合成氨工業(yè)節(jié)能減排分析

張那 楊振

山東華魯恒升化工股份有限公司 山東 德州 253000

引言

合成氨在我國工業(yè)領(lǐng)域中占據(jù)不可撼動的重要地位，同時也是化工生產(chǎn)的重要原料，我國是典型的農(nóng)業(yè)型國家，化肥在促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品豐產(chǎn)豐收，推動農(nóng)業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，為了有效滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對肥料的需要，我國大幅度提高了化肥生產(chǎn)量。所以在我國實際國情以及農(nóng)業(yè)需求等諸多原因的共同影響下，近年來我國合成氨的發(fā)展態(tài)勢都非常樂觀，但是在合成氨工業(yè)快速發(fā)展的同時，也產(chǎn)生了一系列的能源大量消耗和環(huán)境嚴(yán)重污染等問題，在國家不斷促進(jìn)環(huán)境保護(hù)和綠色節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)前時刻，為了更好地助推合成氨工業(yè)的健康良性發(fā)展，相關(guān)人員應(yīng)合理分析我國合成氨工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及其節(jié)能減排的潛力價值，并針對合成氨工業(yè)節(jié)能減排相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1 合成氨行業(yè)的現(xiàn)有情況分析

隨著時間的推移，我國合成氨工業(yè)技術(shù)有了非常明顯的進(jìn)步，相應(yīng)的工業(yè)技術(shù)水平已經(jīng)處于世界前列。我國有非常豐富的煤炭資源，這是合成氨工藝發(fā)展的基礎(chǔ)，它可以提供大量的原材料，讓合成氨技術(shù)按照現(xiàn)有需求向前發(fā)展[1]。在實際工作中，合成氨工業(yè)產(chǎn)品會用到工業(yè)和農(nóng)業(yè)上。比如農(nóng)業(yè)體系里會使用到尿素和磷胺類的合成氨產(chǎn)品，而工業(yè)體系里則會使用到硝酸和純堿這一系列的合成氨產(chǎn)品。從國家發(fā)展來看，合成氨工業(yè)促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，也讓農(nóng)業(yè)和工業(yè)有了更大的進(jìn)步空間，讓合成氨工業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路。

相關(guān)從業(yè)人員需要注意合成氨工業(yè)可能造成的多方面的污染。常見的污染物，包含了一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等等，這些有害氣體和污染物都會污染環(huán)境，如果相關(guān)的企業(yè)沒有從實際情況出發(fā)，找到好的解決方案，降低污染物對周邊環(huán)境的影響，就會造成環(huán)境破壞。企業(yè)需要投入更多的精力在環(huán)境保護(hù)上。任何企業(yè)發(fā)展都要注重預(yù)防，而不是等到污染后再進(jìn)行治理[2]。相關(guān)單位必須重視節(jié)能減排，結(jié)合國家政策，讓合成氨工業(yè)的生產(chǎn)管理能更加科學(xué)環(huán)保。一些合成氨工廠會引進(jìn)一系列的節(jié)能減排技術(shù)，并且在日常工作中加強管理，也取得了比較好的效果。然而還是有一些比較老舊的企業(yè)，依然會用傳統(tǒng)的污染大的生產(chǎn)方式來展開工作，大大影響我國的節(jié)能減排工作進(jìn)度，使得工業(yè)環(huán)境和農(nóng)業(yè)環(huán)境都因此受到影響，發(fā)展?fàn)顩r因為污染問題停滯不前。

