CN210393751U - 基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，在制氢机构的出气口通过第一氢气总管顺次与第一低变炉、二氧化碳吸收塔及氨合成塔连接，制氮机构的出气口通过氮气总管顺次与第一换热器及氨合成塔连接；第一氢气总管上设有第一氢气支管，氮气总管上设有氮气支管，第一氢气支管与氮气支管分别与第二低变炉的进气口连接。本系统基于氢气与氮气反应制氨工艺，通过第一氢气支管获取氢气作为还原物，利用氮气支管获取热氮气作为载体，将其混合通入新增的第二低变炉，直接为进行二低变触媒进行升温还原处理。简化低变触媒升温还原操作，控制触媒还原条件，提高工作效率，使得一氧化碳的催化反应更完全，提高氢气纯度，最终提高氨生产效率及质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及低变触媒升温还原技术领域，具体地，涉及一种基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统。
背景技术
氢气是合成氨生产中的原料之一，制得的氢气中通常含有一氧化碳，需要将其转换成二氧化碳再吸收以净化氢气。一氧化碳的转化有高温变换、中温变换和低温变换之分，其中，低温变化是在低变炉中完成，在低变炉中装填铜作为反应触媒，即催化剂，在触媒的催化作用下，使得一氧化碳与水蒸气发生变换反应生成二氧化碳和氢气，方便后期通过吸收二氧化碳净化氢气，提高氢气的纯度，可以提高制氨的效率及质量。
铜为有色金属比较活跃，存放在空气中很容易与空气中的氧发生反应，生成氧化铜。因此，在装填结束后，需要对其进行还原处理。目前，通常是通过氢气储存罐与氮气储存罐，将二者与低变炉连接，对氢气与氮气加热并通入低变炉，进行还原反应。该操作存在的问题是：1、氢气和氮气需要运送，且其容量有限，需要多次更换，操作繁琐，且影响反应持续性；2、温度不易控制，还原反应不稳定，影响触媒的催化活性。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，简化低变触媒升温还原操作，稳定控制还原条件，提高工作效率，提高触媒的催化活性，从而进一步使得触媒对一氧化碳的催化反应更完全，使得到的氢气纯度更高，最终提高生产效率及产品质量。
本实用新型提供了一种基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，包括制氢机构、制氮机构、第一换热器、第一低变炉、第二低变炉、二氧化碳吸收塔及氨合成塔，所述制氢机构的出气口通过第一氢气总管顺次与第一低变炉、二氧化碳吸收塔及氨合成塔连接，制氮机构的出气口通过氮气总管顺次与第一换热器及氨合成塔连接；第一氢气总管上设有第一氢气支管，氮气总管上设有氮气支管，第一氢气支管与氮气支管分别与第二低变炉的进气口连接，第二低变炉的出气口设有放空管。
本实用新型的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，基于氢气与氮气反应制氨的工艺，通过第一氢气支管获取制氨工艺中的氢气作为还原物，利用氮气支管获取制氨工艺中的热氮气作为载体，将其混合通入新增的第二低变炉，直接为进行二低变触媒进行升温还原处理。
优选的，所述第一氢气支管上设有第一氢气支管阀，氮气支管上设有和氮气支管阀。各阀门的设置，方便在二低变触媒升温还原处理结束后，将各支路的气体关闭，防止气体泄漏导致浪费。在下次需要二低变触媒升温还原处理的时候，将支管与低变炉连接好以后，打开各阀门直接进行还原处理，操作方便。
优选的，所述第二低变炉的出气口还连接有第二氢气总管，第二氢气总管与二氧化碳吸收塔的进气口连接，所述第一氢气总管上设有第一氢气总管阀，第二氢气总管上设有第二氢气总管阀，放空管上设有放空阀。该结构的设置，方便在第一低变炉的效率达不到要求的时候，通过关闭第一氢气总管阀、氮气支管阀及放空阀，打开第一氢气支管阀、第二氢气总管阀，使得氢气依次通过第一低变炉和第二低变炉，进行两次低变转化，反应更完全，使得到的氢气纯度更高，制得高纯度、高质量的的氨。
优选的，所述制氢机构包括第二换热器、除氧器、蒸汽锅炉及转换炉，所述第二换热器、除氧器、蒸汽锅炉通过水管顺次连接，蒸汽锅炉的出气口与转换炉的进气口连接，转换炉的出气口与第一低变炉的进气口连接。脱盐水依次进入第一换热器、除氧器、蒸汽锅炉，在蒸汽锅炉中加热产生的水蒸气通入转换炉，在转换炉中与甲烷反应生成含二氧化碳和一氧化碳的氢气，混合气体送至第一低变炉，在催化剂作用下使得一氧化碳转换成二氧化碳。
