SMM科普：绿氢合成氨关键技术lg...

SMM4月7日讯：合成氨是成熟的生产工艺，国际上先进的合成氨技术均采用低压合成工艺，常用的大型氨合成有凯洛格（Kellogg）、托普索（Topsøe）、卡萨利（Casale）、布朗（Braun）等公司所开发的工艺，国内早期所应用的工艺多数从国外引进，各种工艺均从不同角度力争提高氨净值和热量回收效率、降低触媒层高度及整个塔的阻力降。

自2015年起，我国合成氨行业出现过产能过剩现象，但现如今该行业又迈入转型升级的快速发展阶段。大型合成氨工业中，大型空分技术国内已十分成熟，低压合成氨技术我国已步入国际先进水平，已建成诸多大型合成氨基地，同时涌现了云天化、湖北宜化、华鲁恒升等一大批具有较高技术水平、较大生产规模的企业。目前，国内已有多家企业开始研发设计合成效果更佳的氨合成系统，最有代表性的企业有南京国昌、南京聚拓与湖南安淳等等。现如今所设计的合成塔，塔径为600~3200mm，合成塔的合成能力相比之前有较大提升，提升最为明显的就是合成氨联产甲醇的流程所设计的醇烃化工艺搭配醇烃化产生的气体进行精制时应用的工艺所结合的新型氨合成工艺，此工艺目前设计领先，运行成熟。总体来看，国内合成氨研究基本处于国际领先地位，综合考虑从可再生能源制氢到合成氨一体化技术，基本上已达到国际领先水平。

合成氨工艺发展趋势是大型化、低压化、节能化、安全环保化。除了低温低压合成氨，还有直接电催化合成氨、低温常压合成氨、等离子体法合成氨等新技术。

可再生能源电解水制氢合成氨的设计与运行存在诸多挑战，需要在合成氨工艺柔性优化与调控、大规模电解水制氢平稳运行、制氢负荷参与电网调控和全系统技术经济性等方面展开研究。可再生能源电解水制氢合成氨负荷的调控策略和动态控制技术是当前正全力突破的关键技术领域。具体包括：高效低温低压合成氨技术；可再生能源波动条件下的合成氨工艺流程优化和柔性调控技术；考虑“电-热-质”耦合的大规模电解水制氢系统的模块化集成和集群动态控制技术。

绿氢制备绿氨下一步需要进行的突破，主要是需考虑可再生能源供给和绿氨市场消费需求的波动，同时充分考虑操作安全性和过程经济性，研究复杂变工况条件下的催化剂动力学机制、适应柔性生产的合成氨工艺流程技术等，主要是：波动性可再生能源与氨合成塔、压缩机、气体分离、换热网络等适配方案与协同控制，实现冷热电互济，提升系统灵活性，提高综合转换效率。