تولید کننده کندانسور آمونیاک چین ارائه دهنده راه حل های تراکم بخار با راندمان بالا برای تولید آمونیاک

پاسخ به سوال اصلی:کندانسور آمونیاک از شرکت Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd چه چیزی را برای یک کارخانه تولید آمونیاک فراهم می کند؟شرکت Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) کندانسورهای پوسته و لوله را برای حلقه های سنتز آمونیاک و سیستم های تبرید آمونیاک طراحی و تولید می کند، آمونیاک را در فشار 150-300 بار در حلقه در دمای 25-45 درجه سانتیگراد با آب خنک کننده، یا تا -10 تا +10 درجه سانتیگراد تحت تبرید برای جداسازی عمیق تر متراکم می کند. آمونیاک در فشار اتمسفر در دمای -33.3 درجه سانتیگراد با گرمای نهان 1370 کیلوژول بر کیلوگرم می جوشد که یکی از بالاترین مقادیر در بین مبردهای رایج است و این وظیفه را تعیین می کند. کندانسورها مطابق با ASME VIII Division 1 با پوسته های طبقه بندی شده TEMA ساخته می شوند و انتخاب مواد از یک قانون سختگیرانه برای سرویس آمونیاک پیروی می کند: مس و آلیاژهای مس ممنوع هستند.

1. تراکم آمونیاک در حلقه سنتز

کندانسور حلقه سنتز، فرآیند هابر-بوش را از نظر اقتصادی ممکن می سازد، زیرا مرحله ای است که محصول را از گاز واکنش نداده جدا می کند. سه عامل طراحی، عملکرد حلقه را تعیین می کنند:

• تراکم در فشار حلقه:خروجی مبدل فقط حاوی 15-20٪ آمونیاک است زیرا محدودیت تعادل، تبدیل تک مرحله ای را تعیین می کند. گاز خنک می شود و آمونیاک در فشار حلقه 150-300 بار متراکم می شود، جایی که دمای اشباع آن به حدود 25-45 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، که به اندازه کافی بالا است که آب خنک کننده معمولی می تواند این کار را انجام دهد. کاهش دمای تراکم با تبرید به -10 تا +10 درجه سانتیگراد، آمونیاک کمتری را در گاز در گردش باقی می گذارد که نیروی محرکه ورودی مبدل را افزایش داده و تولید را افزایش می دهد، و هزینه تبرید اضافی معمولاً توجیه می شود. از آنجایی که فقط بخشی از آمونیاک متراکم می شود، حلقه همیشه 2-4٪ آمونیاک را به مبدل باز می گرداند.
• گرمای نهان و وظیفه:آمونیاک در نقطه جوش اتمسفر دارای گرمای نهان 1370 کیلوژول بر کیلوگرم است که تقریباً 1.6 برابر آب بر اساس جرم و بسیار بیشتر از اکثر سیالات فرآیندی است. با این حال، نزدیک به نقطه بحرانی 132.4 درجه سانتیگراد و 112.8 بار، گرمای نهان به شدت کاهش می یابد، بنابراین در شرایط حلقه، مقدار مؤثر کمتر است و کندانسور باید از خواص اشباع واقعی به جای رقم اتمسفر اندازه گیری شود. وظیفه Q = m·λ به علاوه خنک سازی محسوس گاز سنتز واکنش نداده است، و در یک کارخانه بزرگ، قطار کندانسور حلقه سنتز ده ها مگاوات را مدیریت می کند.
• مواد بی اثر و تخلیه:متان و آرگون همراه با گاز ورودی وارد می شوند و تجمع می یابند زیرا متراکم نمی شوند. اگر مدیریت نشوند، مواد بی اثر تا حدی تجمع می یابند که سطح لوله را می پوشانند و گاز واکنش پذیر را جابجا می کنند و هم تراکم و هم تبدیل را کاهش می دهند. بنابراین کارخانه ها یک جریان کوچک را تخلیه می کنند و مواد بی اثر را در حلقه در 5-15٪ نگه می دارند و اغلب آمونیاک را از تخلیه با یک اسکرابر تبرید شده کوچک یا کندانسور قبل از رفتن گاز به سوخت یا بازیابی هیدروژن بازیابی می کنند. طراحی نقطه تخلیه به درستی، و افزودن یک کندانسور بازیابی آمونیاک گاز تخلیه، معمولاً چندین درصد از تولید را بازیابی می کند.

