合成氨生产中节能减排技术的应用探究

合成氨生产中节能减排技术的应用探究

郭敬展

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河南能源化工集团有限公司中原大化公司河南濮阳457000

摘要：我国是世界上最大的农业国，对合成氨的要求量非常大，而由于技术问题，过多的生产将对环境造成很大的伤害，所以，我们要积极的改善节能减排的技术，不断深化合成氨工业的管理，保证产品的生产和节能减排的有机结合放在第一位，为我国的社会主义生态文明建设做贡献，同时，也促进了经济的发展。

关键词：合成氨生产；节能减排技术；应用

１合成氨生产工艺的探究

在我国合成氨企业中，虽然生产工艺各不相同，原料采用、设备结构和操作条件也各有差异，但是实现合成氨的基本步骤则是相同的。首先，原料经过预处理后以不同的方式制备原料气（氢氮混合气），随后经过脱硫、变换、净化等工序后，将原料气压缩至一定的压力后，引入合成系统。然后，气体通过最终净化，并换热升温至操作温度，送入合成塔内的催化剂层，在其中进行氨的合成反应。反应后，氢氮混合气不能全部转化成氨，必须将其中的氨分离，剩下的氢氮混合气由循环压缩机补充压力后，与压缩机送来的新鲜气混合，再次进行合成，如此连续循环操作合成氨。

合成氨生产过程较为复杂，为保证各工序有序进行，在生产过程中根据不同的反应情况，给予合适的温度、压强和相应的催化剂等。合成氨原料气的制备过程不仅将消耗大量的能源物质（煤、碳、天然气、水蒸气）作为原料，更需要消耗大量的能源物质作为动力能源消耗。因此，制气环节能耗和成本较大，占合成氨生产的６０％～７０％。其次在变换、净化及合成过程中都需要压缩，压缩机的使用也要消耗大量的动力能源。最后，整个工艺过程中需要大量的换热蒸汽，产生大量的余热及三废物质。因此如果能够实现合成氨过程中的各种能源物质的有效综合利用，可降低整个过程中的能耗，减少不必要的能源损耗，实现合成氨过程中的节能减排。

２合成氨生产过程中实现节能降耗的重要性

合成氨行业是能源消耗大户，世界上约有３％的能源用于生产合成氨，同时合成氨工业又是污染物排放量较大的行业，化学需氧量、氨氮、二氧化硫等排放量都比较大。现今我国资源紧缺、环保压力不断加剧，合成氨工业的节能减排任重而道远。合成氨生产过程中需消耗大量的能源物质，包括煤、油、工艺水、冷却水、工艺蒸汽、加热蒸汽、传动设备的电耗、压缩空气、仪表空气等消耗，能源成本占生产总成本的７０％左右，合成氨生产过程实现节能降耗不仅有利于节约资源，降低能耗，还有助于降低生产成本，提高经济效益，最终提升企业的核心竞争力。当前，我国合成氨工艺存在生产设备和技术水平落后，能源消耗较世界先进水平高等状况，所以加强合成氨生产过程中的节能降耗研究十分重要。

3合成氨节能减排技术要点

现阶段，我国的节能减排问题对经济的可持续发展，形成了严重的制约。一些企业因为不重视环境的重要性，而过于追求短期利益，给生态带来严重负担。尤其是合成氨的工业，每年大幅增长工作量，但核心技术进步不大，造成了较为低下的能源利用效率。为了攻克这一难题，我国开始不断完善污水治理和造气系统，并取得了显著成绩，现做如下报道：

3.1造气系统的节能减排技术

3.1.1煤气化技术

在合成氨的化工生产过程中，会产生大量的能耗。而造气系统对能源具有极高的需求。目前，煤炭是我国主要的造气材料，具有较低的能源利用率。为此，很多合成氨企业为了提高燃烧效率，对材料的加工，采用了煤气化标准。通过改良技术，提高材料利用率，将有害气体的产生减少[2]。

