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(guó)作為世界最大的化肥生產(chǎn)國(guó)與消費(fèi)國(guó)，化肥年產(chǎn)量占據(jù)全球的三分之一左右。然而，對(duì)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(lái)自于不可再生能源當(dāng)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(guó)高耗能工業(yè)生產(chǎn)工作的代表類型。近些年來(lái)，隨著可持續(xù)戰(zhàn)略措施的不斷踐行與實(shí)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(jī)遇,“節(jié)能、提效、減排”基本上成為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)必須予以重點(diǎn)踐行的目標(biāo)內(nèi)容。與此同時(shí)，國(guó)務(wù)院明確要求我國(guó)在2020年必須實(shí)現(xiàn)節(jié)能40%45%目標(biāo)。可以說(shuō),合成氨工業(yè)面臨的節(jié)能形勢(shì)較為嚴(yán)峻。1我國(guó)合成氨工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與改進(jìn)，我

2、國(guó)合成氨工業(yè)已經(jīng)領(lǐng)先于世界其他國(guó)家。無(wú)論是生產(chǎn)技術(shù)還是生產(chǎn)產(chǎn)量方面,均要比其他國(guó)家高得多。最重要的是，我國(guó)煤炭資源豐富,基本上可以作為合成氨工藝的主要原料進(jìn)行生產(chǎn),成本低、應(yīng)用方便。目前，我國(guó)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(dāng)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?？梢哉f(shuō)，合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)，利于促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)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(huì)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(huì)給周圍環(huán)境造成不良影響。為及時(shí)解決環(huán)境污染

3、問(wèn)題，我國(guó)主張將節(jié)能減排措施全面貫徹與落實(shí)到合成氨工業(yè)日常生產(chǎn)與管理當(dāng)中。從實(shí)際執(zhí)行效果來(lái)看，部分工廠積極引用先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)并加強(qiáng)日常管理，基本上達(dá)到了預(yù)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(duì)先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)缺乏重視，導(dǎo)致我國(guó)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(dāng)中。2合成氨工業(yè)節(jié)能減排的潛力價(jià)值分析氨本身熱值較高,生產(chǎn)過(guò)程極易出現(xiàn)能量嚴(yán)重?fù)p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(guó)內(nèi)多數(shù)中小型合成氨廠面臨的日常生產(chǎn)能耗問(wèn)題較多,能耗量基本介于4467GJ/t之間，過(guò)去嚴(yán)重時(shí)高達(dá)120GJ/t。而國(guó)外先進(jìn)的合成氨工藝在能耗問(wèn)題方面，通過(guò)采取

4、切實(shí)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(gè)問(wèn)題:相同的生產(chǎn)量，為什么生產(chǎn)過(guò)程所消耗掉的能源卻有這么大的差別？針對(duì)于此,我國(guó)研究學(xué)者經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析后得知，合成氨工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程蘊(yùn)含著較大的節(jié)能減排潛力價(jià)值。通過(guò)采取切實(shí)可行的技術(shù)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(wèn)題降到最低限度。面對(duì)如此大的價(jià)值空間，我國(guó)合成氨工業(yè)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)合成氨節(jié)能裝置以及自主研發(fā)相關(guān)節(jié)能技術(shù),成功取得了預(yù)期的節(jié)能減排效果。3合成氨工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)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(guò)程涉及到的能耗問(wèn)題最多且能耗量最大。一般來(lái)說(shuō),原料轉(zhuǎn)化效果往往會(huì)對(duì)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(huì)將此階段視為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重點(diǎn)階段。主要從熱能利用、換熱以及冷卻過(guò)程入手，嚴(yán)格控制熱能損耗問(wèn)題。與此同時(shí),為進(jìn)一步確保節(jié)能減排效果，生產(chǎn)人員會(huì)重點(diǎn)分析動(dòng)力耗能問(wèn)題。目的在于及時(shí)克服裝置阻力問(wèn)題,防止工藝氣輸送以及合成過(guò)程高壓不足或者過(guò)大情況的出現(xiàn)。從表面上來(lái)看，原料轉(zhuǎn)化過(guò)程基本可以視為合成氨工藝能耗發(fā)生階段以及能耗問(wèn)題最嚴(yán)重的階段，但是從本質(zhì)上來(lái)看,原料轉(zhuǎn)化過(guò)程也可以視為合成氨工業(yè)動(dòng)能消耗量最大的階段。3.2合成氨工藝的節(jié)能技術(shù)及措施3.2.1實(shí)現(xiàn)流體輸送設(shè)備的節(jié)能效果適當(dāng)改良流體輸送設(shè)備往往可以提升氨合成過(guò)程的節(jié)能降耗效果。一般來(lái)說(shuō)，改良流體

