合成塔内件吊装中

反应气出口 冷副线气体入口
径向多段冷激式合成塔
① 冷管式（连续换热式-内冷和段间）催化剂分3～5层，每 层为绝热反应段，在催化剂层内设置冷却管，用反应前的 低温原料气移走反应热，降低反应温度，并预热原料气。 ② 冷激式（多段冷激式） 催化剂分3～5层，每层为绝热 反应段，层间掺入冷原料气控制反应气温度。
二、冷管式合成塔
➢ 特点：在催化剂床层中设置冷管，利用在冷管 中流动的未反应的气体移出反应热，使反应比 较接近最适宜温度曲线下进行。
合成塔外貌
合成氨生产控制室
氨合成塔，是在高压、高温下用来使氮气和氢气发生催 化反应以进行氨合成的设备。氨合成塔是合成氨厂的心脏， 是一种结构复杂的反应器。 一、结构特点及基本要求 基本要求： ① 维持自热、有利于升温还原、催化剂生产强度大； ② 催化剂床层分布合理、保持催化剂活性； ③ 气流均匀、压降小； ④ 换热强度大、换热体积小、塔内空间利用率高； ⑤ 生产稳定、操作灵活、操作弹性大； ⑥ 结构简单可靠、内件有自由余地。
为了满足高温、高压的双 重要求，合成塔由内件 （催化剂框、热交换器、 电加热器）和外筒两部分 组成。内件用(Ni、Cr)不 锈钢制作，耐500℃高温 和腐蚀，不承受高压力； 外筒用低碳合金钢或优质 碳钢制成，承受高压。
合成塔内件吊装中:
为了氨合成反应接近最适宜温度，塔内件换热形式 不同，出现几类合成塔：
出口气
冷激气
多层轴向冷激式合成塔 （凯洛格型）
➢优点：用冷激式调节反应温度、操
作压力方便，结构简单，内件可靠性
好，装卸催化剂方便。
➢缺点：瓶式结构，内件先装入再焊
瓶嘴。检修、损坏更换不方便
进气
多层轴向冷激式合成塔（凯洛格）
冷激气入口
气体主流入口
径向多段冷激式合成塔 （托普索型）
➢优点：①气体径向流动，压降 小，催化剂生产强度较大。②催 化剂装量小，塔直径较小，投资 少。③采用大盖密封，运输、安 装检修方便。 ➢缺点：气体流过催化剂层时， 易出现偏流
➢ 中国小型氨厂多采用冷管式内件，早期为双层 套管并流冷管，1960年以后开始采用三套管 并流冷管和单管并流冷管。
①并流三套管式 优点：床层温度分布合理，催化剂生产强度高，操作
稳定、可靠。 缺点：结构复杂，冷管分气盒占空间大。还原时升温
困难。
②单管并流式
优点：塔内部件紧凑，催化剂筐与换热器间距小，塔 有效利用率高。
缺点：结构不够牢固，升气管、冷管焊缝易裂开。
外
催
冷
化
管
剂
内
冷
升
冷
管
气
管
管
催 化 剂
分气盒
并流三套管示意图
单管并流示意图
三、 冷 激 式 氨 合 成 塔
➢ 该塔优点：床层温度调节方便，省去许多冷管， 结构简单，来自百度文库件可靠，催化剂装填方便。
➢ 缺点：内件封死在塔内，致使塔体较重，运输和 安装均较困难，内件无法吊出，造成维修与更换 零部件困难，塔阻力大。
高温高压下，氢、氮对氨合成塔有腐蚀：
①氢脆：氢溶解于金属晶格中，使钢材在缓侵变形时发生脆 性破坏。 ②氢腐蚀：氢腐蚀，即氢气渗透到钢材内部，使碳化物分解 并生成甲烷，甲烷聚积于晶界微观孔隙中形成高压，导致应 力集中，沿晶界出现破坏裂纹。 ③在高温高压下，氮与钢中的铁及其他很多合金元素生成硬 而脆的氮化物．导致金属机械性能降低。