3.1.2粉煤成型技术

除了煤气化技术以外，应用比较广泛的是粉煤成型技术。由于煤炭的结构所限，在生产过程中容易产生很多的碎屑，这些碎屑一般都被随意的丢弃，没有得到很好的利用，降低了煤炭的使用效率，而随着粉煤成型技术的不断成熟，我们可以将这些碎屑都利用起来，将其重新加工成为成型的煤炭并投入使用，能够极大的节约成本，提高燃料的利用率，也就间接起到了节能减排的作用，是十分有意义的[3]。

3.1.3新设备的投入使用

随着科学技术的不断进步，很多合成氨的新设备投入使用，提高了能源的燃烧效率，并减少了有害气体的排放，起到了节能减排的作用。例如，造气炉机电一体化的设备能够很好的排除煤渣的影响，提高燃料的使用效率，促进生产。

3.2合成氨污水节能减排的治理技术

合成氨的生产过程中，污水也是重要的污染物，对环境的威胁程度非常的大，近年来，我国提高了技术手段，采用了造气污水微涡流的处理技术以及循环冷却水提浓减排技术等有效的分解了污水中的有毒成分。而其中造气污水微涡流的处理技术的成本很低，且效果极佳，真正实现了零排放，为我国的合成氨工业的节能减排贡献了力量。

4合成氨工业发展中的节能减排措施

1）当前我国面临节能减排的严峻形势及能源成本不断上涨合成氨行业应系统把技术创新、节能降耗与资源综合利用、提高节能减排技术水平、加强环境保护综合治理提高经济增长质量和效益作为重要抓手:同时，减少污染物的排放、推广干净利落的生产、促进工业经济又好又快发展已是当下环保不可忽视的任务。2）充分利用资源提升产品价值，降低万元产值能耗水平，提高企业经济效益。在合成氨生产过程中排放的各种废气如何加以充分利用需要继续研究并加以发展，比如，各种排放物对环境的影响大小不同，应分清主次，逐级应对，可以将一些排放物合理利用发展成为有用的副产品。3）重视节能减排技术改造，建立各项健全节能制度。把节能减排技术改造与企业扩大规模、产品结构调整、企业改制工作等同样列为主要任务，通过试点示范把各项有效的节能技术措施逐项对照落实、消化并实施，然后推广典型经验和先进的适用技术到对应的厂区，使企业节能耗指标尽快达到要求，这样以此类推，先进的技术将带动工作全面发展。建立各项健全的节能制度和政策，尤其是有关节能管理方面，通过加强企业节能管理和工作指导，推动低碳绿色产业大力发展，提高企业节能降耗技术和管理水平，实现节约能源与企业发展的统筹协调与互补互进。4）采取“走出去、请进来”的方法，开展企业节能诊断。走出去就是带着问题到对口的先进节能企业现场进行考察学习;请进来是邀请对口先进节能企业的有关技术与管理人员到企业来指导帮助。一些大型企业也可请有关专业技术部门的咨询专家到厂进行企业节能诊断，提出节能改造方案，企业可根据提出的方案开展节能技改，提高企业的竟争能力。5）推动“产、学、研”一体化的研发体系，把企业、科研机构、高校三方的力量有机的联结起来，并通过国际交流与合作，对合成氨行业生产中出现的问题，从推进生态设计人手，优化生产路线，开展低能耗的新材料、新设备、新路线的研究与推行，使节能技术逐步变革，为实现合成氨行、产的系统优化节能做好技术储备。

结束语

一直以来，世界各国都非常关注环保事业。而我国的生态环境建设是五位一体建设总体系中的重要组成。在我国化学工业中，合成氨是重要的支柱产业，对我国工农业生产，发挥着积极的推动作用。制造肥料，是合成氨的主要功能。但在合成氨生产过程中，具有非常大的能源使用量，而与此同时带来的污染问题也非常严重。因此，我国合成氨企业的工作重点，就是做好节能减排工作。

参考文献：

[1]马利军.合成氨工艺及节能改造分析[J].化学工程与装备,2017(10):34-35.

[2]向宏.造气节能降耗措施[J].氮肥与合成气,2017,45(10):17-19.

[3]毛晓升,安军,王富德.合成氨工业节能减排的分析[J].化工管理,2017(26):239.

[4]李振权,江平,孙傲雷.合成氨装置循环水系统节能技术分析与优化改造[J].煤化工,2017,45(04):44-46+51.