publications (1)
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| CN203513295U true CN203513295U (zh) | 2014-04-02 |
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| CN201320521827.8U Expired - Lifetime CN203513295U (zh) | 2013-08-22 | 2013-08-22 | 一种用于合成氨的脱氯装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN203513295U (zh) |
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2013
- 2013-08-22 CN CN201320521827.8U patent/CN203513295U/zh not_active Expired - Lifetime
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