合成氨工業(yè)節(jié)能減排的分析

1、合成氨工業(yè)節(jié)能減排的分析我國作為世界最大的化肥生產(chǎn)國與消費國，化肥年產(chǎn)量占據(jù)全球的三分之一左右。然而，對于化肥生產(chǎn)而言,70%以上的氮肥生產(chǎn)所需的原料與燃料均來自于不可再生能源當中，能源消耗較大且生產(chǎn)成本巨大。因此，化肥產(chǎn)業(yè)始終被視為我國高耗能工業(yè)生產(chǎn)工作的代表類型。近些年來，隨著可持續(xù)戰(zhàn)略措施的不斷踐行與實施，低碳能源戰(zhàn)略與節(jié)能減排工作取得了前所未有的發(fā)展機遇,“節(jié)能、提效、減排”基本上成為我國工業(yè)生產(chǎn)必須予以重點踐行的目標內(nèi)容。與此同時，國務院明確要求我國在2020年必須實現(xiàn)節(jié)能40%45%目標?？梢哉f,合成氨工業(yè)面臨的節(jié)能形勢較為嚴峻。1我國合成氨工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析經(jīng)過多年的發(fā)展與改進，我

2、國合成氨工業(yè)已經(jīng)領先于世界其他國家。無論是生產(chǎn)技術還是生產(chǎn)產(chǎn)量方面,均要比其他國家高得多。最重要的是，我國煤炭資源豐富,基本上可以作為合成氨工藝的主要原料進行生產(chǎn),成本低、應用方便。目前，我國合成氨工業(yè)產(chǎn)品主要用于工業(yè)與農(nóng)業(yè)兩大體系當中。其中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要以尿素、磷鉉等合成氨產(chǎn)品為主,而工業(yè)生產(chǎn)則是以硝酸、純堿等合成氨產(chǎn)品為主。可以說，合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)做出了貢獻，利于促進我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與工業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。但是值得注意的是，合成氨工業(yè)日常生產(chǎn)常常會生成較多污染物，如氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳等有害氣體以及其他污染物，往往會給周圍環(huán)境造成不良影響。為及時解決環(huán)境污染

3、問題，我國主張將節(jié)能減排措施全面貫徹與落實到合成氨工業(yè)日常生產(chǎn)與管理當中。從實際執(zhí)行效果來看，部分工廠積極引用先進的節(jié)能減排技術并加強日常管理，基本上達到了預期的節(jié)能減排效果。但是不乏一些老廠仍舊按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，對先進的節(jié)能減排技術缺乏重視，導致我國合成氨工業(yè)整體的節(jié)能減排現(xiàn)狀仍舊處于停滯不前的狀態(tài)當中。2合成氨工業(yè)節(jié)能減排的潛力價值分析氨本身熱值較高,生產(chǎn)過程極易出現(xiàn)能量嚴重損耗現(xiàn)象,基本可以將合成氨產(chǎn)品視為高能耗產(chǎn)品?，F(xiàn)階段，國內(nèi)多數(shù)中小型合成氨廠面臨的日常生產(chǎn)能耗問題較多,能耗量基本介于4467GJ/t之間，過去嚴重時高達120GJ/t。而國外先進的合成氨工藝在能耗問題方面，通過采取

4、切實可行的節(jié)能措施，成功將能耗量降至28GJ/t左右。這就引發(fā)了一個問題:相同的生產(chǎn)量，為什么生產(chǎn)過程所消耗掉的能源卻有這么大的差別？針對于此,我國研究學者經(jīng)過認真分析后得知，合成氨工業(yè)生產(chǎn)過程蘊含著較大的節(jié)能減排潛力價值。通過采取切實可行的技術手段或者節(jié)能管理措施,往往可以將合成氨工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的能耗問題降到最低限度。面對如此大的價值空間，我國合成氨工業(yè)積極引進國外先進合成氨節(jié)能裝置以及自主研發(fā)相關節(jié)能技術,成功取得了預期的節(jié)能減排效果。3合成氨工業(yè)節(jié)能減排技術及措施分析3.1節(jié)能減排原理合成氨工業(yè)生產(chǎn)階段中的原料轉(zhuǎn)化過程涉及到的能耗問題最多且能耗量最大。一般來說,原料轉(zhuǎn)化效果往往會對合成氨

