合成氨行業實施水效領跑的研究

馮志祥

(江蘇省節約用水辦公室，江蘇 南京 210029)

合成氨行業實施水效領跑的研究

馮志祥

(江蘇省節約用水辦公室，江蘇 南京 210029)

針對合成氨行業的生產特點，選取了合成氨企業的水效評價指標，構建了合成氨企業水效領跑者評價體系，提出了合成氨企業水效提升措施，為合成氨企業開展水效對標、達標活動提供了技術支撐。

合成氨行業；水效領跑者；評價體系；對標：達標

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.002

合成氨是重要的大宗化工產品。合成氨在生產過程中用水量很大，而且會產生大量高濃度氨氮廢水、含氰化物的氣化廢水和壓縮含油廢水，屬于典型的“雙高”(高耗水、高排污)行業。但我國是一個缺水型國家，缺水性質已由工程型缺水轉變為資源型缺水和水質型缺水，因此，如何按照“節水優先”的指導方針，實現行業的節水減排，以最小的水資源消耗獲取最大的經濟、社會、生態效益，是合成氨行業面臨的必須解決的問題[1，2]。

水效領跑者是指同類可比范圍內水資源利用效率處于領先水平的企業或單位。實施水效領跑者制度對增強全社會節水減排動力、推動節水環保產業發展、節約水資源、減少廢水排放、保護環境具有重要意義[3-5]。因此，2016年4月16日，國家發改委、水利部等聯合發布了《水效領跑者引領行動實施方案》(發改環資[2016]876號)，以期通過樹立標桿、標準引導、政策激勵，在全國范圍內形成用水效率不斷提升的長效機制，建立節水型的生產方法[6]。但該方案沒有給出各行業的水效評價指標，因而缺少可操作性。為此，本文探索性地制定了合成氨行業實施水效領跑者的方案，制定了合成氨行業水效領跑者的評價標準，并針對合成氨行業的生產工藝特點，提出了合成氨行業水效提升的途徑，以期為合成氨行業實施水效領跑者提供借鑒。

1 水效領跑者企業的基本要求

實施水效領跑者引領行動的目的是增強全社會的節水減排動力，節約水資源，減少廢水、污水的排放，進而推動節水環保產業的發展。對合成氨企業的產業規模及用水現狀進行分析后，作者認為，要通過水效領跑者引領行動達到節水減排的目的，必須針對具有一定規模的企業才具有典型意義，這是因為：①對于規模較小的企業，其自身的生產工藝不具備先進性，其水效水平在行業內不具備代表性；②對于規模較小的企業，雖然其用水管理較為粗放，但由于其體量偏小，因而用水量也不太大，實施水效領跑者行動對行業的引領作用不明顯；③水效領跑者行動是一個動態過程，需要企業根據水效領跑者的指標，結合自身實際，規劃企業水效提升路線，并持續加以改進，此謂對標、達標活動。但此過程需要大量的投入，包括人力、技術、財力等，而小規模企業一般不愿意，甚至不具備開展相關活動的能力，因此其實施水效領跑者行動的潛力不大、動力不足。

針對于此，作者提出，在合成氨行業開展水效領跑者的企業應符合以下要求：①規模以上的企業(以當地統計局數據為準)；②年取、用水量超過50萬m3的獨立法人企業；③符合相關節水標準，單位產品取水量指標達到行業領先水平；④有取得用水資源的合法手續，近三年取水無超出計劃；⑤近三年未發生重大安全、環境事故，無違法行為。

2 水效領跑者的評價指標

隨著“節水型企業”活動的開展，各合成氨企業都開展了一系列的節水減排改造，并已取得了一定的成效。但由于各企業采取的節水技術與措施不同，其用水效率也不一樣。為了便于水效領跑者的實施，必須在同一行業不同企業間樹立具有可比性的標桿。因此，合理選取水效評價指標是實施水效領跑者的首要前提。

通過文獻查閱、現場調研、專家咨詢等方式，針對各企業的生產工藝特點及用、排水特性，本文提出：合成氨行業的水效評價指標選用單位產品的新水用量。

顯然，水效領跑者評價指標(單位產品的新水用量)與企業規模、生產工藝路線和節水技術的應用等密切相關。為了確保水效領跑者指標的客觀性、公正性和可比性，在進行水效評價時必須結合具體的生產規模、工藝路線等。

結合各方面的因素，本文制定了合成氨行業水效評價指標體系，包括：①設計產能(注明單位)；②上一年度產量(注明單位)；③員工人數；④全年總取用水量(萬m3)(分水源)；⑤水效水平；⑥水效統計所參照的單位產品用水限額國家標準；⑦用水限

