合成氨行業(yè)實(shí)施水效領(lǐng)跑的研究

馮志祥

(江蘇省節(jié)約用水辦公室，江蘇 南京 210029)

合成氨行業(yè)實(shí)施水效領(lǐng)跑的研究

馮志祥

(江蘇省節(jié)約用水辦公室，江蘇 南京 210029)

針對(duì)合成氨行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，選取了合成氨企業(yè)的水效評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了合成氨企業(yè)水效領(lǐng)跑者評(píng)價(jià)體系，提出了合成氨企業(yè)水效提升措施，為合成氨企業(yè)開(kāi)展水效對(duì)標(biāo)、達(dá)標(biāo)活動(dòng)提供了技術(shù)支撐。

合成氨行業(yè)；水效領(lǐng)跑者；評(píng)價(jià)體系；對(duì)標(biāo)：達(dá)標(biāo)

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.002

合成氨是重要的大宗化工產(chǎn)品。合成氨在生產(chǎn)過(guò)程中用水量很大，而且會(huì)產(chǎn)生大量高濃度氨氮廢水、含氰化物的氣化廢水和壓縮含油廢水，屬于典型的“雙高”(高耗水、高排污)行業(yè)。但我國(guó)是一個(gè)缺水型國(guó)家，缺水性質(zhì)已由工程型缺水轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源型缺水和水質(zhì)型缺水，因此，如何按照“節(jié)水優(yōu)先”的指導(dǎo)方針，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的節(jié)水減排，以最小的水資源消耗獲取最大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益，是合成氨行業(yè)面臨的必須解決的問(wèn)題[1，2]。

水效領(lǐng)跑者是指同類(lèi)可比范圍內(nèi)水資源利用效率處于領(lǐng)先水平的企業(yè)或單位。實(shí)施水效領(lǐng)跑者制度對(duì)增強(qiáng)全社會(huì)節(jié)水減排動(dòng)力、推動(dòng)節(jié)水環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展、節(jié)約水資源、減少?gòu)U水排放、保護(hù)環(huán)境具有重要意義[3-5]。因此，2016年4月16日，國(guó)家發(fā)改委、水利部等聯(lián)合發(fā)布了《水效領(lǐng)跑者引領(lǐng)行動(dòng)實(shí)施方案》(發(fā)改環(huán)資[2016]876號(hào))，以期通過(guò)樹(shù)立標(biāo)桿、標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)、政策激勵(lì)，在全國(guó)范圍內(nèi)形成用水效率不斷提升的長(zhǎng)效機(jī)制，建立節(jié)水型的生產(chǎn)方法[6]。但該方案沒(méi)有給出各行業(yè)的水效評(píng)價(jià)指標(biāo)，因而缺少可操作性。為此，本文探索性地制定了合成氨行業(yè)實(shí)施水效領(lǐng)跑者的方案，制定了合成氨行業(yè)水效領(lǐng)跑者的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并針對(duì)合成氨行業(yè)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，提出了合成氨行業(yè)水效提升的途徑，以期為合成氨行業(yè)實(shí)施水效領(lǐng)跑者提供借鑒。

1 水效領(lǐng)跑者企業(yè)的基本要求

實(shí)施水效領(lǐng)跑者引領(lǐng)行動(dòng)的目的是增強(qiáng)全社會(huì)的節(jié)水減排動(dòng)力，節(jié)約水資源，減少?gòu)U水、污水的排放，進(jìn)而推動(dòng)節(jié)水環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對(duì)合成氨企業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模及用水現(xiàn)狀進(jìn)行分析后，作者認(rèn)為，要通過(guò)水效領(lǐng)跑者引領(lǐng)行動(dòng)達(dá)到節(jié)水減排的目的，必須針對(duì)具有一定規(guī)模的企業(yè)才具有典型意義，這是因?yàn)椋孩賹?duì)于規(guī)模較小的企業(yè)，其自身的生產(chǎn)工藝不具備先進(jìn)性，其水效水平在行業(yè)內(nèi)不具備代表性；②對(duì)于規(guī)模較小的企業(yè)，雖然其用水管理較為粗放，但由于其體量偏小，因而用水量也不太大，實(shí)施水效領(lǐng)跑者行動(dòng)對(duì)行業(yè)的引領(lǐng)作用不明顯；③水效領(lǐng)跑者行動(dòng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，需要企業(yè)根據(jù)水效領(lǐng)跑者的指標(biāo)，結(jié)合自身實(shí)際，規(guī)劃企業(yè)水效提升路線，并持續(xù)加以改進(jìn)，此謂對(duì)標(biāo)、達(dá)標(biāo)活動(dòng)。但此過(guò)程需要大量的投入，包括人力、技術(shù)、財(cái)力等，而小規(guī)模企業(yè)一般不愿意，甚至不具備開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)的能力，因此其實(shí)施水效領(lǐng)跑者行動(dòng)的潛力不大、動(dòng)力不足。

