探討節能減排技術在合成氨生產中的應用

楊興武

摘 要：眾所周知，節能環保產業一直是我國重點發展事業，而合成氨作為工業生產污染物排放最大，不可再生能源的消耗最大被列為重點整治的重點對象。伴隨著相關科技的快速發展，我國合成氨工業領域也有所創新，即在合成氨工業技術中適當融入節能減排技術。相對來講，我國雖是個資源大國，但部分資源還相對欠缺，除此之外，在追求全面小康脫貧致富的道路上避免不了對環境有所破壞，對此，在發展合成氨工業中融入節能減排技術一方面降低對環境的損害另一方面增大了收益，真正實現有限資源效益最大化，為我國合成氨技術在國際市場上占據主導地位。凡事有利必有弊，融入節能減排技術的合成氨工藝在能耗以及其他方面產生了相關問題，因此本文就這些問題為具體切入點，剖析節能減排技術在合成氨工藝中的應用。

關鍵詞：節能減排技術;合成氨工業;生產過程;節能措施

1 我國合成氨工業的發展背景

近年來我國工業發展勢不可擋，尤其合成氨工業，原因之一它對于發展農業、工業等行業都是必不可少的，既增大了資源利用率又擴大了合成氨技術的收益，在一定程度上超越其他國家。我國總的來說屬于化肥用量和生產最大的國家，所用的原材料大體都是不可再生能源，這必然使得生產成本以及相關能源的提高，雖增大了相關工業收益但同時也隱藏著一定的弊端，最為顯著的就是環境污染，因為在實行工藝生產中由于高溫和高耗能發生化學反應生成了對環境污染較嚴重的物質，如二氧化硫、氮氧化物以及一氧化碳等。基于此，我國有的放矢針對合成氨工藝過程中的環境污染問題從節能減排技術的角度出發提出相關對策，期望在不影響合成氨工業的正常發展情況下最大程度的降低對環境的污染。

2 合成氨工業節能減排技術工作原理

在合成化肥的過程中合成氨的生產過程可以說是耗能最大、生產工藝最復雜且能耗問題產生最多的階段，在進行原料轉化時會進一步加大對能源的消耗。綜上所述，工業生產人員往往把合成氨過程中的節能減排工序作為降低能耗流程的重中之重。一般的降低熱能損耗的過程主要有以下幾點，即：冷卻過程、熱能轉換過程以及熱能消耗和利用過程。為了使節能減排技術發揮效果最大化，工業人員還會將動力消耗問題列為重點，因為在生產合成氨過程中機械阻力以及工藝施行時易產生壓力過高或壓力不足等極端情況。

3 節能減排技術在合成氨產業中的價值分析

工業氨在發生化學反應時會釋放大量的能量，自然在合成氨工業中會耗費很多能量，目前國際上一般的企業都是采用燃燒煤炭供能，雖解決了持續提供動力的難題，但也存在著弊端，會產生大量有害物質污染環境，不僅如此，煤炭供能成本也相對較高。但是有些國家通過采取一定措施可以大幅度降低工業生產成本，盡管會產生自然污染物但也是微乎其微的，經過長時間鉆研以及多次實踐，最終證明在合成氨的中間關鍵環節實施節能減排技術就可以達到以上要求，降低工業生產環節不可再生能源的消耗問題。

4 節能減排技術在合成氨工業系統中的應用

現階段不得不承認煤氣化技術是目前應用最多的合成氨能量供應來源，且原材料的煤氣化是合成氨生產過程中的重要步驟，但是如果該環節處理不當將會造成嚴重的不可再生的能源消耗，目前市面上的合成氨生產加工主要是以燃燒煤氣為主要動力來源，且占據主要加工份額，大約為70%-75%左右。為降低能量消耗，提高資源利用率，我國經過多次實踐總結出如下幾點：

4.1 容器內壁采用三氧化二鋁材料

工業上的三氧化二鋁，俗稱陶瓷纖維，它具有較高的耐熱性能以及放熱性。用陶瓷纖維這種材料做合成氨工藝的熔爐內壁，可以在一定時間內積累熱量并保存，當達到該材料的熱值時立即放熱，吸熱快放熱也快，在極大程度上提高了能源的利用率，相對于煤氣化技術具有較廣闊的發展市場，近年來令越來越多的企業趨之若鶩。

