探讨节能减排技术在合成氨生产中的应用

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1、科技信息SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2011 年第 25 期 探讨节能减排技术在合成氨生产中的应用 徐松华王文富李涛吴玉华 （上蔡县环境保护局河南上蔡 463800） 【摘 要】我国是一个资源相对比较缺乏的国家，资源和环保的压力都很大，国家坚持不懈抓企业节能减排工作将是大势所趋。本文针对节 能减排技术在合成氨生产中的应用进行探讨。 【关键词】节能减排；合成氨生产；应用 0前言 合成氨行业属于高能耗、高污染行业，我国合成氨行业平均吨氨 耗水58吨，耗水27亿吨/年，与此同时排污水21.3亿立方米/年，排放 污染物90.9万吨/年，而且污水中超标污染因子较多，所

2、含氨氮、化学 需氧量、氰化物、硫化物等必须进行多次处理，才有可能达标排放。 面 对当前国家不断加大节能减排工作力度，行业通过采用经过实践验证 的先进适用、运行可靠、经济合理的新技术、新工艺、新设备、新材料进 行推广应用，使合成氨生产的吨氨耗煤、耗电、耗水都较前些年有所下 降，主要污染物排放也得到了有效控制，达到大幅度提高合成氨产量、 降低能耗、保护环境的目的。 1实施节能减排的必然性和紧迫性 1.1河流水质污染十分严重，需要控制以减轻河流的污染 据河南省环境质量报告书（2007年度），我省地表水主要污染物 是氨氮、五日生化需氧量和高锰酸盐指数，其污染负荷分别为26.0%、 25.1%和20.6

3、%。 氨氮年均值类、 劣类河段长度占总长度的 32.2%， 五日生化需氧量年均值类、 劣类的河段长度占总长度的 28.7%， 高锰酸盐指数年均值类、 劣类的的河段长度占总长度的 19.0%。 2005年全省氨氮排放总量9.92万吨， 其中城镇生活污水氨氮排 放量5.00万吨， 占50.4%， 工业及其他类型废水氨氮排放量4.92万 吨， 占49.6%。 在工业及其他废水中， 氮肥工业排放2.66万吨，占 54.2%。 可见，氮肥工业排放氨氮处于重要位置。 1.2环境管理与目标考核的紧迫性 “八五” 末“九五”初，我省地表水污染十分严重，淮河流域出现了 比较大的污染事故，为控制污染，国家制定了淮

4、河流域水污染防治暂 行条例将污染物总量控制指标、河流水质目标、污染防治任务分解落 实到淮河流域的四个省份。 2005年国务院与河南省人民政府签订了 河南省淮河流域水污 染防治工作目标责任书，该目标责任书规定：2005年前我省10个省 界断面水质基本达到淮河流域水污染防治“十五”计划要影响我省完 成国务院下达的淮河流域水污染防治水质目标的主要是氨氮污染，我 省淮河流域水污染防治工作除了按照规划任务完成污水治理工程外， 还需要尽快采取措施严格控制工业污染，降低氨氮排放量，改善水质， 完成国务院任务。 1.3我省合成氨企业规模小，污染物治理水平低，需要通过节能减排 技术降低污染物的排放 河南省是全国

5、的氮肥大省， 合成氨行业在全国具有重要的地位， 合成氨企业56家，合成氨能力441万吨，占全国的11.1%。 56个合成氨生产企业污水治理基本上都是两水闭路循环， 通过 清洁生产审级的28家，还有一般的企业没有进行清洁生产审核，也没 有建设末端治理设施。 因此，废水氨氮排放达标的33家，占58.9% ；吨 氨产品废水量达标的企业9家，只占16.1%。 2生产污水减排的技术措施 2.1造气废水处理 利用已有的废水处理装置，仍将造气、脱硫工段冷却洗涤水合并 处理使用，主要增加微涡流塔板澄清器、加药池、计量泵、灰渣堆放池 和浓缩池等设备设施，通过添加絮凝剂有效去除悬浮物，使水得到深 度净化。 其设计

