氨合成塔anhechengta

氨合成塔的结构形式很多，但都由外壳和内件两部分构成。外壳承受压力，内件承受温度。我国中小型合成氨厂普遍采用连续换热冷却管式合成塔； 大型合成氨厂大都采用多段冷激式合成塔。
连续换热冷却管式合成塔为间壁换热式合成塔的一种，结构见图1。内件主要由装在同一内件筒内的催化剂筐、分气盒和列管式换热器组成。原料气的主流由塔顶导入，沿外壳和内件筒之间以及内件筒与换热器之间的空间流动，使外壳得以冷却，原料气被预热至催化剂的起燃温度(参见“合成氨工业”)。原料气在催化剂床层进行合成反应，反应放出的热量经冷却套管传递给原料气。分气盒将反应后的气体导入热交换器列管内，气体被管间原料气冷却后由塔底导出。原料气的支流由塔底导入，通过冷气管和中心管直接进入催化剂层，用以调节床层内的温度。电加热器是开工时加热用的。该塔的优点是反应温度易于控制，氨的单程生成率高。但其内件构造复杂，气体阻力大，催化剂的生产强度小，适用于中小型合成氨厂。
多段冷激式合成塔是一种冷热流体直接混合换热的合成塔，分轴向和径向两种。轴向塔(见图2)的反应气体沿塔的轴向流动； 径向塔(见图3)的反应气体沿塔的径向折流。

图1 冷却管式合成塔
1 外壳 2催化剂管 3分气盒4冷却套管 5内件筒 6中心管7冷气管 8热交换器 9电加热器

轴向塔的内件装有四层催化剂，层间装有与原料气支路相连的冷激气导管，上部为列管式换热器。原料气的主流由塔底导入，沿外壳与内件筒之间的环隙上升，进入换热器的管间，预热后进入第一层催化剂，反应后与一、二层间导入的原料气混合而冷激降温，再进入第二层催化剂，以此类推。最后，气体由内件筒底部入中心管，再导入换热器列管内被管间原料气降温后由塔顶导出。这种合成塔结构简单，气体阻力小，生产强度大，适用于大型合成氨厂。
为了进一步减小气体阻力，提高生产强度，近年来多采用径向塔，塔的几何尺寸相同时，径向塔比轴向塔的生产能力大。

图2 轴向四段冷激式合成塔　图3 径向四段冷激式合成塔
1 热交换器 2 外壳 3 内件筒 4 催化剂层 5 中心管