煤制合成氨装置的环境污染源分析与治理措施

煤制合成氨装置的环境污染源分析与治理措施

王川

延长石油陕西兴化集团有限公司 陕西省咸阳市 713100

摘要：研究发现，化肥生产会伴随污染物释放，在整个生产阶段，不但需要消耗资源，同时还会形成大面积污染，在这样的前提下，需落实好环保措施，将环保技术与化肥生产相融合。合成氨涉及工艺多且复杂，在具体操作中，即便是相同原料，处理末端的工艺同样区别较大，需依靠不同生产工艺，完成合成氨炼制。为了降低环境污染，需综合比较评估合成氨装置的污染情况，同时探讨治理措施，为日后合成氨化肥装置产生的污染防治提供有益的参考。

关键词：治理措施；合成氨；环境污染

引言：氨是重要化工产品，其价值体现在既可以充当最终产品，还可以成为优质的中间产品。经研究数据显示：氨在生产化肥原料中有着难以忽视的地位，大体占据了70%。现实中，合成氨装置的投产影响深远，对农业生产发展贡献非凡。但污染问题的存在，让煤制合成氨装置发展受到阻碍，所以需对该装置的环境污染源开展深层分析，同时提出治理意见，从而消除污染隐患，提升煤制合成氨装置的应用价值。

1 合成氨装置概况介绍

我国煤矿资源丰富，历年来定价比较低廉，从整体来看，能源化效率高，正是因为如此，合成氨工艺生产中，必不可少的便是煤矿，换句话说，煤矿是其主流能源来源。在科技的引领下，合成氨经济效益持续加强，但在这样的背景下，环境污染却相对严重。结合实际来看，在环境保护方面，为了提高保护成绩，相关防控部门（这里特指国际化肥协会）制定了措施，合成氨生产中污染排放标准更严格。但由于合成氨生产链条中，大规模企业过少，环境防治措施处于低水平，企业仍需不断探索。中小企业需调整合成氨原料结构，在此前提下加强技术引进，借此强化防污治理效果。研究发现，合成氨装置运行需条件充分，既要有客观环境作为保障，同时还要融合诸多复杂工艺，过程中原料流通量大，同时还伴随较高连续性。此外，在整个生产阶段，易燃易爆产品会加大合成氨管理的安全威胁，需引起高度重视。现实中，需持续加强对煤制合成氨相关工艺的分析，综合评估生产环境，保障化肥企业生产效益，实现效益的最大化。

2 合成氨装置污染源分析

在合成氨装置中，主要的原料是煤，以煤为原料实施合成氨生产，需明确其大体流程，合成氨装置工作流程大致为：（1）将煤制成水煤浆，制作一定的原料；（2）将制作完成的原料，优质与蒸汽混合，并把混合物投入气化炉；（3）气化炉→洗涤塔，实施全过程监控，注意一氧化碳转化率，为后续工序作准备；（4）与 NHD进行脱硫脱碳，最后执行去除尿素等杂质操作，从而得到氨产品。由上述步骤分析得出，合成氨装置中的废气，集成了许多的物质，除了煤浆制备的粉尘外，还存在着气化闪蒸汽、硫回收尾气等。实践可知，这些废气可以焚烧，借此来降低污染。除了废气之外，合成氨产生的废水同样严重，是重点的污染源，经检测发现，废水中COD含量较高，不仅如此，还隐藏着大量氰化物等^[1]。此外，合成氨装置还会形成较多的固体废物，这些废物囊括了气化灰渣、催化剂废弃物等物质。在实操中，对于合成氨装置衍生出的各类型废弃物需综合评估，分析其污染源，同时借助高效手段实施合适的处理，有效地防治污染。

3 煤制合成氨装置有效的污染防治措施

3.1废气污染防治措施

结合实践来看，在煤制合成氨装置应用中，会形成大量污染气体，如若不进行防治，势必会威胁健康，对生态实施破坏。针对废气污染的防治，想要提高防治效率，得到理想化效果，需采取以下措施。

3.1.1 粉尘治理

从实际经验了解到，在合成氨装置应用中，粉尘污染较为严重，其污染源头是煤浆制备过程。在防治过程中，需辅助湿式溢流型棒磨机，在该设备保障下，得到很好的抑尘效果，降低空气污染程度。与此同时，在煤仓、石灰石料仓等重要污染地段，需要增设布袋除尘器，持续强化除尘效果，严格控制粉尘浓度，在保证浓度要求达标基础上，可采用40m以上严格规格要求的高空气筒排放。

