[發明專利]固體氧化物電解/化石燃料合成氨耦合的合成氨裝置及施工工藝

在審

• 申請號: 202011332926.2
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN114538469A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 姜大鹿
• 申請（專利權）人: 中國化學工程第十六建設有限公司
• 主分類號: C01C1/04
• 分類號: C01C1/04;C01B3/16;C01B3/56;C01B3/58;C07C29/152;C07C31/04;C07C1/04;C07C1/12;C07C9/04;C25B1/23;C25B15/08;C10J3/00;C10K1/00;C10K1/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種合成氨裝置變換系統均壓導氣裝置，其特征在于，包括合成氨變換爐、變換界區旁路暖管、變換界區旁路閥、低點排水點、變換爐入口大閥、變換爐入口大閥前手動放空閥及變換界區旁路暖管前手動放空閥，所述的輸氣管與無動力回收缸螺紋相連，所述的合成缸位于無動力回收缸右端，且所述的合成缸位于輸氣管右端，所述的合成缸與輸氣管螺紋相連，軟水鼓包位于合成缸內部上端，所述的軟水鼓包與合成缸螺紋相連，所述變換爐入口大閥前手動放空閥設于所述變換爐入口大閥與所述變換界區旁路暖管連接處，所述變換界區旁路暖管前手動放空閥設于所述變換界區旁路暖管另一端，精餾塔底部的液相出口與冷凝器的進口相連，冷凝器的出口通過 第二換熱器的第一殼程和第一換熱器的第一殼程與鍋爐燃燒室相連；精餾塔頂部的氣體出口通過第二換熱器的第二殼程和第一換熱器的第二殼程與離心式壓縮機中壓縮段的進口相連，離心式壓縮機包括前端的壓縮段，壓縮段與末端的循環段相連。

2.根據權利要求1所述的合成氨裝置變換系統均壓導氣裝置，其特征在于，所述精餾塔底部的液相出口與冷凝器的進口之間安裝有第二閥門。

3.根據權利要求1所述的合成氨裝置氨合成放空氣氨回收裝置，其特征在于，所述的碳化塔內部頂端還設有烘干機，所述的烘干機與碳化塔螺紋相連。

4.根據權利要求1所述的合成氨裝置氨合成放空氣氨回收裝置，其特征在于，所述的碳化塔頂部還設有循環氣管，所述的循環氣管與碳化塔螺紋相連，且所述的循環氣管與合成缸螺紋相連。

5.一種合成氨裝置變換系統均壓導氣裝置的均壓導氣方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、放空暖管排水：開所述變換界區旁路閥，緩慢開至全開，保證氣量最大，打開所述低點排水點，對所述變換界區旁路暖管進行暖管排水，確認排完后關閉所述低點排水點；

步驟二、調節變換界區壓差：保證氣化送氣量不變情況下緩慢關所述變換爐入口大閥前手動放空閥，然后緩慢開所述變換界區旁路暖管前手動放空閥，使所述變換界區旁路暖管前后壓差低壓0.05-0.2MPA；

步驟三、提升變換爐前壓力：開啟所述變換界區旁路閥，待所述變換界區旁路閥全開后，緩慢開所述變換界區旁路暖管前手動放空閥，保持所述合成氨變換爐前氣化壓力在0.4-0.6MPA；

步驟四、穩定變換爐前壓力：小開所述變換爐入口大閥，對所述合成氨變換爐以及后系統進行均壓，通知氣化緩慢開大送變換閥閥位，提高氣化至所述合成氨變換爐前壓力，壓力和溫度越高，在導氣的過程中水氣比越高、床層越不容易超溫；

步驟五、提升變換爐壓力：在所述合成氨變換爐前壓力升壓至2.0-2.5mpa左右時，可以緩慢開大所述變換爐入口大閥至全開，在整個升壓過程中必須保證所述合成氨變換爐有15％以上放空，視床層溫度以及入口溫度情況調節開度，在入口溫度沒有達到220℃以上前盡量少放空，防止大氣量將床層拉跨；

步驟六：化石燃料合成氨：以化石燃料為原料制氫氣，然后與氮氣混合進行合成氨反應；

固體氧化物共電解二氧化碳和水蒸氣：收集制氫氣步驟產生的二氧化碳氣體，將其與水蒸氣混合，通入固體氧化物電解池進行電解，產生的氣體返回至制氫氣步驟中進行循環利用。

6.根據權利要求5所述的合成氨裝置變換系統均壓導氣裝置的均壓導氣方法，其特征在于，先將二氧化碳與水蒸氣的混合氣與水煤氣變換和/或脫硫脫碳步驟中產生的氣體進行換熱，實現初步預熱；

然后將初步預熱后的混合氣與化石燃料氣化或催化重整和固體氧化物電解池產生的氣體進行換熱。