合成氨工业节能减排技术研究论文

2021-04-16 论文

　　摘要：本文从我国合成氨工业发展现状入手，简单阐述了合成氨工业的节能减排技术要点。

　　关键词：合成氨；化工生产；氮；节能减排

　　合成氨是化学工业得以发展的支柱产业，在国民经济发展中起着举足轻重的作用。自建国至今的半个世纪里，我国合成氨技术一直保持着高速、稳定发展的趋势，直到今日我国合成氨产量居于世界首位，但也引发重大的环境问题。目前，我国化工生产能耗问题占据全国能耗总量的十分之一以上，其中合成氨工业又是占整体化功耗能的主体地位，占据整个化功耗能的25%以上，由此可见做好合成氨工业节能减排工作的作用，做好这项工作可谓是实现可持续发展战略的关键。

　　1我国合成氨工业的作用

　　肥料是保证国家粮食安全的关键，它对整个粮食产量的提升有着积极作用。根据有关实践结果我们发现，肥料对粮食生产的贡献率占据50%以上，而且在人体内部的氮含量的一半是来自合成氨产品。我国作为世界农业大国，农业生产离不开合成氨工业，由此也可说我国是世界上合成氨生产大国，也是消费大国。

　　1.1合成氨在国家粮食安全中的作用

　　粮食是国家最为关键的战备物资，也是社会繁荣、稳定的基础。近几年来，随着城市人口数量的不断增多和进城务工农民人数的增加，农村土地限制情况越来越严重，给我国农业发展造成很大的威胁，这也给农业产量提出了新的要求。有关数据统计，我国至2020年的粮食产量预计要达到6亿吨，每年都必须要要求粮食产量增值500万吨以上，如何才能更好的保证这一问题已成为业界研究重点，经分析要想达到这一要求，做好合成氨工业生产技术不容忽视。究其原因是因为合成氨是我国化肥的主要来源，而化肥又是提高农业生产产量的关键，所以满足粮食刚性需求还是有赖于化肥生产技术的优化，也就是合成氨工业的发展。

　　1.2合成氨工业在国家能源安全中的作用

　　化工生产能耗是我国能耗问题较大产业之一，合成氨作为我国化工能耗大户，根据相关数据统计得出，社会总能耗中其中有3%以上用于合成氨工业生产。由此可见合成氨能耗之大，同时由于合成氨生产技术在粮食生产中的积极作用，我们可以预计合成氨工业在未来发展中不管规模、还是企业数量都会增加，这必然会给能源安全造成新的威胁。基于合成氨氮肥工业是世界最大的化学工业，它也有着巨大的社会经济效益与政治意义，因此本身具有着巨大的节能潜力，这就给我们未来工作中能源安全的研究提出新要求，需要我们从合成氨工业特征同社会实践综合考虑，从根本上解决合成氨环境污染问题与能源浪费现状。

　　2我国合成氨工业生产现状

　　随着科学技术的进一步发展和我国经济发展水平的'提升，我国合成氨工业也得到长足的进步，合成氨的产量与技术均达到世界领先水平，随着节能观念的不断深入和人们环境保护认识的提升，做好节能减排已成为我国合成氨工业未来发展的重大研究课题。但就合成氨工业现状而言，其发展问题显著，各种能耗问题十分严峻。

　　2.1合成氨工业发展现状

　　合成氨工业是在上个世纪初期产生的一种化学生产技术，它是整个化学工业发展的基础，也是我国化学工业发展的先驱产业。这一工业生产技术自诞生至今的近百年时间里发展非常迅速，以成为当今化工生产的支柱，更是人类征服自然的里程碑。我国合成氨工业的研发仅有短短的五十多年时间，但就这五十年的研发中，合成氨技术已经居于世界前列，无论是生产技术、设备还是产量，都达到世界先进高度。