本实用新型的有益效果：本实用新型的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，基于氢气与氮气反应制氨的工艺，通过第一氢气支管获取制氨工艺中的氢气作为还原物，利用氮气支管获取制氨工艺中的热氮气作为载体，将其混合通入新增的第二低变炉，直接为进行二低变触媒进行升温还原处理。基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，简化低变触媒升温还原操作，利用第一换热器稳定控制还原条件，提高工作效率，提高触媒的催化活性，从而进一步使得触媒对一氧化碳的催化反应更完全，使得到的氢气纯度更高，最终提高生产效率及产品质量。
此外，通过在第一低变炉的效率达不到要求的时候，通过关闭第一氢气总管阀、氮气支管阀及放空阀，打开第一氢气支管阀、第二氢气总管阀，使得氢气依次通过第一低变炉和第二低变炉，进行两次低变转化，使得反应更完全，进一步提高氢气纯度，最终提高生产效率及产品质量。
附图说明
图1为实施例1的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统的结构示意图；
图2为实施例2的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统的结构示意图
图中：制氢机构1、第二换热器1-1、除氧器1-2、蒸汽锅炉1-3、转换炉1-4、制氮机构2、第一换热器3、第一低变炉4、第二低变炉5、二氧化碳吸收塔6、氨合成塔7、第一氢气总管8、第一氢气总管阀8-1、氮气总管9、第一氢气支管10、第一氢气支管阀10-1、氮气支管11、氮气支管阀11-1、放空管12、放空阀12-1、第二氢气总管13、第二氢气总管阀13-1。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，包括制氢机构1、制氮机构2、第一换热器3、第一低变炉4、第二低变炉5、二氧化碳吸收塔6及氨合成塔7，所述制氢机构1的出气口通过第一氢气总管8顺次与第一低变炉4、二氧化碳吸收塔6及氨合成塔7连接，制氮机构2的出气口通过氮气总管9顺次与第一换热器3及氨合成塔7连接；第一氢气总管8上设有第一氢气支管10，氮气总管9上设有氮气支管11，第一氢气支管10与氮气支管11分别与第二低变炉5的进气口连接，第二低变炉5的出气口设有放空管12。本实用新型的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，基于氢气与氮气反应制氨的工艺，通过第一氢气支管获取制氨工艺中的氢气作为还原物，利用氮气支管获取制氨工艺中的热氮气作为载体，将其混合通入新增的第二低变炉，直接为进行二低变触媒进行升温还原处理。
所述第一氢气支管10上设有第一氢气支管阀10-1，氮气支管11上设有和氮气支管阀11-1。各阀门的设置，方便在二低变触媒升温还原处理结束后，将各支路的气体关闭，防止气体泄漏导致浪费。在下次需要二低变触媒升温还原处理的时候，将支管与低变炉连接好以后，打开各阀门直接进行还原处理，操作方便。
所述制氢机构1包括第二换热器1-1、除氧器1-2、蒸汽锅炉1-3及转换炉1-4，所述第二换热器1-1、除氧器1-2、蒸汽锅炉1-3通过水管顺次连接，蒸汽锅炉1-3的出气口与转换炉1-4的进气口连接，转换炉1-4的出气口与第一低变炉4的进气口连接。脱盐水依次进入第一换热器、除氧器、蒸汽锅炉，在蒸汽锅炉中加热产生的水蒸气通入转换炉，在转换炉中与甲烷反应生成含二氧化碳和一氧化碳的氢气，混合气体送至第一低变炉，在催化剂作用下使得一氧化碳转换成二氧化碳。
实施例2：
如图2所示，一种基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，包括制氢机构1、制氮机构2、第一换热器3、第一低变炉4、第二低变炉5、二氧化碳吸收塔6及氨合成塔7，所述制氢机构1的出气口通过第一氢气总管8顺次与第一低变炉4、二氧化碳吸收塔6及氨合成塔7连接，制氮机构2的出气口通过氮气总管9顺次与第一换热器3及氨合成塔7连接；第一氢气总管8上设有第一氢气支管10，氮气总管9上设有氮气支管11，第一氢气支管10与氮气支管11分别与第二低变炉5的进气口连接，第二低变炉5的出气口设有放空管12。本实用新型的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，基于氢气与氮气反应制氨的工艺，通过第一氢气支管获取制氨工艺中的氢气作为还原物，利用氮气支管获取制氨工艺中的热氮气作为载体，将其混合通入新增的第二低变炉，直接为进行二低变触媒进行升温还原处理。
