純堿廠家在低能耗氨廠流程設(shè)計(jì)中提出,提高原料天然氣的預(yù)熱溫度,使反應(yīng)物的溫度接近轉(zhuǎn)化爐出口溫度。純堿廠家擬定采用換熱器或第三轉(zhuǎn)化器來代替廢鍋,回收二段爐出口高溫氣體的熱量,使一部份原料天然氣在此轉(zhuǎn)化為氫。然后,這部份轉(zhuǎn)化氣和二段爐出口氣體混合,用來預(yù)熱原料氣。預(yù)熱溫度達(dá)500~550C,每噸氨的能耗降為7.6~7.8百萬千卡。
美國凱洛格公司(Kell0gg)在等壓流程中提出,在一段爐和二段爐之間增設(shè)一臺(tái)平行轉(zhuǎn)化爐,使一段爐煙道氣預(yù)熱后的原料氣部份不經(jīng)一段轉(zhuǎn)化而直接進(jìn)入平行轉(zhuǎn)化爐,用二段爐出口高溫轉(zhuǎn)化氣加熱使之轉(zhuǎn)化,這樣可使一段爐燃料節(jié)省25~50%。丹麥托普索公司(T0psce)把一段爐煙道氣溫度降至150C,其顯熱用于預(yù)熱原料天然氣、二段爐工藝空氣、過熱蒸氣和燃燒空氣。
一段爐采用高活性、抗毒能力強(qiáng)的蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑水碳比由3.15降至2,改善了純堿廠家能量傳遞過程中的不合理現(xiàn)象。為脫除增多的C0,在脫碳工藝之后增設(shè)低溫變換,并將兩塔脫碳系統(tǒng)改為三塔,其中一塔作吸收,其余兩塔作再生。此外,美國弗盧爾工程公司(Flu0r)提出了多段絕熱式與再熱式相結(jié)合的一段轉(zhuǎn)化爐。美國聯(lián)合催化劑工業(yè)公司(UCI)曾提出把一段爐的煙道氣用作二段爐的工藝空氣,不但可節(jié)能,而且可使氨加工過程有足夠的二氧化碳可利用。
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