　　2.2合成氨工业生产问题

　　目前，我国能源供需问题十分严峻，涉及每一个社会生产行业，合成氨工业当然也不例外，这一产业的问题主要包含了：首先，在生产中材料的利用不合理。天然气作为目前最常见、成本最低的合成氨原料，但时至今日仍然在我国没有被广泛的应用，国外大多国家都已经使用了这种原材料，而我国仍然是以煤气作为合成氨的主要原材料，这种比例占据总数的七成以上。其次，由于我国工业生产技术的落后，使得我国合成氨工业能耗在社会总能耗上占有重大比例，比国外同类型企业高出50%以上。再次，由于我国合成氨生产企业大多都是以中小企业为主的，这些企业本身存在生产规模小、效率低且生产能力地下的特征，这不仅造成我国合成氨生产量较低，而且生产耗能严重，能源利用效率低的现象。最后，生产技术相当落后，这也是阻碍我国合成氨工业发展的主要原因，更是影响合成氨能耗的关键，同时受到我国能源紧缺问题的限制，给这种本身十分复杂的生产问题更是雪上加霜，使得整个生产问题变得更加复杂和严重。

　　3合成氨节能减排技术要点

　　目前，我国正面临严峻的节能减排形势，环境污染、生态失衡、能源工序紧缺等现象严重制约着我国社会经济的发展，也给我国节能减排工作的开展提出了新要求。而合成氨作为我国能耗大户，它在新时期的节能工作中备受人们关注。具体来说，做好合成氨节能减排技术需要从下面几方面入手研究。

　　3.1造气系统的节能减排技术

　　3.1.1煤气化技术

　　煤气化是我国合成氨化工生产中的关键环节，也是造成能耗的主要原因之一，这一生产环节所产生的能耗问题占据合成氨工业生产总能耗的一半以上。而目前我国合成氨工业生产中，常用的造气材料又是以煤炭为主的，以煤炭为原料造气在我国整体合成氨生产中占有重要份额，占据生产总数的80以上。

　　3.1.2粉煤成型技术

　　随着煤炭资源大型开采技术的不断完善，各种大型煤矿开采设备不断涌现，这种设备在煤炭资源装卸中必然会产生一定的碎屑，在过去的煤炭生产中这些碎屑的回收利用率很低，一方面是因为这些煤屑本身燃烧率较低且污染问题严重，另外这些煤屑与原煤价格相差无几，这就给一些企业在煤炭选择中不加以重视这些煤屑资源，造成煤炭资源的大量浪费。在这种情况下采用粉煤成型技术就显得十分必要，它能有效的将这些煤炭资源加以利用，提高煤炭生产效率。

　　3.1.3各种新设备的选择

　　随着科学技术的进一步发展，各种先进的生产机械不断涌现，作为化工生产大户的合成氨化工生产行业当然也不例外，在近几年的生产当中产生了许多的新设备、新技术，其中以造气炉机电一体化发展现象最为突出，这种设备的应用让造气炉在不停炉的条件下能够自动加煤、排除煤渣，这也是当今合成氨工业生产中的一大优点所在。

　　3.2合成氨污水节能减排治理技术

　　3.2.1造气污水微涡流处理技术

　　该技术提出了对造气循环水采取、深度净化，强化冷却，水质调整、三项处理原则，应用水量不涨水技术，以较少投资及处理费用实现污染最严重的造气冷却水系统达到零排放。如浙江巨大集团采用该技术，造气冷却水系统已经4年未排污水，真实实现了零排放。

　　3.2.2循环冷却水提浓减排技术

　　循环冷却水是化肥企业主要用水环节，其用水量占全厂近70%，如何降低这个环节的排污水量事关重大。循环冷却水提浓减排技术可使浓缩倍数由目前2倍提升至4～6倍，排污水量可减少70%～80%。该技术的关键点是选用优良药剂及工艺，及具有高截污力的新型稀土滤料过滤器。提浓后，不但节省用水，且水质清洁，加药处理费用不升反降30%。

　　3.2.3合成系统节能减排技术

　　该技术采用低温精馏工艺，先将合成尾气冷却到一定温度，然后利用尾气中不同组分沸点上的差异进行精馏，得到甲烷、氧气、氢气、氮气等各种气体或液体产品。这种技术改变了以往尾气作燃料仅回收热量的做法，是合成尾气回收向深度利用发展的一项有效途径。

　　4结束语

　　总而言之，合成氨工业在国民粮食产业中至关重要，它的发展不仅关系到整个国家的粮食供应，也影响了国家的能源安全，因此要高度重视合成氨工业的节能减排。合成氨工业的节能减排主要从原料的结构$生产技术$设备采用和管理等方面综合提高。

　　参考文献

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