探讨节能减排技术在合成氨生产中的应用

杨兴武

摘 要：众所周知，节能环保产业一直是我国重点发展事业，而合成氨作为工业生产污染物排放最大，不可再生能源的消耗最大被列为重点整治的重点对象。伴随着相关科技的快速发展，我国合成氨工业领域也有所创新，即在合成氨工业技术中适当融入节能减排技术。相对来讲，我国虽是个资源大国，但部分资源还相对欠缺，除此之外，在追求全面小康脱贫致富的道路上避免不了对环境有所破坏，对此，在发展合成氨工业中融入节能减排技术一方面降低对环境的损害另一方面增大了收益，真正实现有限资源效益最大化，为我国合成氨技术在国际市场上占据主导地位。凡事有利必有弊，融入节能减排技术的合成氨工艺在能耗以及其他方面产生了相关问题，因此本文就这些问题为具体切入点，剖析节能减排技术在合成氨工艺中的应用。

关键词：节能减排技术;合成氨工业;生产过程;节能措施

1 我国合成氨工业的发展背景

近年来我国工业发展势不可挡，尤其合成氨工业，原因之一它对于发展农业、工业等行业都是必不可少的，既增大了资源利用率又扩大了合成氨技术的收益，在一定程度上超越其他国家。我国总的来说属于化肥用量和生产最大的国家，所用的原材料大体都是不可再生能源，这必然使得生产成本以及相关能源的提高，虽增大了相关工业收益但同时也隐藏着一定的弊端，最为显著的就是环境污染，因为在实行工艺生产中由于高温和高耗能发生化学反应生成了对环境污染较严重的物质，如二氧化硫、氮氧化物以及一氧化碳等。基于此，我国有的放矢针对合成氨工艺过程中的环境污染问题从节能减排技术的角度出发提出相关对策，期望在不影响合成氨工业的正常发展情况下最大程度的降低对环境的污染。

2 合成氨工业节能减排技术工作原理

在合成化肥的过程中合成氨的生产过程可以说是耗能最大、生产工艺最复杂且能耗问题产生最多的阶段，在进行原料转化时会进一步加大对能源的消耗。综上所述，工业生产人员往往把合成氨过程中的节能减排工序作为降低能耗流程的重中之重。一般的降低热能损耗的过程主要有以下几点，即：冷却过程、热能转换过程以及热能消耗和利用过程。为了使节能减排技术发挥效果最大化，工业人员还会将动力消耗问题列为重点，因为在生产合成氨过程中机械阻力以及工艺施行时易产生压力过高或压力不足等极端情况。

3 节能减排技术在合成氨产业中的价值分析

工业氨在发生化学反应时会释放大量的能量，自然在合成氨工业中会耗费很多能量，目前国际上一般的企业都是采用燃烧煤炭供能，虽解决了持续提供动力的难题，但也存在着弊端，会产生大量有害物质污染环境，不仅如此，煤炭供能成本也相对较高。但是有些国家通过采取一定措施可以大幅度降低工业生产成本，尽管会产生自然污染物但也是微乎其微的，经过长时间钻研以及多次实践，最终证明在合成氨的中间关键环节实施节能减排技术就可以达到以上要求，降低工业生产环节不可再生能源的消耗问题。

4 节能减排技术在合成氨工业系统中的应用

现阶段不得不承认煤气化技术是目前应用最多的合成氨能量供应来源，且原材料的煤气化是合成氨生产过程中的重要步骤，但是如果该环节处理不当将会造成严重的不可再生的能源消耗，目前市面上的合成氨生产加工主要是以燃烧煤气为主要动力来源，且占据主要加工份额，大约为70%-75%左右。为降低能量消耗，提高资源利用率，我国经过多次实践总结出如下几点：

4.1 容器内壁采用三氧化二铝材料

工业上的三氧化二铝，俗称陶瓷纤维，它具有较高的耐热性能以及放热性。用陶瓷纤维这种材料做合成氨工艺的熔炉内壁，可以在一定时间内积累热量并保存，当达到该材料的热值时立即放热，吸热快放热也快，在极大程度上提高了能源的利用率，相对于煤气化技术具有较广阔的发展市场，近年来令越来越多的企业趋之若鹜。

