氨合成塔，是在高壓、高溫下用來使氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生催化反應(yīng)以進(jìn)行氨合成的設(shè)備。氨合成塔是合成氨廠的心臟，是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的反應(yīng)器。

氨合成塔簡(jiǎn)介：

氨合成塔（ammonia synthesis converter ）是在高壓、高溫下用來使氮?dú)夂蜌錃獍l(fā)生催化反應(yīng)進(jìn)行氨合成的設(shè)備。

氨合成塔是合成氨廠的心臟，是種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的反應(yīng)器。

現(xiàn)在工業(yè)上氨合成是在壓力 15.2～30.4MPa、溫度 400～520℃下進(jìn)行的，為防止高壓、高溫下氫氣對(duì)鋼的腐蝕，氨合成塔由耐高壓的封頭、外筒和裝在筒體耐高溫的內(nèi)件組成。

氨合成塔詳細(xì)：

現(xiàn)在工業(yè)上氨合成是在壓力 15.2～30.4MPa、溫度400～520℃下進(jìn)行的，為防止高壓、高溫下氫氣對(duì)鋼材的腐蝕，氨合成塔由耐高壓的封頭、外筒和裝在筒體內(nèi)耐高溫的內(nèi)件組成。

內(nèi)件外有保溫層，操作時(shí)進(jìn)塔的冷氣體流過內(nèi)、外筒間的環(huán)隙，從而避免外筒溫度過高。

這樣，外筒只承受高壓，可用低合金高強(qiáng)度鋼制作。

內(nèi)件雖然是在高溫下操作，但是只承受氨合成塔進(jìn)出口的壓力差，可用耐熱鎳鉻合金鋼制作。

內(nèi)件包括催化劑筐和換熱器兩個(gè)主要部分，筐內(nèi)裝鐵催化劑，氨合成反應(yīng)在此進(jìn)行。

從催化劑筐出來的熱氣體溫度通常在 460℃以上，進(jìn)氨合成塔的冷氣體溫度根據(jù)流程的不同，有的為20～30℃,有的可達(dá)140℃以上。

為了使進(jìn)氨合成塔的氣體能加熱到反應(yīng)溫度，同時(shí)又能冷卻反應(yīng)后氣體，在塔內(nèi)還設(shè)有換熱器。

換熱器有列管式、螺旋板式和波紋板式，其中以列管式采用多。

氨合成催化劑在開車之前必須還原（見氨合成）,還原需要提供一定的熱量,為此中小型氨合成塔內(nèi)部裝有電加熱器，大型氨合成塔則采用塔外設(shè)置開工加熱爐的辦法來解決。

在給定的鐵催化劑和壓力下，氨合成溫度不同，反應(yīng)速度也不同。

對(duì)于一定的氨含量，氨合成反應(yīng)速度大時(shí)的溫度稱為佳溫度，此佳溫度隨著氨含量增大而降低。

由于氨合成為放熱反應(yīng)，催化劑床層的溫度將隨著反應(yīng)進(jìn)行而不斷升高。

為使氨合成反應(yīng)能在接近佳溫度下進(jìn)行，需要采取措施移走多余的熱量。

工業(yè)上按傳熱方式區(qū)分催化劑筐的類型。

氨合成塔分類：

內(nèi)部換熱式

又稱連續(xù)換熱式。特點(diǎn)是在催化劑床層中設(shè)置冷卻管，通過冷卻管進(jìn)行床層內(nèi)冷熱氣流的間接換熱，以達(dá)到調(diào)節(jié)床層溫度的目的。

冷卻管形式有單管、雙套管和三套管之分，根據(jù)催化劑床層和冷卻管內(nèi)氣體流動(dòng)方向的異同，又有逆流式和并流式冷卻管之分。

以并流雙套管式氨合成塔為例，氣體從塔頂部進(jìn)入,在環(huán)隙中沿塔壁而下,經(jīng)換熱器殼程后到分氣盒,分散到各雙套管的內(nèi)冷卻管,到管頂折至外冷卻管，氣體被預(yù)熱到鐵催化劑的活性溫度（通常為 400℃左右），再流經(jīng)設(shè)有電加熱器的中心管。

從上而下通過催化劑床層，氮?dú)夂蜌錃庠诖朔磻?yīng)后，出催化劑筐，通過換熱器管程降低溫度，出合成塔。

為控制催化劑床層溫度不致過高，有少量氣體從冷氣旁路管進(jìn)入塔內(nèi)，不經(jīng)換熱器殼程，而直接與已經(jīng)預(yù)熱的氣體混合。

間斷換熱式

主要特征是反應(yīng)和換熱間斷進(jìn)行。

催化劑床層分為若干段，在段間通入的未預(yù)熱的氮?dú)浠旌蠚庥靡灾苯永鋮s，稱為多層直接冷激式氨合成塔。

按床層內(nèi)氣體流動(dòng)方向不同，分為沿中心軸方向流動(dòng)的軸向氨合成塔和沿半徑方向流動(dòng)的徑向氨合成塔。

它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損部件少，內(nèi)件比較穩(wěn)妥，多被大型氨廠采用。