2 合成氨生產(chǎn)中的節(jié)能減排的潛力分析

因為氨的熱值高，所以在實際生產(chǎn)的時候，非常容易出現(xiàn)損耗。這些損耗狀況決定了合成氨產(chǎn)品的高耗能特性。目前我國已經(jīng)有很多企業(yè)都面臨能耗問題，需要根據(jù)廠商本身的情況來合理解決合成氨的耗能問題，然后才能夠使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提升，讓企業(yè)有更好的工作狀態(tài)。相關(guān)的工作人員在考慮合成氨技術(shù)的時候，可以學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗，做好有效測試，并采取可行的節(jié)能方法。不同的生產(chǎn)方式所對應(yīng)的能耗有非常大的區(qū)別，相關(guān)研究學(xué)者在研究分析后認(rèn)為，節(jié)能減排的潛力非常大，還需要做更加深入的研究，使用更加先進(jìn)的技術(shù)手段，達(dá)成節(jié)能減排的效果，讓節(jié)能管理措施可以落實到位。在實際工作中，環(huán)境問題必須要得到有效控制，這樣會大大提升合成氨工業(yè)的價值，讓節(jié)能減排效果得到切實有效的體現(xiàn)。相關(guān)的企業(yè)需要學(xué)習(xí)和研究先進(jìn)技術(shù)，并從實際應(yīng)用的角度出發(fā)，將技術(shù)和真實情況相結(jié)合，使每一項研發(fā)技術(shù)都能夠有很好的實際應(yīng)用價值。

3 合成氨工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)展

3.1 合成氨造氣系統(tǒng)的減排技術(shù)

3.1.1 煤氣化技術(shù)。從實際應(yīng)用中可以看出，合成氨生產(chǎn)和運營與每一個環(huán)節(jié)的耗能有密切關(guān)系，其中煤氣化耗能占比達(dá)到70%。煤炭是煤氣化原材料。我國合成氨工藝會使用到無煙煤，然而無煙煤消耗量大，成本高，這會極大程度地提升煤氣化的成本。要壓縮成本，提高效益，就需要使用更加節(jié)能的煤氣化技術(shù)，并將其普及開來。實際應(yīng)用中，相關(guān)單位可以用到粉煤加壓氣化技術(shù)、氣流床氣化技術(shù)等來完成相應(yīng)的工作。企業(yè)可以根據(jù)本身的實際狀況來選擇實用的技術(shù)。注意實用性，同時還要注意碳轉(zhuǎn)化率。煤凈化技術(shù)和很多方面的因素有關(guān)，應(yīng)用時有不同的功能和利弊。相關(guān)的合成氨企業(yè)需要根據(jù)企業(yè)發(fā)展的需求來做深入的調(diào)整，才能保證煤凈化技術(shù)的應(yīng)用，更有實際應(yīng)用價值。

3.1.2 粉煤成型技術(shù)。隨著時間的推移，市面上出現(xiàn)很多大型采煤機(jī)械設(shè)備[3]。這些設(shè)備的應(yīng)用讓粉煤的產(chǎn)出增加，而粉煤造成的環(huán)境破壞非常大，不利于節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的達(dá)成，所以相關(guān)單位的工作人員就需要能夠從實際情況著手，合理選擇粉煤成型技術(shù)來提高煤炭利用率，同時也可以很好地壓縮煤塊采購成本，降低粉煤的污染。

3.1.3 造氣爐機(jī)電一體化。為了提高合成氨工藝的自動化水平和工作效率，相關(guān)單位可以從實際應(yīng)用入手做好技術(shù)優(yōu)化。注意出渣等要手動操作的環(huán)節(jié)的控制，降低煤氣泄漏造成安全隱患和生產(chǎn)效率低下的問題。做好造氣爐機(jī)電一體化的改造，合理節(jié)能減排，控制勞動成本。在工作的時候，相關(guān)的工作人員一定要注意可能存在的成本問題，根據(jù)造氣爐機(jī)電一體化技術(shù)的步驟，結(jié)合企業(yè)發(fā)展來做深入的研究，不斷完善和改造系統(tǒng)，使合成氨工業(yè)造氣體系能更加優(yōu)化。