6、废水处理能力不变，仍为1000m3/h。 经废水处理装置 后，造气废水可全部循环使用，不外排。 2.2锅炉废水处理 利用现有的锅炉除尘废水处理装置进行完善改造，主要增加混合 反应沟、渣水分离池、刮泥机、泥浆泵和清水过渡池等设备设施。 废水 处理装置经改造后，锅炉除尘废水可实现全闭路循环使用，不排放。 2.3连续熔硫 目前合成氨生产过程中脱硫工段产生的硫泡沫采用土法堆放待 售，为消除硫泡沫流失造成的污染，增加连续熔硫系统，将硫泡沫加工 成工业硫磺出售。 2.4废氨水提浓回用 以生产碳铵为产品的合成氨生产中，都存在或多或少的含氨废水 的排放，影响经济与环境效益。 采用一点加入逐级提浓技术对废氨水

7、进行提浓回用，实现稀氨水的零排放。 2.5循环冷却水系统 循环冷却水在系统中由于蒸发、浓缩和温度变化等原因，使设备 和管道产生结垢和腐蚀。 为减缓结垢和腐蚀，在冷却水中加入非磷系 水质稳定剂聚天冬氨酸，代替以前的磷系药剂。 为使悬浮物在循环冷 却水中不超过一定含量，从冷水泵出口送出一小部分循环水，进旁滤 器过滤去除悬浮物后流入冷水池。 通过增加无阀滤池，能充分提高循 环水的使用率，减少外排水量。 2.6终端处理 终端处理装置主要处理循环冷却水系统的排污水，处理工艺流程 为：废水从总进口经过格栅后进入调节池中进行初沉淀，然后污水经 污水泵提升进入A、O池，经沉淀池沉淀后清水外排。 2.7工程在线

8、监测系统 为使环保部门能够准确及时地了解和掌握污染企业的各种污染 物排放情况、污处设施的运行状况，加强对排污企业的污水监控和管 理，提高环保部门的环境监理水平，同时也为排污企业自身的环保自 律，水质在线监测系统对企业终端污水处理设施出口排放水水质实行 实时监测。 3节能的技术措施 3.1利用 “三废混燃炉”的烟道气做为热源来烘干型煤 企业实现了完全以型煤（腐殖酸煤棒）代替块煤制取半水煤气。在 制煤棒的环节中，采用的烘干技术是：使用燃煤热风炉加热空气后，再 把热空气送入型煤隧道窑， 在其中利用热空气的热量对煤棒进行烘 干。 在这一过程中，热风炉燃料煤的消耗相当可观，正常情况下，每天 烘干型煤需要

9、1518吨燃料煤。 由此造成的能源损失较大，存在着很 大的节能空间。 3.2脱碳涡轮机节电 合成氨产生中脱碳泵电机负荷较重，而且吸收后的碳丙液需要降 压解析，造成能源浪费。为了达到节能的目的，企业利用涡轮机回收碳 丙液降压过程中产生的能量，作为脱碳泵的辅助动力，降低脱碳泵配 套电机运转电流，减少电耗。 3.3采用“热功联产”回收热量改造技术 在合成氨生产中要使用大量蒸汽，而且在各生产工艺环节中所使 用的蒸汽压力等级是不同的。 由于不同生产工艺使用不同压力的蒸 汽，这就使得大量蒸汽必须通过阀门或减温减压装置降到合适的压力 来使用，从而造成巨大的能量浪费。 为了能使蒸汽的压差能充分回收 利用，可以

10、采用热功联产或功热电联产的方式，利用特种汽轮机将这 部分蒸汽的压差能转化为有用功，取代电动机直接拖动合成氨生产工 艺中的某些动力设备，或同时拖动异步电机发电，从而可以节约大量 用电，充分实现蒸汽能量的综合利用。（下转第393页） 环保论坛 394 科技信息2011 年第 25 期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 科 （上接第394 页） 4结束语 我国是一个资源相对比较缺乏的国家， 资源和环保的压力都很 大，国家坚持不懈抓企业节能减排工作将是大势所趋，虽然合成氨行 业在这方面已取得了很多技术成就，但也应看到目前面临的节能减排 任务繁重，形势仍然相当严峻。 节能减

11、排工作对于合成氨行业应该是 一个机遇，抓住这次机遇，企业可以转变长期粗放型的增长方式，推动 技术进步，提高技术装备。按照“减量化、再利用、资源化”的原则，坚持 “源头控制、节能减排、末端治理、确保达标”的基本目标，以尽可能少 的资源消耗和环境代价，取得最大的经济产出。 从而推进合成氨行业 产业结构调整，支持循环经济发展，提高产业集中度，贯彻科学发展 观，致力于建设和谐化工企业，实现经济与环境的可持续发展。 作者简介：徐松华，男，大专学历，助理工程师，现任上蔡县环境保护局环境 监察中队中队长。 责任编辑：常鹏飞 科 3调试和处理效果 该工程于2008年3月建成后并进入工程调试， 生物接触氧化池

