合成氨工業節能減排技術研究論文
合成氨工業節能減排技術研究論文
摘要：本文從我國合成氨工業發展現狀入手，簡單闡述了合成氨工業的節能減排技術要點。
關鍵詞：合成氨；化工生產；氮；節能減排
合成氨是化學工業得以發展的支柱產業，在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用。自建國至今的半個世紀裡，我國合成氨技術一直保持著高速、穩定發展的趨勢，直到今日我國合成氨產量居於世界首位，但也引發重大的環境問題。目前，我國化工生產能耗問題佔據全國能耗總量的十分之一以上，其中合成氨工業又是佔整體化功耗能的主體地位，佔據整個化功耗能的25%以上，由此可見做好合成氨工業節能減排工作的作用，做好這項工作可謂是實現可持續發展戰略的關鍵。
1我國合成氨工業的作用
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現，肥料對糧食生產的貢獻率佔據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。我國作為世界農業大國，農業生產離不開合成氨工業，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備物資，也是社會繁榮、穩定的基礎。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，給我國農業發展造成很大的威脅，這也給農業產量提出了新的要求。有關資料統計，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界研究重點，經分析要想達到這一要求，做好合成氨工業生產技術不容忽視。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生產產量的關鍵，所以滿足糧食剛性需求還是有賴於化肥生產技術的最佳化，也就是合成氨工業的發展。
1.2合成氨工業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之一，合成氨作為我國化工能耗大戶，根據相關資料統計得出，社會總能耗中其中有3%以上用於合成氨工業生產。由此可見合成氨能耗之大，同時由於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在未來發展中不管規模、還是企業數量都會增加，這必然會給能源安全造成新的威脅。基於合成氨氮肥工業是世界最大的化學工業，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特徵同社會實踐綜合考慮，從根本上解決合成氨環境汙染問題與能源浪費現狀。
2我國合成氨工業生產現狀
隨著科學技術的進一步發展和我國經濟發展水平的提升，我國合成氨工業也得到長足的進步，合成氨的'產量與技術均達到世界領先水平，隨著節能觀念的不斷深入和人們環境保護認識的提升，做好節能減排已成為我國合成氨工業未來發展的重大研究課題。但就合成氨工業現狀而言，其發展問題顯著，各種能耗問題十分嚴峻。
2.1合成氨工業發展現狀
合成氨工業是在上個世紀初期產生的一種化學生產技術，它是整個化學工業發展的基礎，也是我國化學工業發展的先驅產業。這一工業生產技術自誕生至今的近百年時間裡發展非常迅速，以成為當今化工生產的支柱，更是人類征服自然的里程碑。我國合成氨工業的研發僅有短短的五十多年時間，但就這五十年的研發中，合成氨技術已經居於世界前列，無論是生產技術、裝置還是產量，都達到世界先進高度。
2.2合成氨工業生產問題
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，合成氨工業當然也不例外，這一產業的問題主要包含了：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，這種比例佔據總數的七成以上。其次，由於我國工業生產技術的落後，使得我國合成氨工業能耗在社會總能耗上佔有重大比例，比國外同類型企業高出50%以上。再次，由於我國合成氨生產企業大多都是以中小企業為主的，這些企業本身存在生產規模小、效率低且生產能力地下的特徵，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。最後，生產技術相當落後，這也是阻礙我國合成氨工業發展的主要原因，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，給這種本身十分複雜的生產問題更是雪上加霜，使得整個生產問題變得更加複雜和嚴重。
3合成氨節能減排技術要點
目前，我國正面臨嚴峻的節能減排形勢，環境汙染、生態失衡、能源工序緊缺等現象嚴重製約著我國社會經濟的發展，也給我國節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，它在新時期的節能工作中備受人們關注。具體來說，做好合成氨節能減排技術需要從下面幾方面入手研究。
3.1造氣系統的節能減排技術
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節，也是造成能耗的主要原因之一，這一生產環節所產生的能耗問題佔據合成氨工業生產總能耗的一半以上。而目前我國合成氨工業生產中，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佔有重要份額，佔據生產總數的80以上。
3.1.2粉煤成型技術
隨著煤炭資源大型開採技術的不斷完善，各種大型煤礦開採裝置不斷湧現，這種裝置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汙染問題嚴重，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各種新裝置的選擇
隨著科學技術的進一步發展，各種先進的生產機械不斷湧現，作為化工生產大戶的合成氨化工生產行業當然也不例外，在近幾年的生產當中產生了許多的新裝置、新技術，其中以造氣爐機電一體化發展現象最為突出，這種裝置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生產中的一大優點所在。
3.2合成氨汙水節能減排治理技術
3.2.1造氣汙水微渦流處理技術
該技術提出了對造氣迴圈水採取、深度淨化，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汙染最嚴重的造氣冷卻水系統達到零排放。如浙江巨大集團採用該技術，造氣冷卻水系統已經4年未排汙水，真實實現了零排放。
3.2.2迴圈冷卻水提濃減排技術
迴圈冷卻水是化肥企業主要用水環節，其用水量佔全廠近70%，如何降低這個環節的排汙水量事關重大。迴圈冷卻水提濃減排技術可使濃縮倍數由目前2倍提升至4～6倍，排汙水量可減少70%～80%。該技術的關鍵點是選用優良藥劑及工藝，及具有高截汙力的新型稀土濾料過濾器。提濃後，不但節省用水，且水質清潔，加藥處理費用不升反降30%。
3.2.3合成系統節能減排技術
該技術採用低溫精餾工藝，先將合成尾氣冷卻到一定溫度，然後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展的一項有效途徑。
4結束語
總而言之，合成氨工業在國民糧食產業中至關重要，它的發展不僅關係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的節能減排。合成氨工業的節能減排主要從原料的結構$生產技術$裝置採用和管理等方面綜合提高。
參考文獻
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