3.1.4 富氧氣化技術(shù)。從實際應(yīng)用來看，富氧氣化技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)有關(guān)，它會在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上補充氧氣，讓空氣中能有更高的氧氣含量，讓系統(tǒng)的運行能夠更加高效[4]。相關(guān)單位的工作人員，要注意系統(tǒng)的風(fēng)險問題，結(jié)合不同系統(tǒng)不同體系的實際利用效率和效果來有效做好規(guī)劃，結(jié)合新系統(tǒng)的應(yīng)用目標(biāo)，做好實踐優(yōu)化，評估富氧氣化技術(shù)應(yīng)用效果，增加技術(shù)應(yīng)用的效益，讓富氧氣化技術(shù)可以與實際更好地匹配起來。

3.2 合成氨凈化系統(tǒng)的減排

3.2.1 凈化系統(tǒng)脫硫。機(jī)械過濾和熔硫組合技術(shù)都是目前脫硫技術(shù)的主要類型。實際應(yīng)用中，脫硫技術(shù)是合成氨進(jìn)化體系的重要組成部分。不同的脫硫技術(shù)對應(yīng)著不同的應(yīng)用特征和優(yōu)缺點。機(jī)械過濾和輪流組合技術(shù)屬于常見技術(shù)。脫硫液能更好的投入應(yīng)用，同時也能提高純堿原料的利用率。而高效變換脫硫技術(shù)則可以改善污染物，可以提高脫硫效率，使脫硫的技術(shù)更加有性價比。

3.2.2 凈化系統(tǒng)變換。低氣耗變換技術(shù)和等溫變換技術(shù)屬于凈化系統(tǒng)凈化技術(shù)的主要形式，其中低氣耗變換會改善催化劑粉化的情況，針對傳統(tǒng)凈化系統(tǒng)中一氧化硫含量高、電阻力大的問題來做出調(diào)整，讓合成氨工藝凈化系統(tǒng)更高效的運轉(zhuǎn)，也讓能源利用率得到更好的提升。等溫變換技術(shù)的阻力強以及變化流程短，在實際應(yīng)用中可以很好地轉(zhuǎn)化一氧化碳，讓凈化效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

3.2.3 凈化系統(tǒng)脫碳。在實際應(yīng)用中，合成氨凈化系統(tǒng)的運行通常不會把重心放在二氧化碳的凈化上，使用的脫碳裝置會利用到大量的吸附劑吸附相應(yīng)的氣體。因此，實際工作時，技術(shù)人員可以調(diào)整吸附裝置的參數(shù)，讓選擇性吸附的功能更加強大，并在此基礎(chǔ)上保證吸附效率和效果，讓低能耗電壓脫碳技術(shù)的實際應(yīng)用更有價值，并達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。在合成氨精華系統(tǒng)運行過程中積極做好脫碳技術(shù)部署，提升碳材料的循環(huán)利用效率，為合成氨生產(chǎn)過程中環(huán)保凈化、材料高效率運用提供助力。

3.3 合成氨合成系統(tǒng)減排

3.3.1 低壓合成。當(dāng)今社會科技水平有了非常迅速的發(fā)展，而合成氨工業(yè)也在生產(chǎn)工藝上有了持續(xù)的精進(jìn)，相關(guān)單位的工作人員需要從實際情況出發(fā)，結(jié)合合成氨工藝各類特點來做相應(yīng)的研發(fā)，要合理借鑒先進(jìn)企業(yè)的技術(shù)，讓合成氨的體系能夠往更好的方向進(jìn)一步邁進(jìn)[5]。工作人員要持續(xù)學(xué)習(xí)和研發(fā)。目前我國有很多企業(yè)研發(fā)出低壓合成生產(chǎn)裝置，這種裝置可以降低生產(chǎn)壓力，以此來提高生產(chǎn)效率，同時也讓合成氨工業(yè)更加節(jié)能減排。

