合成氨工業(yè)節(jié)能減排技術研究
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摘要：本文從我國合成氨工業(yè)發(fā)展現狀入手，簡單闡述了合成氨工業(yè)的節(jié)能減排技術要點。
關鍵詞：合成氨；化工生產；氮；節(jié)能減排
合成氨是化學工業(yè)得以發(fā)展的支柱產業(yè)，在國民經濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。自建國至今的半個世紀里，我國合成氨技術一直保持著高速、穩(wěn)定發(fā)展的趨勢，直到今日我國合成氨產量居于世界首位，但也引發(fā)重大的環(huán)境問題。目前，我國化工生產能耗問題占據全國能耗總量的十分之一以上，其中合成氨工業(yè)又是占整體化功耗能的主體地位，占據整個化功耗能的25%以上，由此可見做好合成氨工業(yè)節(jié)能減排工作的作用，做好這項工作可謂是實現可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關鍵。
1我國合成氨工業(yè)的作用
肥料是保證國家糧食安全的關鍵，它對整個糧食產量的提升有著積極作用。根據有關實踐結果我們發(fā)現，肥料對糧食生產的貢獻率占據50%以上，而且在人體內部的氮含量的一半是來自合成氨產品。我國作為世界農業(yè)大國，農業(yè)生產離不開合成氨工業(yè)，由此也可說我國是世界上合成氨生產大國，也是消費大國。
1.1合成氨在國家糧食安全中的作用
糧食是國家最為關鍵的戰(zhàn)備物資，也是社會繁榮、穩(wěn)定的基礎。近幾年來，隨著城市人口數量的不斷增多和進城務工農民人數的增加，農村土地限制情況越來越嚴重，給我國農業(yè)發(fā)展造成很大的威脅，這也給農業(yè)產量提出了新的要求。有關數據統(tǒng)計，我國至2020年的糧食產量預計要達到6億噸，每年都必須要要求糧食產量增值500萬噸以上，如何才能更好的保證這一問題已成為業(yè)界研究重點，經分析要想達到這一要求，做好合成氨工業(yè)生產技術不容忽視。究其原因是因為合成氨是我國化肥的主要來源，而化肥又是提高農業(yè)生產產量的關鍵，所以滿足糧食剛性需求還是有賴于化肥生產技術的優(yōu)化，也就是合成氨工業(yè)的發(fā)展。
1.2合成氨工業(yè)在國家能源安全中的作用
化工生產能耗是我國能耗問題較大產業(yè)之一，合成氨作為我國化工能耗大戶，根據相關數據統(tǒng)計得出，社會總能耗中其中有3%以上用于合成氨工業(yè)生產。由此可見合成氨能耗之大，同時由于合成氨生產技術在糧食生產中的積極作用，我們可以預計合成氨工業(yè)在未來發(fā)展中不管規(guī)模、還是企業(yè)數量都會增加，這必然會給能源安全造成新的威脅?；诤铣砂钡使I(yè)是世界最大的化學工業(yè)，它也有著巨大的社會經濟效益與政治意義，因此本身具有著巨大的節(jié)能潛力，這就給我們未來工作中能源安全的研究提出新要求，需要我們從合成氨工業(yè)特征同社會實踐綜合考慮，從根本上解決合成氨環(huán)境污染問題與能源浪費現狀。
2我國合成氨工業(yè)生產現狀
隨著科學技術的進一步發(fā)展和我國經濟發(fā)展水平的提升，我國合成氨工業(yè)也得到長足的進步，合成氨的產量與技術均達到世界領先水平，隨著節(jié)能觀念的不斷深入和人們環(huán)境保護認識的提升，做好節(jié)能減排已成為我國合成氨工業(yè)未來發(fā)展的重大研究課題。但就合成氨工業(yè)現狀而言，其發(fā)展問題顯著，各種能耗問題十分嚴峻。
2.1合成氨工業(yè)發(fā)展現狀
合成氨工業(yè)是在上個世紀初期產生的一種化學生產技術，它是整個化學工業(yè)發(fā)展的基礎，也是我國化學工業(yè)發(fā)展的先驅產業(yè)。這一工業(yè)生產技術自誕生至今的近百年時間里發(fā)展非常迅速，以成為當今化工生產的支柱，更是人類征服自然的里程碑。我國合成氨工業(yè)的研發(fā)僅有短短的五十多年時間，但就這五十年的研發(fā)中，合成氨技術已經居于世界前列，無論是生產技術、設備還是產量，都達到世界先進高度。
2.2合成氨工業(yè)生產問題