5、綜合能耗情況產(chǎn)生直接影響。因此，生產(chǎn)人員常常會將此階段視為實現(xiàn)節(jié)能減排目標的重點階段。主要從熱能利用、換熱以及冷卻過程入手，嚴格控制熱能損耗問題。與此同時,為進一步確保節(jié)能減排效果，生產(chǎn)人員會重點分析動力耗能問題。目的在于及時克服裝置阻力問題,防止工藝氣輸送以及合成過程高壓不足或者過大情況的出現(xiàn)。從表面上來看，原料轉(zhuǎn)化過程基本可以視為合成氨工藝能耗發(fā)生階段以及能耗問題最嚴重的階段，但是從本質(zhì)上來看,原料轉(zhuǎn)化過程也可以視為合成氨工業(yè)動能消耗量最大的階段。3.2合成氨工藝的節(jié)能技術及措施3.2.1實現(xiàn)流體輸送設備的節(jié)能效果適當改良流體輸送設備往往可以提升氨合成過程的節(jié)能降耗效果。一般來說，改良流體

6、輸送設備可以從合成氨動力源、變頻器節(jié)能、內(nèi)饋斬波調(diào)速等方面入手，實現(xiàn)節(jié)能減排要求。對于合成氨動力源而言，可以采用汽輪機驅(qū)動方式提供合成氨動力源。國內(nèi)電力大部分都是以煤為原料,制作蒸汽驅(qū)動汽輪機并實現(xiàn)發(fā)電過程。但是這種運作方式涉及到的能耗問題較為嚴重。究其原因，主要是因為汽電轉(zhuǎn)化過程、電動力轉(zhuǎn)化過程往往會存在較多能耗問題。而汽輪機直接驅(qū)動離心透平壓縮機以及大型泵類提供大量的動力源,可以省去以往能耗較多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。與此同時，利用變頻器節(jié)能設備往往可以調(diào)控平滑輪運動速率，并利用改變電機負載的方式實現(xiàn)節(jié)能減排目標。除此之外,通過采取內(nèi)饋斬波調(diào)速方式，可以為交流電機提供大量的動力能源,達到節(jié)能減排目標。

7、3.2.2設備與技術的節(jié)能方法對于合成氨工業(yè)生產(chǎn)設備的改良問題，建議生產(chǎn)人員可以利用等溫反應技術等新興技術實現(xiàn)熱能利用效率的有效提高。如利用天然氣換熱式轉(zhuǎn)化等技術。必要時，也可以利用新興換熱器,如板式換熱器等,實現(xiàn)換熱綜合效率轉(zhuǎn)化功能0對于節(jié)能技術的改造問題,生產(chǎn)人員最好立足于合成氨工業(yè)的實際特點，實行全面性、系統(tǒng)性的節(jié)能降耗措施。所選用的節(jié)能設備與技術必須要符合國家節(jié)能減排要求，以確保合成氨工業(yè)生產(chǎn)可以盡早實現(xiàn)節(jié)能減排目標。目前,充分利用余熱儼然成為實現(xiàn)合成氨工業(yè)節(jié)能減排目標的重要手段。其中，廢氣廢水余熱利用技術、高溫煙氣熱管余熱回收技術、化學反應余熱利用技術等都可以解決合成氨工業(yè)生產(chǎn)能耗過

8、高的問題。另外，在氣化凈化方面，可以優(yōu)先選用低溫甲醇洗降低有害氣體的含量。在原料節(jié)能方面，改變合成氨原料線路往往可以實現(xiàn)節(jié)能減排目標。如利用加壓水煤漿氣化技術等措施手段,改變原料線路,確保合成氨工業(yè)節(jié)能減排效果。4關于合成氨工業(yè)節(jié)能減排問題的相關建議合成氨工業(yè)生產(chǎn)本身屬于集系統(tǒng)性與復雜性于一體的產(chǎn)業(yè)類型。關于節(jié)能減排問題，合成氨工業(yè)生產(chǎn)需要統(tǒng)籌規(guī)劃、合理部署,要從原料、技術、現(xiàn)場管理等多個層面入手,優(yōu)化技術單元管理工作。與此同時,生產(chǎn)人員必須具有高度的節(jié)能減排意識，明確自身的主體責任,對于生產(chǎn)過程中存在的能耗問題,必須采取切實可行的措施加以解決。另外，當?shù)卣块T要響應國家號召,將各項節(jié)能減排政策與措施及時貫徹并且落實到當?shù)睾铣砂惫I(yè)生產(chǎn)工作當中。需要注意的是，對于生產(chǎn)技術以及設備管理問題，管理人員必須立足于日常生產(chǎn)實際，明確當前存在的不足之處，并重點結合國家政策規(guī)定，優(yōu)先選用先進的技術及措施,加強對現(xiàn)場生產(chǎn)過程的管控強度,確保節(jié)能減排目標盡早實現(xiàn)。5結語面對如此嚴峻的節(jié)能形勢與壓力，合成氨企業(yè)要積極響應國家的號召，努力做好節(jié)能減排工作，以期盡早實現(xiàn)國家戰(zhàn)略規(guī)劃目標。從我國能源資源來看，在今后相當長的時間內(nèi)，能源問題將會是制約合成氨工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的主要因素。對此，合成氨工業(yè)必須積