6、輸送設(shè)備可以從合成氨動(dòng)力源、變頻器節(jié)能、內(nèi)饋斬波調(diào)速等方面入手，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排要求。對(duì)于合成氨動(dòng)力源而言，可以采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)方式提供合成氨動(dòng)力源。國(guó)內(nèi)電力大部分都是以煤為原料,制作蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)并實(shí)現(xiàn)發(fā)電過(guò)程。但是這種運(yùn)作方式涉及到的能耗問(wèn)題較為嚴(yán)重。究其原因，主要是因?yàn)槠娹D(zhuǎn)化過(guò)程、電動(dòng)力轉(zhuǎn)化過(guò)程往往會(huì)存在較多能耗問(wèn)題。而汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)離心透平壓縮機(jī)以及大型泵類提供大量的動(dòng)力源,可以省去以往能耗較多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。與此同時(shí)，利用變頻器節(jié)能設(shè)備往往可以調(diào)控平滑輪運(yùn)動(dòng)速率，并利用改變電機(jī)負(fù)載的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。除此之外,通過(guò)采取內(nèi)饋斬波調(diào)速方式，可以為交流電機(jī)提供大量的動(dòng)力能源,達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。

7、3.2.2設(shè)備與技術(shù)的節(jié)能方法對(duì)于合成氨工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的改良問(wèn)題，建議生產(chǎn)人員可以利用等溫反應(yīng)技術(shù)等新興技術(shù)實(shí)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(shù)。必要時(shí)，也可以利用新興換熱器,如板式換熱器等,實(shí)現(xiàn)換熱綜合效率轉(zhuǎn)化功能0對(duì)于節(jié)能技術(shù)的改造問(wèn)題,生產(chǎn)人員最好立足于合成氨工業(yè)的實(shí)際特點(diǎn)，實(shí)行全面性、系統(tǒng)性的節(jié)能降耗措施。所選用的節(jié)能設(shè)備與技術(shù)必須要符合國(guó)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。目前,充分利用余熱儼然成為實(shí)現(xiàn)合成氨工業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的重要手段。其中，廢氣廢水余熱利用技術(shù)、高溫?zé)煔鉄峁苡酂峄厥占夹g(shù)、化學(xué)反應(yīng)余熱利用技術(shù)等都可以解決合成氨工業(yè)生產(chǎn)能耗過(guò)

8、高的問(wèn)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。如利用加壓水煤漿氣化技術(shù)等措施手段,改變?cè)暇€路,確保合成氨工業(yè)節(jié)能減排效果。4關(guān)于合成氨工業(yè)節(jié)能減排問(wèn)題的相關(guān)建議合成氨工業(yè)生產(chǎn)本身屬于集系統(tǒng)性與復(fù)雜性于一體的產(chǎn)業(yè)類型。關(guān)于節(jié)能減排問(wèn)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(shù)、現(xiàn)場(chǎng)管理等多個(gè)層面入手,優(yōu)化技術(shù)單元管理工作。與此同時(shí),生產(chǎn)人員必須具有高度的節(jié)能減排意識(shí)，明確自身的主體責(zé)任,對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中存在的能耗問(wèn)題,必須采取切實(shí)可行的措施加以解決。另外，當(dāng)?shù)卣块T要響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,將各項(xiàng)節(jié)能減排政策與措施及時(shí)貫徹并且落實(shí)到當(dāng)?shù)睾铣砂惫I(yè)生產(chǎn)工作當(dāng)中。需要注意的是，對(duì)于生產(chǎn)技術(shù)以及設(shè)備管理問(wèn)題，管理人員必須立足于日常生產(chǎn)實(shí)際，明確當(dāng)前存在的不足之處，并重點(diǎn)結(jié)合國(guó)家政策規(guī)定，優(yōu)先選用先進(jìn)的技術(shù)及措施,加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的管控強(qiáng)度,確保節(jié)能減排目標(biāo)盡早實(shí)現(xiàn)。5結(jié)語(yǔ)面對(duì)如此嚴(yán)峻的節(jié)能形勢(shì)與壓力，合成氨企業(yè)要積極響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，努力做好節(jié)能減排工作，以期盡早實(shí)現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃目標(biāo)。從我國(guó)能源資源來(lái)看，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能源問(wèn)題將會(huì)是制約合成氨工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的主要因素。對(duì)此，合成氨工業(yè)必須積