12、中的活性污泥接种来自南宁市琅东污水处理厂，细菌驯化阶段共经历 了一个月左右，首先按照进水、曝气、沉淀、撇除上清液几个步骤进行， 每个循环中曝气2小时，沉淀2小时。15天后，待污泥长到一定规模 （SV约为10%）， 改用连续进水， 连续出水的驯化方式， 回流比为 100%。在驯化期内，生化池出水悬浮物细碎，不易沉降。20天后生化池 出水容易沉降，出水水质好，驯化完成，进入正常运行阶段。 经对出水 水质检测，各项指标达到设计要求，见表2。 表2检测结果 浓度单位：mg/L（pH值无量纲,粪大肠类菌CFU/100mL） 4工程投资和运行成本 该工程总投资为11.86万元，其中土建投资及其他工程为6.

13、23万 元，工艺设备投资为5.63万元。 运行费用为元/0.65m2。 5结论 5.1采用水解调节+生物接触氧化+膜过滤+紫外线消毒组合工艺处 理后的出水达到国家相关排放标准，说明该工艺用于处理医院污水是 可行的，工艺路线正确，经济合理。 5.2该工艺与其他处理方式相比，具有以下优点： 5.2.1选用水解调节工艺作为兼氧处理单元，不仅起到调节水量的作 用，还减轻了后续好氧处理单元的负荷和能耗，降低了运行费用，同时 对生物接触氧化池回流水进行反硝化处理，去除NOX-N。 5.2.2接触氧化池采用比表面积较大的组合填料，大量微生物固定在 其表面，生物活性高，不存在污泥膨胀的问题，可大大提高容积负荷

14、。 5.2.3膜过滤池泥水分离效果好，并能进一步去除废水中的有机物。 5.2.4采用紫外线消毒工艺对细菌及其他病毒灭活能力强，同时清洁 无二次污染，运行安全可靠，使用效果好。 5.2.5主体构筑物采用地埋式结构，既提高了土地的利用率，又改善 了处理站周围的环境。 5.2.6主体设备集成化程度高，体积小，安装维修方便，同时配有全自 动控制系统，管理简单，运行噪音低。 5.3实现经济和环境效益的统一， 为医院综合污水的处理开辟了一 条新的途径。 【参考文献】 1张志莉，张统.医院污水处理及工程实例M北京：化学工业出版社，2003. 2张自杰.排水工程M北京：中国建筑工业出版社，2000. 3徐平平

15、.紫外线消毒在城市污水处理中的应用J环境保护工程，2010，6(28): 1. 作者简介：王晓东（1982.10），女，汉族，河南长垣人，广西神州立方环保设 施运营有限责任公司，现从事污水处理方面的技术工作。 责任编辑：汤静 监测点位名称 监测项目及结果 检测 时段 pHSSCODCrBOD5NH3-N 粪大肠 类菌群 污水处理 设施进水口 17.6650230.3116.530.61200000 27.674822410335.61000000 37.63491969829.8980000 污水处理 设施出水口 17.3911320911 27.391221.560.6未检出 37.3810

16、13.680.9未检出 （上接第403页）综合利用技术的研发工作，完善秸秆综合利用技术体 系。 加快秸秆发电技术的引进消化和吸收。 加强秸秆发电核心技术的 开发和研究，加快成套设备国产化步伐，降低投入成本。强化秸秆饲料 化技术的研究与推广。 加强秸秆饲料物理、化学和生物处理技术的研 究，进一步提高秸秆饲料加工的装备水平。 继续加大青贮饲料和氨化 秸秆等成熟技术的推广力度。 进一步加强技术集成和配套，完善秸秆 综合利用技术体系，促进秸秆的有效利用，增加农民收入5。此外，还要 加大对现有先进技术的示范推广力度。 43实施资金支持、政策扶持，建立健全推广服务体系 开辟资金筹措渠道，政府部门要加大大型农业机械补贴，鼓励农 民购置秸秆还田机械、免耕播种机械等。 同时制定有关鼓励秸秆综合 利用的扶持政策， 以激发企业和农户投资秸秆综合利用的积极性，真 正提高农业的综合效益。 要制定合理的秸秆收购利用政策，使农民获 得合理收益，调动和保护农民利用秸秆的积极性。由于秸秆密度低、收 获季节性强，收集和储存比较困难，要研究建