4.2 利用儲熱器節能

儲熱器節能系統就是一種普通的，一般企業常用的儲能設備，它的工作原理顧名思義就是在其工作前在容器內裝滿飽和的水，他最大可以承受二十五斤左右的飽和水壓力，當合成氨工藝過程需要能量時，該儲熱設備經過高溫加熱產生大量蒸汽，經過一段時間蒸汽累積到一定程度就可以作為合成氨的動力來源，這種加工合成氨的方法優勢在于既環保又節能，最主要的是成本較低。

4.3 采用沸騰鍋爐

采用沸騰鍋爐可以將日常可燃燒的工業廢渣、廢舊物品、煤灰渣以及其他有燃點的物質進行統一燃燒利用，燃燒產生的熱量可以為合成氨工藝生產供能，這種方法的優勢在于提高廢物的利用價值，降低能源消耗。雖會產生少量二氧化碳或二氧化硫等有害物質但與燃燒煤炭相比幾乎可以忽略不計。

5 合成氨工藝實現流體輸送設備的節能減排效果

目前市面上可以實現合成氨技術節能能減排的手段數不勝數，但可以降低生產能耗以及能源而且可以使得節能減排技術效果最大化的就要屬流體輸送技術了。其主要將流體輸送設備進行調試，使合成氨的工藝動力源、內反饋占波調速以及設備的變頻器的參數等符合節能減排的具體要求。具體來講，對于合成氨的動力工藝來源通常由汽輪機驅動的形式來提供，它的優勢在于操作簡單、便捷易于工業人員上手，能源利用率高且消耗率小，市面上存在一些相關企業采用燃燒煤炭產生熱能進而推動蒸汽輪機運轉產生動能，但眾所周知，煤炭燃燒的過程會產生大量的有毒有害污染物（二氧化碳和一氧化碳等），嚴重污染環境，實不可取;對于內反饋占波主要是起到了為交流電機源源不斷的供應動力的作用;最重要的就要數變頻節能工藝了，他可以大幅度提高平滑輪的運動速度，進而使電機的節能減排技術效率最大。

6 合成氨工業節能減排技術的相關建議

①合成氨技術涉及多方面的工藝生產過程，各個生產工藝過程環環相扣，過程復雜且多變。因此將節能減排技術融入該生產工藝過程就要以原材料的選取、基礎設備的調試、相關生產技術的的分析以及現場施工環境的影響等多方面為切入點，優化各個生產加工過程在降低不可再生能源的利用量的前提下最大化資源利用率;

②節能減排響應國家政府號召每一個企業都義不容辭，若想在不降低工業產量和質量的前提下響應國家號召并非易事，本文主要給出了幾種節能減排的措施，但若都不適用可以采用高效催化劑，這種方法簡單高效，唯一不足之處就是成本會很高，一般不采用;

③除此之外，合成氨的生產加工人員也要加強自身的節能環保意識，將自己真正的作為大自然的一份子，擔起環境保護的主體責任，在生產加工過程中的能耗問題能夠靈活應對，采取有效措施。當地的行政部門更要積極響應國家號召，將節能減排政策貫穿到實踐中，包括合成氨的工藝生產中，但是相關的生產加工人員也必須要明確設備以及工藝自身的不足，在生產中面對不同的問題能夠靈活采取有效措施來應對，確保節能減排技術切實可行。

7 結語

我國是農業大國，對化肥的用量也是相當大的，合成氨技術在我國化工業的生產過程中是必不可少的，這個過程產生的污染物（一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等）勢必對環境產生不可逆的損害，但凡事有利必有弊，發展化工業必然要對環境造成不同程度的損害，為使這種損害程度降到最低，最有效的方法是結合節能減排技術。合成氨工業對于我國的農業發展特別重要，它關系到民生等問題，近年來針對各種環境污染問題政府部門更是相繼出臺了一系列舉措，由此可見，節能減排技術對于合成氨工業的重要性。

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