合成氨工藝主要控制方案

2021-12-27 17:34:12 字數 2003 閱讀 4669

(一)造氣工段控制

工藝簡介:

固定床間歇氣化法生產水煤氣過程是以無煙煤為原料,週期迴圈操作,在每一迴圈時間裡具體分為五個階段;(1)吹風階段約37s;(2)上吹階段約39s;(3)下吹階段約56s;(4)二上吹階段約12s;(5)吹淨階段約6s.

l、 吹風階段

此階段是為了提高爐溫為制氣作準備的。這一階段時間的長短決定爐溫的高低,

時間過長,爐溫過高;時間過短,爐溫偏低並且都影響發氣量,爐溫主要由這一階段控制。

般工藝要求此階段的操作時間約為整個迴圈週期的18%左右。

2、上吹加氮制氣階段

在此階段是將水蒸汽和空氣同時加入。空氣的加入增加了氣體中的氮氣含量,是調節

h2/n2的主要手段。但是為了保證造氣爐的安全該段時間最多不超過整個迴圈週期的26%。

3、上吹制氣階段

該階段與上吹加氯制氣總時間為整個迴圈的32%,隨著上吹制氣的進行下部爐溫逐漸下降,為了保證爐況和提高發氣量,在此階段蒸汽的流量最好能得以控制。

4、下吹制氣階段

為了充分地利用爐頂部高溫、提高發氣量,下吹制氣也是很重要的乙個階段。這段時間

約佔整個迴圈的40%左右。

5、二次上吹階段

為了確保生產安全,造氣爐再度進行吹風公升溫之前,須把下吹制氣時留在爐底及下部管

道中的半水煤氣吹淨以防不測,故進行第二次上映。這段時間約佔7%左右。

6、吹淨階段

這段時間主要是**上行煤氣管線及裝置內的半水煤氣。約佔整個迴圈的3%。該階段是由吹風管路送風,該段時間的長短直接影響h2/n2.

該控制系統是乙個較複雜的時變、間歇、非線性、大滯後控制系統。故將該系統設計為串級控制。

造氣爐的工作方式分為開車、停車、正常造氣、公升溫和制惰等五種方式。每台造氣爐需要控制15個電磁閥,為了防止多台爐同時進入吹風階段而引起爭風搶汽觀象,各台爐之間必須進行吹風排隊順序控制。

控制方案:

1、造氣工段h2/n2控制方案

造氣工段是通過加減氮操作來進行氫氮比控制的,而加減氮操作又是通過調節上下吹加氮時間和吹風**時間來實現的,因此,該控制系統最終得到的控制量要轉化為上下吹加氮時間或吹風**時間。本系統的氫氮比控制採用調節吹風**時間來實現。

在合成氨生產過程中,影響氫氮比的主要干擾**是造氣、脫硫兩個環節,這部分僅有較小的滯後,所以對脫硫製氫採用pid閉環控制和較高的取樣頻率,這是控制的內環。然後將造氣脫硫與變換、脫碳、精煉及合成組成乙個廣義外環,採用**控制進行控制,這是控制的外環。可選作控制量的引數

有:脫硫氫、變換氫、補充氫和迴圈氫,這四個氫值之間的波動有乙個時間差,脫硫氫到變換氫大約有5min,變換氫到補充氫大約有15min,再由補充氫到迴圈氫又有20min,而且補充氫與迴圈氫之間存在積分關係,補充氫中氫氮比的微小變化就會造成迴圈氫中氫的增加與減小,即穩定的補充氫並不能保證迴圈氫的穩定。而迴圈氫是生產過程最終階段的訊號,所以採用迴圈氫作為主調節引數,並選擇脫硫氫作為副調引數,以克服迴圈氫巨大的滯後。

2、h2/n2調節方法採用改變加氮空氣量的方法調節h2/n2,在上吹和下吹階段設定用/否加氮軟手動開關決定是否啟用加氮空氣,同時採用上/下加氮調節閥來改變加氮空氣量,其次可以通過調整吹淨時間的方法來調整h2/n2,同時還採用打吹淨軟開關確定在吹風階段是否提前關閉煙囪閥,以輔助調節h2/n2.

(三) co變換工段控制中溫變換護的正常操作應該是將各段催化劑的溫度控制在適宜的範圍內,以充分發揮催化劑的活性。同時用最低的蒸汽消耗實現最高的co變換率。影響中變爐催化劑床層溫度變化的因素很多,如蒸汽的加入量、蒸汽的溫度、進入催化劑前反應氣體的溫度、反應氣體的組成以及生產負荷等。

該工段主要的控制系統主要有:中變爐入口溫度定值控制,入中變護蒸汽流量定值控制,入中變滬中段蒸汽流量定值控制,中變爐下段溫度控制等。

(六)氨合成工段控制在合成氨生產中,合成塔人塔氣體的氫氣與氮氣的比例是工藝上乙個極為重要的控制指標。氫氯比合格率對於全廠生產系統的穩定、提高產量和降低原料及能源消耗起著重要作用,氫氮比的過高或過低,都會直接影響合成效率,導致合成系統超壓放空,使合成氨產量減少,消耗增加。但合成氨氫氮比物件是乙個純滯後和容積滯後大,無自衡能力和時變的工藝過程,所以氫氮比控制是氨合成工段的主要控制物件。

合成氨工藝控制方案總結

一合成氨工藝簡介 中小型氮肥廠是以煤為主要原料,採用固定層間歇氣化法製造合成氨原料氣。從原料氣的製備 淨化到氨的合成,經過造氣 脫硫 變換 碳化 壓縮 精煉 合成等工段。工藝流程簡圖如下所示 該裝置主要的控制迴路有 1 洗滌塔液位 2 洗滌氣流量 3 合成塔觸媒溫度 4 中置鍋爐液位 5 中置鍋爐壓...

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