目前，我國能源供需問題十分嚴峻，涉及每一個社會生產行業(yè)，合成氨工業(yè)當然也不例外，這一產業(yè)的問題主要包含了：首先，在生產中材料的利用不合理。天然氣作為目前最常見、成本最低的合成氨原料，但時至今日仍然在我國沒有被廣泛的應用，國外大多國家都已經使用了這種原材料，而我國仍然是以煤氣作為合成氨的主要原材料，這種比例占據總數的七成以上。其次，由于我國工業(yè)生產技術的落后，使得我國合成氨工業(yè)能耗在社會總能耗上占有重大比例，比國外同類型企業(yè)高出50%以上。再次，由于我國合成氨生產企業(yè)大多都是以中小企業(yè)為主的，這些企業(yè)本身存在生產規(guī)模小、效率低且生產能力地下的特征，這不僅造成我國合成氨生產量較低，而且生產耗能嚴重，能源利用效率低的現象。最后，生產技術相當落后，這也是阻礙我國合成氨工業(yè)發(fā)展的主要原因，更是影響合成氨能耗的關鍵，同時受到我國能源緊缺問題的限制，給這種本身十分復雜的生產問題更是雪上加霜，使得整個生產問題變得更加復雜和嚴重。
3合成氨節(jié)能減排技術要點
目前，我國正面臨嚴峻的節(jié)能減排形勢，環(huán)境污染、生態(tài)失衡、能源工序緊缺等現象嚴重制約著我國社會經濟的發(fā)展，也給我國節(jié)能減排工作的開展提出了新要求。而合成氨作為我國能耗大戶，它在新時期的節(jié)能工作中備受人們關注。具體來說，做好合成氨節(jié)能減排技術需要從下面幾方面入手研究。
3.1造氣系統(tǒng)的節(jié)能減排技術
3.1.1煤氣化技術
煤氣化是我國合成氨化工生產中的關鍵環(huán)節(jié)，也是造成能耗的主要原因之一，這一生產環(huán)節(jié)所產生的能耗問題占據合成氨工業(yè)生產總能耗的一半以上。而目前我國合成氨工業(yè)生產中，常用的造氣材料又是以煤炭為主的，以煤炭為原料造氣在我國整體合成氨生產中占有重要份額，占據生產總數的80以上。
3.1.2粉煤成型技術
隨著煤炭資源大型開采技術的不斷完善，各種大型煤礦開采設備不斷涌現，這種設備在煤炭資源裝卸中必然會產生一定的碎屑，在過去的煤炭生產中這些碎屑的回收利用率很低，一方面是因為這些煤屑本身燃燒率較低且污染問題嚴重，另外這些煤屑與原煤價格相差無幾，這就給一些企業(yè)在煤炭選擇中不加以重視這些煤屑資源，造成煤炭資源的大量浪費。在這種情況下采用粉煤成型技術就顯得十分必要，它能有效的將這些煤炭資源加以利用，提高煤炭生產效率。
3.1.3各種新設備的選擇
隨著科學技術的進一步發(fā)展，各種先進的生產機械不斷涌現，作為化工生產大戶的合成氨化工生產行業(yè)當然也不例外，在近幾年的生產當中產生了許多的新設備、新技術，其中以造氣爐機電一體化發(fā)展現象最為突出，這種設備的應用讓造氣爐在不停爐的條件下能夠自動加煤、排除煤渣，這也是當今合成氨工業(yè)生產中的一大優(yōu)點所在。
3.2合成氨污水節(jié)能減排治理技術
3.2.1造氣污水微渦流處理技術
該技術提出了對造氣循環(huán)水采取、深度凈化，強化冷卻，水質調整、三項處理原則，應用水量不漲水技術，以較少投資及處理費用實現污染最嚴重的造氣冷卻水系統(tǒng)達到零排放。如浙江巨大集團采用該技術，造氣冷卻水系統(tǒng)已經4年未排污水，真實實現了零排放。
3.2.2循環(huán)冷卻水提濃減排技術
循環(huán)冷卻水是化肥企業(yè)主要用水環(huán)節(jié)，其用水量占全廠近70%，如何降低這個環(huán)節(jié)的排污水量事關重大。循環(huán)冷卻水提濃減排技術可使?jié)饪s倍數由目前2倍提升至4～6倍，排污水量可減少70%～80%。該技術的關鍵點是選用優(yōu)良藥劑及工藝，及具有高截污力的新型稀土濾料過濾器。提濃后，不但節(jié)省用水，且水質清潔，加藥處理費用不升反降30%。
3.2.3合成系統(tǒng)節(jié)能減排技術
該技術采用低溫精餾工藝，先將合成尾氣冷卻到一定溫度，然后利用尾氣中不同組分沸點上的差異進行精餾，得到甲烷、氧氣、氫氣、氮氣等各種氣體或液體產品。這種技術改變了以往尾氣作燃料僅回收熱量的做法，是合成尾氣回收向深度利用發(fā)展的一項有效途徑。
4結束語
總而言之，合成氨工業(yè)在國民糧食產業(yè)中至關重要，它的發(fā)展不僅關系到整個國家的糧食供應，也影響了國家的能源安全，因此要高度重視合成氨工業(yè)的節(jié)能減排。合成氨工業(yè)的節(jié)能減排主要從原料的結構$生產技術$設備采用和管理等方面綜合提高。
參考文獻
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作者：韓冰 單位：吉林省石油化工設計研究院