所述第一氢气支管10上设有第一氢气支管阀10-1，氮气支管11上设有和氮气支管阀11-1。各阀门的设置，方便在二低变触媒升温还原处理结束后，将各支路的气体关闭，防止气体泄漏导致浪费。在下次需要二低变触媒升温还原处理的时候，将支管与低变炉连接好以后，打开各阀门直接进行还原处理，操作方便。
所述第二低变炉5的出气口还连接有第二氢气总管13，第二氢气总管13与二氧化碳吸收塔6的进气口连接，所述第一氢气总管8上设有第一氢气总管阀8-1，第二氢气总管13上设有第二氢气总管阀13-1，放空管12上设有放空阀12-1。该结构的设置，方便在第一低变炉的效率达不到要求的时候，通过关闭第一氢气总管阀、氮气支管阀及放空阀，打开第一氢气支管阀、第二氢气总管阀，使得氢气依次通过第一低变炉和第二低变炉，进行两次低变转化，反应更完全，使得到的氢气纯度更高，制得高纯度、高质量的的氨。
所述制氢机构1包括第二换热器1-1、除氧器1-2、蒸汽锅炉1-3及转换炉1-4，所述第二换热器1-1、除氧器1-2、蒸汽锅炉1-3通过水管顺次连接，蒸汽锅炉1-3的出气口与转换炉1-4的进气口连接，转换炉1-4的出气口与第一低变炉4的进气口连接。脱盐水依次进入第一换热器、除氧器、蒸汽锅炉，在蒸汽锅炉中加热产生的水蒸气通入转换炉，在转换炉中与甲烷反应生成含二氧化碳和一氧化碳的氢气，混合气体送至第一低变炉，在催化剂作用下使得一氧化碳转换成二氧化碳。
Claims (4)
1.一种基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，其特征在于，包括制氢机构（1）、制氮机构（2）、第一换热器（3）、第一低变炉（4）、第二低变炉（5）、二氧化碳吸收塔（6）及氨合成塔（7），所述制氢机构（1）的出气口通过第一氢气总管（8）顺次与第一低变炉（4）、二氧化碳吸收塔（6）及氨合成塔（7）连接，制氮机构（2）的出气口通过氮气总管（9）顺次与第一换热器（3）及氨合成塔（7）连接；第一氢气总管（8）上设有第一氢气支管（10），氮气总管（9）上设有氮气支管（11），第一氢气支管（10）与氮气支管（11）分别与第二低变炉（5）的进气口连接，第二低变炉（5）的出气口设有放空管（12）。
2.如权利要求1所述的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，其特征在于，所述第一氢气支管（10）上设有第一氢气支管阀（10-1），氮气支管（11）上设有和氮气支管阀（11-1）。
3.如权利要求2所述的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，其特征在于，所述第二低变炉（5）的出气口还连接有第二氢气总管（13），第二氢气总管（13）与二氧化碳吸收塔（6）的进气口连接，所述第一氢气总管（8）上设有第一氢气总管阀（8-1），第二氢气总管（13）上设有第二氢气总管阀（13-1），放空管（12）上设有放空阀（12-1）。
4.如权利要求1所述的基于制氨工艺的二低变触媒升温还原系统，其特征在于，所述制氢机构（1）包括第二换热器（1-1）、除氧器（1-2）、蒸汽锅炉（1-3）及转换炉（1-4），所述第二换热器（1-1）、除氧器（1-2）、蒸汽锅炉（1-3）通过水管顺次连接，蒸汽锅炉（1-3）的出气口与转换炉（1-4）的进气口连接，转换炉（1-4）的出气口与第一低变炉（4）的进气口连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN110508330A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-29 | 宁夏渝丰化工股份有限公司 | 一种二段低变触媒升温还原工艺方法 |
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- 2019-08-08 CN CN201921279934.8U patent/CN210393751U/zh active Active
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