3.1.2 闪蒸气污染治理

除了粉尘治理外，闪蒸气污染治理也是合成氨装置应用需要加强的内容。煤制合成氨过程中，易造成污染的因素较多。例如：气化装置开停工等，均会形成大量废气。为了降低污染，需将废气统一燃烧。实践表明，燃烧合成氨装置生成的废气，并实施高空排放手段，可将危害降到最低。

3.1.3 气体净化阶段的废气治理

在气体净化阶段，同样需注重废气治理工作，在此阶段产生的废气众多，其中H₂S、CO₂比例较高。例如：低温甲醇脱硫阶段，H₂S含量较高，想要实施有效除硫操作，可采用湿式氧化法（在煤制合成氨装置中），同时配合物理吸收法，进行高效脱硫处理，在有效措施保障下， 确保理想除硫效果。再例如：在脱碳流程中，会潜藏大量CO₂，将多余杂质洗涤后，可经脱碳塔处理，然后再实施高空排放^[2]。

3.1.4 NH

₃排放控制

煤制合成氨化肥生产中，关键装置运行时，会随机出现无组织排放问题，导致排放超标。为此，想改善排放气体质量，需密切关注NH₃排放控制，在先进技术保障下，加强对NH₃的回收处理，依托科学思路，从源头合理预防NH₃直接排放。现实表明，设置冷却水喷淋系统至关重要（在氨罐中），可有效解除NH₃无组织排放的隐患。为了强化效果，需采用真空法兰并配合垫圈，设法增强密封效果。与此同时，对设备运行严格管理，实施动态化监管，制定严格巡查管理综合措施，对泄漏问题及时处理。

3.2废水污染防治措施

通过上文分析发现，除了废气治理外，废水污染防治措施的健全也不容忽视。煤质合成氨化肥装置在服役期间想要有效应用，需密切关注污染问题，通过有效的防治，提高设备使用效益。废水污染方面的防治，需借助以下思路。

3.2.1灰水污染治理

煤气化产生中，需注意灰水污染治理，这是一份艰难工作，想要提升工作品质，需要考虑多方面的内容。在水煤浆制作阶段，燃料通常需要经过气化炉气化，在经过上述操作后，会产生粗煤气，这些煤气在冷却降温作用下，会变成大量灰水^[3]。研究发现，灰水中污染物多，只有确保灰水处理达标，才能保证合成氨设备应用的生态效益。值得注意的是，灰水经高效处理后（气化灰渣沉淀、过滤）可用作水泥生产原料，经济效益显著。

3.3.2工艺冷凝液污染治理

在合成氨装置污水治理中，还有一项棘手问题，那就是工艺冷凝液污染治理。通过实践发现，合成氨装置生产中，需增加硝化、反硝化功能，以应对废水氨氮含量变高问题，确保污水处理效果。现实操作中，高氨氮含量废水处理，需科学规范工艺流程（汽提—厌氧—好氧等），在此前提下借助微生物代谢作用，将有机污染物转化。现实表明，只有生成无害的无机物，净化污水的效果才理想。这一措施在合成氨装置废水处理中，有着更为突出的表现，值得大范围推广。

3.3固体污染物治理措施

针对固体污染物治理，需从细致化的角度入手，提高治理的可行性。在煤制合成氨化肥的气化阶段，会出现大量的灰渣，这些固体污染物虽然有毒，但却可以用作砖块生产原料。基于此，在合成阶段固体废弃物再利用需高度关注，可以将产生的污泥作为基础填充物，送到填埋场加以利用，提高资源的利用率。

结论：综上所述，随着环保政策细化，环境保护受到重视。企业在发展中，需依托持可持续发展理念，在应用合成氨装置时，综合考量污染物的排放源问题，结合企业自身情况，逐步完善污染治理技术，提高决策的合理性。通过污染治理方案精准制定，减少合成氨装置污染，提升企业的经济效益。

参考文献：

[1]张蒙恩,孟雪,张洋洋.浅析煤制甲醇项目扩建合成氨装置原料氮气的获取[J].中氮肥,2022(01):1-4.

[2]刘芹.煤制氢装置甲烷化炉床层温差异常原因分析及解决方案[J].山东化工,2021,50(14):168-169.

[3]庞文欣.煤制合成氨装置的环境污染源分析与治理技术[J].化工管理,2020(17):60-61.