額標準先進值(注明單位)。

學生在體驗式課程中的實踐；開發學生對蛋白質免疫排斥反應的生物信息學實驗；高級心臟生命支持模擬實驗室經驗對藥學學生信心和知識的促進；腫瘤學實踐經驗分層學習研究；應急準備培訓；藥學實踐實驗室和初級藥學實踐可減少學生無菌化合物操作失誤；進行糖尿病護理實踐；評估學生在涉及頑固梭菌感染患者的模擬情景中的表現；重復測試以提高藥劑學實驗室課程的技巧；藥學實驗課程中的處方分析練習。

3 水效領跑者的評價標準

開展水效領跑者評價應當以提升水效為核心，突出對標管理，引導用水單位通過水效對標實現持續改進。為真實反映企業的水效水平，評價過程應既注意過程又注重結果，實現定性與定量相結合。因此，本文提出了制定評價標準的主要原則，主要包括以下幾點[7，8]。

(1)完整性。指標體系中的指標要從各個側面完整反映水效的各項主要影響因素，全面、綜合、系統地表達企業進行水效對標、達標活動的主要內容。

(2)可比性原則。指標對于同類型的企業應具有相同的基準尺度，便于指標間相互比較和分析；盡量選用具有共性的指標，便于企業間開展對標活動。

(3)簡潔性原則。每一項指標的含義要明確具體，力求避免指標之間的內容相互交叉和重復，在不影響指標系統性的前提下，盡量減少指標的數量。

(4)可操作性原則。水效評價標準體系要切合各企業的實際，具有可操作性，要易于通過調查、分析、統計等手段獲得。不能量化的，要選擇能夠準確定性分級的指標。

根據上述原則，本文針對合成氨生產企業制定的指標主要有3方面：水效水平、節水管理與節水技術，即根據其單位產品取用水量、節水管理水平和采用的節水技術進行水效評價。評價標準見表1，其中的節水管理分項和節水技術分項分別見表2和表3。

表1 合成氨生產企業水效領跑者評價標準

表2 節水管理分項

表3 節水技術分項

根據上述的評價標準，在參評的同類型企業中，選取得分最高的作為水效領跑者。

4 水平提升措施

水效領跑者行動的作用是在行業內形成“你追我趕”的節水減排形勢，進而形成推動水效水平不斷提升的長效機制，并通過水效對標、達標活動，推動企業不斷挖掘節水潛力，從而提升行業的整體水效水平。為此，本文結合合成氨行業的生產工藝路線及行業內相關企業已采取的節水技術與措施，研究了合成氨企業水效提升的路徑，提出了提升水效的支撐技術[9-16]。

4.1 工藝節水

(2)造氣洗滌廢水的循環利用。先將造氣洗氣塔的廢水經除灰池除去粗灰后送到沉降灰池，使細灰得到沉降，再用泵將沉降后的清水抽上自然通風冷卻塔，使水同空氣充分接觸，降低水溫并使水中的大部分酚和氰化物等有害物質從水中析出，達到涼水、除害的雙重作用。冷卻后的水，再用泵送回造氣車間，形成造氣供水的閉路循環用水系統。采取此措施，可大幅提升水效水平。

4.2 生產工藝的改進

傳統的合成氨工藝的重要工序是銅洗，銅氨液回收銅時產生大量的稀氨水，既增加氨耗，而且產生的稀氨水外排得不到回收利用，會造成水環境的污染。采用醇烴化雙甲工藝代替銅洗工藝，既避免了因銅氨液回收銅產生的稀氨水和精煉再生氣凈氨產生的稀氨水，大大減少了稀氨水的產生量，減輕了稀氨水處理裝置的負荷，又減少了水的用量，同時節省了運行費用。

4.3 提高循環水的濃縮倍數

循環冷卻水系統在合成氨生產中占據了重要地位。循環水的濃縮倍數越高，補充水量越少，排污水量也越少，因此，應盡量提高冷卻水循環系統的濃縮倍數。為此，可采用冷卻塔閉路循環工藝，對冷卻設備后水溫升高的冷卻水通過冷卻后繼續循環使用，并且采用反滲透工藝，提高循環冷卻水的濃縮倍數，從而減少因循環濃縮后的排放量，而且排放的這部分水又作為生產環節中水煤漿的制漿用水，從而顯著提升水效水平。

4.4 鍋爐沖渣、除塵系統灰水的處理回用

合成氨企業的蒸汽鍋爐大多配套麻石水膜除塵器進行消煙除塵，產生的灰水含固量高、溫度高、濁度大、成分復雜。為此，可將灰水以及沖渣水等首先與補充水一并送入折流式混合反應溝，充分混合均勻后進入灰渣沉淀池，逐級沉淀分離后進入污水池，經過濾澄清處理后進入清水池；由清水泵送回麻石除塵器循環使用。另外，將合成氨系統排放的廢氨水作為煙氣脫硫的補充水，達到以廢治廢的目的。由于灰水處理效果提高，可實現除塵用水的閉路循環和零排放，從而減少用水量，大大提升水效水平。