2. مواد، ایمنی تبرید و بهره برداری

سرویس آمونیاک دارای سه قانون مواد و ایمنی است که غیرقابل مذاکره هستند و نقض هر یک از آنها منجر به خرابی سریع می شود:

• مس و آلیاژهای مس ممنوع هستند:آمونیاک در حضور رطوبت به مس حمله می کند و کمپلکس های مس-آمونیاک محلول تشکیل می دهد که به سرعت خورده می شوند و محصول را با مس آلوده می کنند، که همچنین برای کاتالیزور سنتز سمی است. این مطلق است: هیچ لوله آلیاژ مس، صفحات لوله، واشر، یا قطعات مرطوب ابزار در سرویس آمونیاک. فولاد، از جمله فولاد کربن و فولاد ضد زنگ، سازگار است و در سراسر آن استفاده می شود. این قانون رایج ترین خطای مشخصات در پروژه های آمونیاک است و برای سیستم های تبرید و همچنین حلقه های سنتز اعمال می شود.
• ترک خوردگی ناشی از تنش آمونیاک:آمونیاک بی آب می تواند باعث ترک خوردگی ناشی از تنش در فولاد کربن شود، به خصوص در مواد با استحکام بالاتر و در حضور اکسیژن یا آلودگی دی اکسید کربن. کاهش استاندارد استفاده از فولاد کربن با استحکام کمتر، اعمال عملیات حرارتی پس از جوش برای تسکین تنش های پسماند، حفظ حداقل محتوای آب حدود 0.2٪ در آمونیاک ذخیره شده به عنوان بازدارنده، حذف اکسیژن از طریق راه اندازی و بی اثر سازی مناسب، و بازرسی دوره ای جوش ها با تست ذرات مغناطیسی فلورسنت مرطوب است. اکثر کدها و استانداردهای اپراتور حداکثر سختی جوش، معمولاً 200 HV، را به عنوان معیار پذیرش مشخص می کنند.
• وظیفه تبرید و مدیریت روغن:جایی که آمونیاک به جای محصول، مبرد است، کندانسور حرارت را از کل سیستم تبرید دفع می کند و برای دماهای تراکم 30-45 درجه سانتیگراد در برابر آب خنک کننده یا هوای محیط طراحی شده است. روغن همراه از کمپرسور دشمن اصلی عملکرد است: لوله ها را می پوشاند و U را 10-30٪ کاهش می دهد، بنابراین جداکننده روغن، مخزن تخلیه روغن روی کندانسور، و پوسته با شیب و تخلیه مناسب ضروری هستند. مواد غیر قابل تراکم از طریق یک پاک کننده خودکار حذف می شوند که آمونیاک را بازیابی می کند و فقط هوا را تخلیه می کند.
• سمیت، تشخیص و تسکین:آمونیاک سمی است با غلظت خطرناک فوری برای زندگی یا سلامتی 300 ppm و بوی قوی که بسیار پایین تر از آن قابل تشخیص است، و همچنین در محدوده 15-28٪ حجمی در هوا قابل اشتعال است، اگرچه اشتعال دشوار است. کارخانه ها تشخیص ثابت با آلارم در 25 و 35 ppm، سیستم های اسپری آب برای کاهش بخار از آنجایی که آمونیاک به شدت در آب محلول است، و سیستم های تخلیه که به یک اسکرابر یا یک نقطه مرتفع ایمن به جای اتمسفر تخلیه می شوند، نصب می کنند. بنابراین طراحی کندانسور باید شامل یک پیش بینی سیلاب آب و با فاصله پراکندگی ایمن چیده شود.

ماتریس مقایسه خدمات کندانسور آمونیاک

سوالات متداول (FAQ)