針對(duì)于此，作者提出，在合成氨行業(yè)開(kāi)展水效領(lǐng)跑者的企業(yè)應(yīng)符合以下要求：①規(guī)模以上的企業(yè)(以當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)為準(zhǔn))；②年取、用水量超過(guò)50萬(wàn)m3的獨(dú)立法人企業(yè)；③符合相關(guān)節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)，單位產(chǎn)品取水量指標(biāo)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平；④有取得用水資源的合法手續(xù)，近三年取水無(wú)超出計(jì)劃；⑤近三年未發(fā)生重大安全、環(huán)境事故，無(wú)違法行為。

2 水效領(lǐng)跑者的評(píng)價(jià)指標(biāo)

隨著“節(jié)水型企業(yè)”活動(dòng)的開(kāi)展，各合成氨企業(yè)都開(kāi)展了一系列的節(jié)水減排改造，并已取得了一定的成效。但由于各企業(yè)采取的節(jié)水技術(shù)與措施不同，其用水效率也不一樣。為了便于水效領(lǐng)跑者的實(shí)施，必須在同一行業(yè)不同企業(yè)間樹(shù)立具有可比性的標(biāo)桿。因此，合理選取水效評(píng)價(jià)指標(biāo)是實(shí)施水效領(lǐng)跑者的首要前提。

通過(guò)文獻(xiàn)查閱、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、專家咨詢等方式，針對(duì)各企業(yè)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及用、排水特性，本文提出：合成氨行業(yè)的水效評(píng)價(jià)指標(biāo)選用單位產(chǎn)品的新水用量。

顯然，水效領(lǐng)跑者評(píng)價(jià)指標(biāo)(單位產(chǎn)品的新水用量)與企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)工藝路線和節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用等密切相關(guān)。為了確保水效領(lǐng)跑者指標(biāo)的客觀性、公正性和可比性，在進(jìn)行水效評(píng)價(jià)時(shí)必須結(jié)合具體的生產(chǎn)規(guī)模、工藝路線等。

結(jié)合各方面的因素，本文制定了合成氨行業(yè)水效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括：①設(shè)計(jì)產(chǎn)能(注明單位)；②上一年度產(chǎn)量(注明單位)；③員工人數(shù)；④全年總?cè)∮盟?萬(wàn)m3)(分水源)；⑤水效水平；⑥水效統(tǒng)計(jì)所參照的單位產(chǎn)品用水限額國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；⑦用水限

額標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)值(注明單位)。

學(xué)生在體驗(yàn)式課程中的實(shí)踐；開(kāi)發(fā)學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)免疫排斥反應(yīng)的生物信息學(xué)實(shí)驗(yàn)；高級(jí)心臟生命支持模擬實(shí)驗(yàn)室經(jīng)驗(yàn)對(duì)藥學(xué)學(xué)生信心和知識(shí)的促進(jìn)；腫瘤學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分層學(xué)習(xí)研究；應(yīng)急準(zhǔn)備培訓(xùn)；藥學(xué)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室和初級(jí)藥學(xué)實(shí)踐可減少學(xué)生無(wú)菌化合物操作失誤；進(jìn)行糖尿病護(hù)理實(shí)踐；評(píng)估學(xué)生在涉及頑固梭菌感染患者的模擬情景中的表現(xiàn)；重復(fù)測(cè)試以提高藥劑學(xué)實(shí)驗(yàn)室課程的技巧；藥學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中的處方分析練習(xí)。