4.5 炭黑廢水處理回用

將炭黑廢水處理后回用，既可提升水效，又可回收炭黑。

4.6 造氣污水處理回用

造氣污水主要包括造氣生產過程中冷卻水、水封水、洗氣塔排污水、氣柜溢流水、脫硫冷卻水等，其水質差、溫度高，含有硫化物、氰化物、氨、焦油、懸浮物等。

針對造氣污水的特性，采用合適的工藝對其進行深度處理后，使造氣污水實現閉路循環，實現零排放，從而提升水效水平。

4.7 綜合廢水的深度處理與回用

對車間排出的含氨氮污水及其他污水，采取合適的處理工藝進行深度處理后回用，可大大節約新水用量，顯著提升水效水平。

5 結語

本文針對合成氨企業的生產特點，根據完整性、可比性、簡潔性和可操作性等原則，按照“過程與結果并重、定性與定量結合”的原則，選取了合成氨企業的水效評價指標，構建了合成氨企業水效領跑者評價體系，提出了合成氨企業水效提升措施，既可為積極參與水效領跑者活動，但技術力相對薄弱的企業提供提升其水效水平的技術支撐，又可為水效領跑者企業結合自身情況進一步制定水效提升目標提供依據。

[1]廖傳華，張秝湲，馮志祥.重點行業節水減排技術[M].北京：化學工業出版社，2016.

[2] 季紅飛，王重慶，馮志祥，等.工業節水案例及技術集成[M].北京：中國石化出版社，2011.

[3] 唐忠輝.關于建立水效“領跑者”制度的思考與建議[J].水利發展研究，2015(7)：26-29.

[4] 中國發展研究基金會.中國城市水效管理[M].北京：中國發展出版社，2014.

[5] 李勝海.全價值鏈水效管理研究[C].中國(寧夏)國際水資源高效利用論壇，銀川，2015.

[6] 發改環資[2016]876號.關于印發《水效領跑者引領行定實施方案》的通知.2016-4-21.

[7] 王玉潔，白雪，才寬.國內外產品節水制度實踐對我國水效標識制度的啟示[J].中國標準化，2015(9)：99-102.

[8] 王愛華.澳新能效認證和水效認證[J].認證技術，2013(2)：58-60.

[9] 韓愛峰，黃新奎.中壓蒸汽鍋爐節能節水與廢水近零排放技術的應用[J].小氮肥，2015，43(9)：19-21.

[10] 梅樹美.蒸發式冷凝器在合成氨裝置冷凍系統的應用[J].化工設計通訊，2014，40(6)：16-18.

[11] 安宏偉，李永華，薛斌.水煤漿氣化裝置節水減排的措施[C].第二十一屆全國大型合成氨裝置技術峰會，貴陽，2013.

[12] 姜義君.三十萬噸合成氨裝置原料優化改造研究[D].上海：華東理工大學，2011.

[13] 曲興旺，曲順利，于小娟.煤化工行業節水研究進展[C].全國化工合成氨設計技術中心站2010年技術交流會，阜陽，2010.

[14] 曹學斌，陳士彬.水系統節水減排綜合治理總結[C].全國化工合成氨設計技術中心站2010年技術交流會，阜陽，2010.

[15] 徐娜.氮肥生產廢水超低排放技術研究[D].石家莊：河北科技大學，2009.

[16] 董岱峰.以天然氣為原料的合成氨節能減排措施綜述[C].全國氮肥行業循環經濟工作經驗交流會，長沙，2007.

修改稿日期： 2017-01-03

Study on Embodiment of Water Efficiency Pacemaker in Synthetic Ammonia Industry

FENG Zhi-xiang

(JiangsuProvinceWaterConservationOffice，NanjingJiangsu210029，China)

Evaluation indexes of water efficiency enterprises are selected in synthetic ammonia industry according to its industrial production characteristics.The evaluation system of water efficiency is established and water efficiency promoting measures are put forward to provide technical support for the benchmarking and target hitting activities of ammonia enterprises.

synthetic ammonia industry；water efficiency pacemaker；evaluation system；benchmarking and target hitting activities

馮志祥(1970年—)，男，江蘇濱海人，1991年畢業于河海大學水資源規劃及利用專業，碩士，高級工程師，現主要從事水資源管理與節水管理等方面的工作。

10.3969/j.issn.1004-8901.2017.02.002

TV213.4

A

1004-8901(2017)02-0006-03