س: آمونیاک در چه دمایی در حلقه سنتز متراکم می شود؟

پاسخ: این بستگی به فشار دارد، زیرا دمای اشباع آمونیاک با فشار به شدت افزایش می یابد: -33.3 درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر، حدود 25 درجه سانتیگراد در 10 بار، و تقریباً 40-45 درجه سانتیگراد در 200 بار. بنابراین، در حلقه هابر-بوش که در فشار 150-300 بار کار می کند، آمونیاک در دمای 25-45 درجه سانتیگراد متراکم می شود که برای آب خنک کننده معمولی در دمای 30-35 درجه سانتیگراد به اندازه کافی گرم است، اگرچه نزدیکی تنگ است. بسیاری از کارخانه ها یک مرحله تراکم تبریدی دوم در دمای -10 تا +10 درجه سانتیگراد اضافه می کنند تا آمونیاک باقیمانده در گاز در گردش را از 3-4٪ به زیر 2٪ کاهش دهند، که عملکرد مبدل را به اندازه کافی بهبود می بخشد تا هزینه تبرید را جبران کند. طراحی باید از خواص اشباع واقعی در فشار حلقه استفاده کند، زیرا گرمای نهان به طور قابل توجهی با نزدیک شدن شرایط به نقطه بحرانی 132.4 درجه سانتیگراد و 112.8 بار کاهش می یابد.

س: چرا نمی توان از مس در هیچ کجای سرویس آمونیاک استفاده کرد؟

پاسخ: آمونیاک در حضور حتی مقادیر ناچیز رطوبت با مس واکنش داده و کمپلکس های تترا آمین مس محلول تشکیل می دهد که به سرعت فلز را از بین می برد و رنگ آبی مشخصی ایجاد می کند. پیامدها هم مکانیکی و هم مربوط به فرآیند هستند: قطعات مسی در عرض چند هفته یا ماه از کار می افتند و مس حل شده که به حلقه سنتز منتقل می شود، کاتالیزور آهن را مسموم کرده و محصول را آلوده می کند. این ممنوعیت شامل لوله ها، صفحات لوله، واشرها، تریم شیرها، عناصر سنجش ابزار، و حتی آلیاژهای لحیم کاری می شود. فولاد، فولاد ضد زنگ و چدن همگی قابل قبول هستند. این قانون بیشترین نقض را در پروژه های آمونیاک دارد زیرا آلیاژهای مس در عملکردهای تبرید عمومی برای مبردهای دیگر رایج هستند.

س: چگونه از ترک خوردگی ناشی از تنش آمونیاک جلوگیری می شود؟

پاسخ: از طریق پنج کنترل که با هم اعمال می شوند. مواد: استفاده از فولاد کربن با استحکام کمتر با حداکثر استحکام کششی مشخص شده، و اجتناب از آلیاژهای با استحکام بالا. تنش: اعمال عملیات حرارتی پس از جوش برای تسکین تنش های پسماند، و تعیین حداکثر سختی جوش، معمولاً 200 HV یا کمتر. آب: حفظ حداقل 0.2٪ آب در آمونیاک بی آب ذخیره شده، زیرا آب از ترک خوردگی جلوگیری می کند، و اجتناب از شرایطی که آب می تواند جدا شود. اکسیژن: حذف هوا در طول راه اندازی و نگهداری، زیرا آلودگی اکسیژن به شدت باعث ترک خوردگی می شود، و اجتناب از افزودن بازدارنده های حاوی اکسیژن. بازرسی: انجام تست ذرات مغناطیسی فلورسنت مرطوب بر روی جوش ها در فواصل زمانی برنامه ریزی شده، و در صورت امکان استفاده از تست انتشار صوتی در طول تست هیدرواستاتیک برای تشخیص ترک خوردگی فعال.

س: تفاوت بین کندانسور حلقه سنتز و کندانسور آمونیاک تبریدی چیست؟

پاسخ: آنها در هدف، فشار و پیامد خرابی متفاوت هستند. کندانسور حلقه سنتز آمونیاک محصول را از هیدروژن و نیتروژن واکنش نداده در فشار 150-300 بار جدا می کند و عملکرد آن مستقیماً تولید کارخانه را تعیین می کند، زیرا هر آمونیاکی که در گاز باقی بماند، خوراک مبدل را رقیق می کند. این یک جریان گاز مخلوط را مدیریت می کند که در آن آمونیاک فقط 15-20٪ است و مواد بی اثر تجمع می یابند. در مقابل، کندانسور آمونیاک تبریدی، آمونیاک خالص را در فشار 8-20 بار متراکم می کند تا مایع بتواند در جای دیگر برای ایجاد خنک کننده تبخیر شود؛ عملکرد آن توان کمپرسور و ظرفیت تبرید را تعیین می کند. کندانسور تبریدی باید با حمل روغن و تخلیه مواد غیر قابل تراکم سروکار داشته باشد، که کندانسور حلقه ندارد، در حالی که کندانسور حلقه باید با خواص گاز واقعی فشار بالا و تجمع مواد بی اثر سروکار داشته باشد.