氨合成塔选择使用不同材质的不锈钢方管

氨合成催化剂在开车之前必须还原（见氨合成）,还原需要提供一定的热量,为此中小型氨合成塔内部装有电加热器，大型氨合成塔则采用塔外设置开工加热炉的办法来解决。在给定的铁催化剂和压力下，氨合成温度不同，反应速度也不同。对于一定的氨含量，氨合成反应速度最大时的温度称为最佳温度，此最佳温度随着氨含量增大而降低。由于氨合成为放热反应，催化剂床层的温度将随着反应进行而不断升高。为使氨合成反应能在接近最佳温度下进行，需要采取措施移走多余的热量。工业上按传热方式区分催化剂筐的类型。

内部换热式合成塔特点是在催化剂床层中装配不锈钢冷却方管，通过冷却管进行层内冷热气流的换热，从而调节床层温度。不锈钢冷却管形式有单管、双套管和三套管之分，根据催化剂床层和冷却管内气体流动方向的异同，又有逆流式和并流式冷却管之分。

并流双套管式氨合成塔为例，气体从塔顶部进入,在环隙中沿塔壁而下,经换热器壳程后到分气盒,分散到各双套管的内不锈钢冷却方管.

气体被预热到铁催化剂的活性温度（通常为 400℃左右），再流经设有电加热器的中心管。从上而下通过催化剂床层，氮气和氢气在此反应后，出催化剂筐，通过304不锈钢换热器管降低温度，出合成塔。为控制催化剂床层温度不致过高，有少量气体从冷气旁路管进入塔内，不经不锈钢换热器壳程，而直接与已经预热的气体混合。

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硅元素在不锈钢方管中能提升它的抗氧化性和抗硫化性能

    在常用不锈钢方管中，硅作为脱氧元素残留于钢中，其质量分数都在1.0%以下。以合金元素加人不锈钢方管中，硅质量分数最高可达7%，用以提高不锈钢方管的抗氧化和抗硫化性能以赋予不锈钢管在浓硝酸、浓硫酸等强氧化性介质中的优异耐蚀性。硅的不利影响是提高铁素体不锈钢方管的脆性转变温度，降低不锈钢管的塑韧性及恶化不锈钢管的热加工性能。

    硅是强烈铁素体形成元素，在可相变的马氏体卫生级不锈钢管中，硅的加人将促进铁素体相的生成，此时必须控制不锈钢管的成分，避免形成单一铁素体组织而失去淬硬性。在奥氏体不锈钢管中，随硅含量的提高，δ铁素体量将增加，同时金属间相(σ或χ）的形成也将加速和增多，伴随着不锈钢管的强度增加，塑韧性和耐蚀性下降，为保证不锈钢管的单一奥氏体组织，在提高硅含量的同时，应相应提高不锈钢管中的奥氏体形成元素(镍、氮)的含量。在含硅奥氏体卫生级不锈钢管中，可存在类似M23C6相π相 Cr3Si等，其存在与否及其数量与不锈钢管中的硅含量和在形成温度的保持时间相关。为00Cr18Ni15的析出相与硅含量之间的关系。