3 水效領(lǐng)跑者的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

開(kāi)展水效領(lǐng)跑者評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)以提升水效為核心，突出對(duì)標(biāo)管理，引導(dǎo)用水單位通過(guò)水效對(duì)標(biāo)實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。為真實(shí)反映企業(yè)的水效水平，評(píng)價(jià)過(guò)程應(yīng)既注意過(guò)程又注重結(jié)果，實(shí)現(xiàn)定性與定量相結(jié)合。因此，本文提出了制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的主要原則，主要包括以下幾點(diǎn)[7，8]。

(1)完整性。指標(biāo)體系中的指標(biāo)要從各個(gè)側(cè)面完整反映水效的各項(xiàng)主要影響因素，全面、綜合、系統(tǒng)地表達(dá)企業(yè)進(jìn)行水效對(duì)標(biāo)、達(dá)標(biāo)活動(dòng)的主要內(nèi)容。

(2)可比性原則。指標(biāo)對(duì)于同類(lèi)型的企業(yè)應(yīng)具有相同的基準(zhǔn)尺度，便于指標(biāo)間相互比較和分析；盡量選用具有共性的指標(biāo)，便于企業(yè)間開(kāi)展對(duì)標(biāo)活動(dòng)。

(3)簡(jiǎn)潔性原則。每一項(xiàng)指標(biāo)的含義要明確具體，力求避免指標(biāo)之間的內(nèi)容相互交叉和重復(fù)，在不影響指標(biāo)系統(tǒng)性的前提下，盡量減少指標(biāo)的數(shù)量。

(4)可操作性原則。水效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系要切合各企業(yè)的實(shí)際，具有可操作性，要易于通過(guò)調(diào)查、分析、統(tǒng)計(jì)等手段獲得。不能量化的，要選擇能夠準(zhǔn)確定性分級(jí)的指標(biāo)。

根據(jù)上述原則，本文針對(duì)合成氨生產(chǎn)企業(yè)制定的指標(biāo)主要有3方面：水效水平、節(jié)水管理與節(jié)水技術(shù)，即根據(jù)其單位產(chǎn)品取用水量、節(jié)水管理水平和采用的節(jié)水技術(shù)進(jìn)行水效評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，其中的節(jié)水管理分項(xiàng)和節(jié)水技術(shù)分項(xiàng)分別見(jiàn)表2和表3。

表1 合成氨生產(chǎn)企業(yè)水效領(lǐng)跑者評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

表2 節(jié)水管理分項(xiàng)

表3 節(jié)水技術(shù)分項(xiàng)

根據(jù)上述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在參評(píng)的同類(lèi)型企業(yè)中，選取得分最高的作為水效領(lǐng)跑者。

4 水平提升措施

水效領(lǐng)跑者行動(dòng)的作用是在行業(yè)內(nèi)形成“你追我趕”的節(jié)水減排形勢(shì)，進(jìn)而形成推動(dòng)水效水平不斷提升的長(zhǎng)效機(jī)制，并通過(guò)水效對(duì)標(biāo)、達(dá)標(biāo)活動(dòng)，推動(dòng)企業(yè)不斷挖掘節(jié)水潛力，從而提升行業(yè)的整體水效水平。為此，本文結(jié)合合成氨行業(yè)的生產(chǎn)工藝路線及行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)已采取的節(jié)水技術(shù)與措施，研究了合成氨企業(yè)水效提升的路徑，提出了提升水效的支撐技術(shù)[9-16]。

4.1 工藝節(jié)水

(2)造氣洗滌廢水的循環(huán)利用。先將造氣洗氣塔的廢水經(jīng)除灰池除去粗灰后送到沉降灰池，使細(xì)灰得到沉降，再用泵將沉降后的清水抽上自然通風(fēng)冷卻塔，使水同空氣充分接觸，降低水溫并使水中的大部分酚和氰化物等有害物質(zhì)從水中析出，達(dá)到?jīng)鏊?、除害的雙重作用。冷卻后的水，再用泵送回造氣車(chē)間，形成造氣供水的閉路循環(huán)用水系統(tǒng)。采取此措施，可大幅提升水效水平。

4.2 生產(chǎn)工藝的改進(jìn)

傳統(tǒng)的合成氨工藝的重要工序是銅洗，銅氨液回收銅時(shí)產(chǎn)生大量的稀氨水，既增加氨耗，而且產(chǎn)生的稀氨水外排得不到回收利用，會(huì)造成水環(huán)境的污染。采用醇烴化雙甲工藝代替銅洗工藝，既避免了因銅氨液回收銅產(chǎn)生的稀氨水和精煉再生氣凈氨產(chǎn)生的稀氨水，大大減少了稀氨水的產(chǎn)生量，減輕了稀氨水處理裝置的負(fù)荷，又減少了水的用量，同時(shí)節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。

