Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Апреля 2013 в 18:47, дипломная работа
Существующие традиционные технологии производств синтетического аммиака включают в себя следующие основные стадии производства: компримирование природного газа до 4,5 МПа и воздуха до 3,5 МПа центробежными компрессорами с приводом от паровых турбин; гидрирование органических серосоединений, содержащихся в природ¬ном газе, на алюмокобальтмолибденоновом катализаторе до сероводорода и поглощение его оксида цинка; паровая конверсия метана в трубчатой печи (первичный реформинг) под давлением до объемной доли метана в газе не более 12% и паровоздушная конве¬рсия остаточного метана в шахтном конверторе (вторичный реформинг);
Инжекционная горелка
Рис 1.2.
Изобретение относится к инжекционным горелочным устройствам для сжигания горючих газов с пониженным выходом окислов. Благодаря тому, что внутренний инжектор выполнен кольцевым, появляется возможность внутри него установить обечайку с торцом на уровне среза горелки, и этот торец играет роль дополнительного стабилизатора горения.
Благодаря тому, что инжекторы на выходе снабжены аксиальными поворотными лопатками, появляется возможность настилания газовоздушных потоков на амбразуру и усиления обратного центрального вихря, что дает дополнительную стабилизацию пламени и повышение надежности работы горелки.
Благодаря тому, что газоподводящая труба доходит до конца обечайки, не соприкасаясь с ней, горючий топливный газ обтекает торец обечайки изнутри, охлаждая его и обеспечивая надежность работы горелки.
В /12/ предлагается совершенствовать установку для утилизации тепла трубчатой печи, что позволяет увеличить экономичность.
В установке для утилизации тепла, содержащей конвективную шахту с испарительной и пароперегревательной поверхностями, причем испарительная поверхность разбита на пакеты, дымосос, газоход от конвективной части к дымососу, газоход от дымососа к дымовой трубе, обводной вокруг пакетов канал-газоход со входом и выходами, расположенными между пакетами. Согласно изобретению, выходы из канала-газохода снабжены побудительными соплами, подключенными посредством газоходов, снабженных регулировочными заслонками, к газоходу от дымососа к дымовой трубе.
Обводной канал-газоход выполнен внутри конвективной шахты путем создания зазоров между пакетами и стенкой шахты или создания зазоров внутри пакетов путем их разрыва.
Обводной канал-газоход выполнен снаружи конвективной шахты и перед выходами снабжен инжекторами.
Благодаря тому, что обводной канал-газоход имеет выходы в пространство между пакетами и выходы снабжены побудительными соплами, подключенными посредством газоходов, снабженных регулировочными заслонками, с газоходом от дымососа к дымовой трубе (и в обводном канале не установлены теплообменные пакеты), часть горячих продуктов сгорания подается непосредственно в далее расположенные по ходу продуктов сгорания пакеты минуя предыдущие. При этом снижается тепловая нагрузка на ранее расположенные пакеты, повышается среднелогарифмический температурный напор на далее расположенные пакеты и средняя скорость продуктов сгорания в них, что ведет к повышению общего количества передаваемого тепла и понижению температуры уходящих продуктов сгорания, то есть к повышению экономичности установки.
Благодаря тому, что обводной канал-газоход имеет выходы в пространство между пакетами и снабжен побудительными соплами, подключенными посредством газоходов, снабженных регулировочными заслонками, с газоходом от дымососа к дымовой трубе (и в этих каналах не установлены теплообменные пакеты), часть горячих продуктов сгорания подается непосредственно в далее расположенные по ходу продуктов сгорания пакеты минуя предыдущие. При этом снижается скорость продуктов сгорания в первых по их ходу пакетах и их аэродинамическое сопротивление. И хотя при этом возрастает сопротивление последующих пакетов, благодаря квадратичной зависимости сопротивления от скорости общее аэродинамическое сопротивление конвективной шахты падает, а это ведет к повышению экономичности всей установки в целом.
Благодаря тому, что по второму варианту обводной канал-газоход выполнен снаружи конвективной шахты и перед выходами снабжен инжекторами, происходит более эффективный подсос продуктов сгорания по обводному каналу, что ведет к повышению экономичности всей установки в целом.
1.2. Обоснование проекта и основных технических решений
Единственным поставщиком природного газа на территорию Республики Беларусь является компания “Газпром”, стратегия развития которой предполагает увеличение цены на газ до уровня мировых цен для белорусской стороны. Поскольку себестоимость аммиака на 80% зависит от цены на природный газ, то результатом этого станет рост цены на аммиак, что приведет к тому, что продукция предприятия станет неконкурентоспособной. Выход на мировой рынок будет закрыт. Пример Украины, где в результате увеличения цены на газ наиболее пострадали производители минеральных удобрений.
Для избежания таковых последствий необходимо модернизировать производство по современным технологиям, основанных на минимальном потреблении энергии. В качестве таковых, представляется возможным модернизировать отделение конверсии метана по технологии AMV. Для этого уменьшаем отношение пар/углерод перед подачей в первичный реформер до 2,8 и увеличиваем избыток воздуха на 20% во вторичный реформер, что позволит снизить расход природного газа на обогрев трубчатой печи и, тем самым, снизить себестоимость продукции, позволит уменьшить размер системы пароснабжения. Уменьшение подводимой энергии позволяет уменьшить температуру газовой смеси на выходе из первичного реформера на 20–40ºС до 780ºС и температуру газовой смеси на выходе из вторичного реформера до 950ºС.