3.3.2 溴化鋰制冷。實際應(yīng)用中溴化鋰制冷技術(shù)的合理應(yīng)用有很好的節(jié)能環(huán)保效果。吸收劑可以吸收制冷劑，讓系統(tǒng)循環(huán)起來，也讓合成氨工業(yè)的生產(chǎn)流程更加清晰，并在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大收益，降低成本。

3.3.3 合成尾氣利用。使用特定裝置降低合成尾氣的溫度，當(dāng)這個溫度達(dá)到特定的界限，就可以根據(jù)尾氣的沸點差異來進(jìn)行精餾，得到一系列的副產(chǎn)品。

這種合成尾氣的方法有許多應(yīng)用優(yōu)勢，首先就是可以達(dá)到零排放的目標(biāo)，投入實際應(yīng)用時能夠最大限度地把尾氣轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)原料或者其他可以更利于處理或利用的副產(chǎn)品[6]。第2個優(yōu)勢就在于經(jīng)濟(jì)效益高，資金回收的周期非常短，第3個優(yōu)勢在于節(jié)能減排效果好，并且資源利用率也會因此提升。

4 合成氨節(jié)能減排發(fā)展趨勢

4.1 調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)

要做好節(jié)能減排工作，相關(guān)合成氨企業(yè)的管理人員一定要做好帶頭作用，調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)，注意影響生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的因素[7]。要能夠從持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，不斷創(chuàng)新，讓能耗得到更好的控制，讓能源市場的發(fā)展能夠向前更進(jìn)一步地邁進(jìn)。

4.2 嚴(yán)懲高污染、高消耗企業(yè)

更好的節(jié)能減排與嚴(yán)格的監(jiān)管制度有關(guān)。要明確處罰機(jī)制，針對高污染高消耗的企業(yè)要有嚴(yán)厲的懲罰措施，保證節(jié)能減排概念可以真正與實際工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合。

4.3 改善產(chǎn)能過剩情況

目前合成氨工業(yè)存在著一定的產(chǎn)能過剩的問題，相關(guān)企業(yè)需要把更多的精力放在節(jié)能減排技術(shù)上，分析結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。要完善監(jiān)督機(jī)制，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)狀制定專項方案[8]。節(jié)能減排方面一定要注重經(jīng)濟(jì)效益的控制，做好技術(shù)研究，學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，更新先進(jìn)的設(shè)備，深入研究，做好各方面的準(zhǔn)備工作。

4.4 提升合成氨企業(yè)節(jié)能管理效力

要根據(jù)合成氨工業(yè)生產(chǎn)過程中各設(shè)備工況的變化曲線進(jìn)行分析，做好合成氨生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)控制，尤其應(yīng)對能源相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合控制，提升節(jié)能減排的控制效果，為合成氨企業(yè)節(jié)能減排效果優(yōu)化提供保證。

5 結(jié)束語

由于工業(yè)領(lǐng)域持續(xù)蓬勃發(fā)展、城市化建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)等諸多因素，我國環(huán)境問題和能源問題越來越嚴(yán)峻，為了更好地應(yīng)對這一局面，國家有關(guān)部門對環(huán)境保護(hù)與治理、節(jié)能降耗以及綠色減排工作提出了更加嚴(yán)格的要求，特別是明確制定并有效推行了節(jié)能減排政策，在這樣的大環(huán)境下，合成氨工業(yè)也需要積極順應(yīng)國家的節(jié)能減排要求不斷轉(zhuǎn)型發(fā)展。根據(jù)合成氨工業(yè)的實際發(fā)展?fàn)顩r分析，我國的合成氨工業(yè)發(fā)展仍然存在巨大的節(jié)能、降耗減排價值，如果采取行之有效的節(jié)能降耗減排措施，就能夠促使合成氨工業(yè)生產(chǎn)過程中的能耗過大和環(huán)境污染問題得到有效改善，這就要求相關(guān)人員不斷加強合成氨工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)研究，并對合成氨工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行合理改進(jìn)和創(chuàng)新，借此共同推動我國合成氨工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。