4.2 利用储热器节能

储热器节能系统就是一种普通的，一般企业常用的储能设备，它的工作原理顾名思义就是在其工作前在容器內装满饱和的水，他最大可以承受二十五斤左右的饱和水压力，当合成氨工艺过程需要能量时，该储热设备经过高温加热产生大量蒸汽，经过一段时间蒸汽累积到一定程度就可以作为合成氨的动力来源，这种加工合成氨的方法优势在于既环保又节能，最主要的是成本较低。

4.3 采用沸腾锅炉

采用沸腾锅炉可以将日常可燃烧的工业废渣、废旧物品、煤灰渣以及其他有燃点的物质进行统一燃烧利用，燃烧产生的热量可以为合成氨工艺生产供能，这种方法的优势在于提高废物的利用价值，降低能源消耗。虽会产生少量二氧化碳或二氧化硫等有害物质但与燃烧煤炭相比几乎可以忽略不计。

5 合成氨工艺实现流体输送设备的节能减排效果

目前市面上可以实现合成氨技术节能能减排的手段数不胜数，但可以降低生产能耗以及能源而且可以使得节能减排技术效果最大化的就要属流体输送技术了。其主要将流体输送设备进行调试，使合成氨的工艺动力源、内反馈占波调速以及设备的变频器的参数等符合节能减排的具体要求。具体来讲，对于合成氨的动力工艺来源通常由汽轮机驱动的形式来提供，它的优势在于操作简单、便捷易于工业人员上手，能源利用率高且消耗率小，市面上存在一些相关企业采用燃烧煤炭产生热能进而推动蒸汽轮机运转产生动能，但众所周知，煤炭燃烧的过程会产生大量的有毒有害污染物（二氧化碳和一氧化碳等），严重污染环境，实不可取;对于内反馈占波主要是起到了为交流电机源源不断的供应动力的作用;最重要的就要数变频节能工艺了，他可以大幅度提高平滑轮的运动速度，进而使电机的节能减排技术效率最大。

6 合成氨工业节能减排技术的相关建议

①合成氨技术涉及多方面的工艺生产过程，各个生产工艺过程环环相扣，过程复杂且多变。因此将节能减排技术融入该生产工艺过程就要以原材料的选取、基础设备的调试、相关生产技术的的分析以及现场施工环境的影响等多方面为切入点，优化各个生产加工过程在降低不可再生能源的利用量的前提下最大化资源利用率;

②节能减排响应国家政府号召每一个企业都义不容辞，若想在不降低工业产量和质量的前提下响应国家号召并非易事，本文主要给出了几种节能减排的措施，但若都不适用可以采用高效催化剂，这种方法简单高效，唯一不足之处就是成本会很高，一般不采用;

③除此之外，合成氨的生产加工人员也要加强自身的节能环保意识，将自己真正的作为大自然的一份子，担起环境保护的主体责任，在生产加工过程中的能耗问题能够灵活应对，采取有效措施。当地的行政部门更要积极响应国家号召，将节能减排政策贯穿到实践中，包括合成氨的工艺生产中，但是相关的生产加工人员也必须要明确设备以及工艺自身的不足，在生产中面对不同的问题能够灵活采取有效措施来应对，确保节能减排技术切实可行。

7 结语

我国是农业大国，对化肥的用量也是相当大的，合成氨技术在我国化工业的生产过程中是必不可少的，这个过程产生的污染物（一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等）势必对环境产生不可逆的损害，但凡事有利必有弊，发展化工业必然要对环境造成不同程度的损害，为使这种损害程度降到最低，最有效的方法是结合节能减排技术。合成氨工业对于我国的农业发展特别重要，它关系到民生等问题，近年来针对各种环境污染问题政府部门更是相继出台了一系列举措，由此可见，节能减排技术对于合成氨工业的重要性。

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