4.3 提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在合成氨生產(chǎn)中占據(jù)了重要地位。循環(huán)水的濃縮倍數(shù)越高，補(bǔ)充水量越少，排污水量也越少，因此，應(yīng)盡量提高冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。為此，可采用冷卻塔閉路循環(huán)工藝，對(duì)冷卻設(shè)備后水溫升高的冷卻水通過(guò)冷卻后繼續(xù)循環(huán)使用，并且采用反滲透工藝，提高循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)，從而減少因循環(huán)濃縮后的排放量，而且排放的這部分水又作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中水煤漿的制漿用水，從而顯著提升水效水平。

4.4 鍋爐沖渣、除塵系統(tǒng)灰水的處理回用

合成氨企業(yè)的蒸汽鍋爐大多配套麻石水膜除塵器進(jìn)行消煙除塵，產(chǎn)生的灰水含固量高、溫度高、濁度大、成分復(fù)雜。為此，可將灰水以及沖渣水等首先與補(bǔ)充水一并送入折流式混合反應(yīng)溝，充分混合均勻后進(jìn)入灰渣沉淀池，逐級(jí)沉淀分離后進(jìn)入污水池，經(jīng)過(guò)濾澄清處理后進(jìn)入清水池；由清水泵送回麻石除塵器循環(huán)使用。另外，將合成氨系統(tǒng)排放的廢氨水作為煙氣脫硫的補(bǔ)充水，達(dá)到以廢治廢的目的。由于灰水處理效果提高，可實(shí)現(xiàn)除塵用水的閉路循環(huán)和零排放，從而減少用水量，大大提升水效水平。

4.5 炭黑廢水處理回用

將炭黑廢水處理后回用，既可提升水效，又可回收炭黑。

4.6 造氣污水處理回用

造氣污水主要包括造氣生產(chǎn)過(guò)程中冷卻水、水封水、洗氣塔排污水、氣柜溢流水、脫硫冷卻水等，其水質(zhì)差、溫度高，含有硫化物、氰化物、氨、焦油、懸浮物等。

針對(duì)造氣污水的特性，采用合適的工藝對(duì)其進(jìn)行深度處理后，使造氣污水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)零排放，從而提升水效水平。

4.7 綜合廢水的深度處理與回用

對(duì)車(chē)間排出的含氨氮污水及其他污水，采取合適的處理工藝進(jìn)行深度處理后回用，可大大節(jié)約新水用量，顯著提升水效水平。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)合成氨企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，根據(jù)完整性、可比性、簡(jiǎn)潔性和可操作性等原則，按照“過(guò)程與結(jié)果并重、定性與定量結(jié)合”的原則，選取了合成氨企業(yè)的水效評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了合成氨企業(yè)水效領(lǐng)跑者評(píng)價(jià)體系，提出了合成氨企業(yè)水效提升措施，既可為積極參與水效領(lǐng)跑者活動(dòng)，但技術(shù)力相對(duì)薄弱的企業(yè)提供提升其水效水平的技術(shù)支撐，又可為水效領(lǐng)跑者企業(yè)結(jié)合自身情況進(jìn)一步制定水效提升目標(biāo)提供依據(jù)。

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修改稿日期： 2017-01-03

Study on Embodiment of Water Efficiency Pacemaker in Synthetic Ammonia Industry

FENG Zhi-xiang

(JiangsuProvinceWaterConservationOffice，NanjingJiangsu210029，China)

Evaluation indexes of water efficiency enterprises are selected in synthetic ammonia industry according to its industrial production characteristics.The evaluation system of water efficiency is established and water efficiency promoting measures are put forward to provide technical support for the benchmarking and target hitting activities of ammonia enterprises.

synthetic ammonia industry；water efficiency pacemaker；evaluation system；benchmarking and target hitting activities

馮志祥(1970年—)，男，江蘇濱海人，1991年畢業(yè)于河海大學(xué)水資源規(guī)劃及利用專業(yè)，碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事水資源管理與節(jié)水管理等方面的工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.002

TV213.4

A

1004-8901(2017)02-0006-03