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摘 要：随着科学技术的进步和经济的快速发展,我国的合成氨工业也不断的发展,产量和技术均达到了世界领先水平.但是随着大众对节能观念认识的提高,和我国可持续发展的战略要求,二氧化碳的排放量受到了较大的限制,节能减排是合成氨工业的未来发展的重大研究课题.本文分析了合成氨工业节能减排的相关方面.
关 键 词：合成氨节能减排
最近几年,我国在加快发展合成氨工业发展的同时,也加大了创新政策机制,对节能减排的一些新途径进行不断的探索,希望可以以比较低的能源环境成本,来实现社会经济的可持续发展.
一、合成氨工业的基本现状
1.我国合成氨的制气原料以煤为主,占全国氨总产量的67%,以煤为原料的企业又以中、小企业为主.同时,由于我国煤资源丰富且分布较广,一些化工企业将煤作为原料可降低成本,较经济实惠,在今后,煤仍将是我国合成氨工业制气的主要原料.
2.我国合成氨产品主要分为农业用氨和工业用氨两大类.目前,我国农业用氨主要用于生产尿素和碳铵,其消费量约占合成氨总消费量的百分之七十五,用于生产硝铵、氯化铵等其它肥料的合成氨约占合成氨总消费量的百分之十五；工业用氨量约占合成氨总消费量的百分之十,主要用于生产硝酸纯碱、丙烯腈、己内酰胺等多种化工产品.
3.我国合成氨工业发展越来越壮大,掌握了以焦炭、无烟煤、焦炉气、天然气及液态烃等作为原料生产合成氨的技术,形成了特有的煤、石油和天然气原料并存,大、中、小生产规模并存的生产格局.作为高能行业,在节能减排方面也取得了显著的成效,但是由于体质方面和资金原因,许多先进的节能减排、环境保护和综合利用等技术尚未得到大面积推广应用,致使我国与国外的合成氨工业相比污染较为严重.
二、合成氨工业节能减排分析
1.节能潜力分析
氨气体的热值大约为22.4GJ/t,其范围是属于比较高的；进行合成氨的时候会消耗大量的能量,所以合成氨工业也是非常高的耗能产业.就目前的情况来看,我国的合成氨工业和国外的中小型企业相比,我国合成氨工业每生产1t产品大约消耗40～60GJ,比国外消耗的能量大概要多一倍,所以在我国进行节能减排是可以实现的.
2.工段降耗分析
为了能够对合成氨过程中的耗能最大的环节进行分析,根据热力学原理理论推断,如果降低能量的消耗最多的要属可逆过程,在整个过程中可逆性的变化直接影响着能效的消耗.但是在实际的生产应用中,绝大部分都是属于不可逆反应,所以也会消耗大量的能量.对合成氨工业的工序和反应过程进行分析可以知道,冷却水过程消耗的热能达到了热能总耗的百分之七十以上,散热工序和烟气排放排在其之后.从能源的损耗分析可以知道,,转化工段是总体的百分之六十以上,对于燃烧的过程耗能已经占据了百分之八十五以上,其主要的原因是因为转化工序的反应过程不可逆性很大,因此耗能也最大.
3.动力消耗分析
全装置的动力消耗约3.21GJ/t,付出的初级能源代价为11.48GJ/t,在总能耗大概占据着百分之三十七点六八左右.其中合成气压缩机占据了一半以上.一份初级能源只能创造出三分之一份的动力能源,因此必须对其进行节能.动力能源的目的是为了能够对流体流动的阻力以及化学反应的能垒起到一个克服的作用.表面上,对于能量的消耗应该是在转化的过程中,但是在实际的合成氨工业中,对于动能的消耗是在合成的过程中.
三、合成氨的节能
1.流体输送设备的改造
1.1应用变频器节电
变频调速的主要原理是改变电机定子的供电频率来达到电机的调速,它主要是通过电机负载的变化进一步的实现动平滑的增速或减速.调速特性基本保持了异步电动机固有的特性,也就是保持了转差率小的特点,所以它的效率非常的高,同时它的调整范围宽、精度高,也能够实现无极调速,节点效率的范围控制在百分之二十到百分之三十左右.
1.2内馈斩波调速
内馈斩波调速设备的组成主要是内馈调速电机和斩波控制装置.这项技术主要是一种新型的交流调速技术,被广泛的应用于高效节能的高压大、中容量交流电机的调速.
2.设备、技改节能
2.1换热设备的改造
主要是将换热器的种类和表面积进行改进,或者是使用催化剂的装填方式,使得换热的效率得到很大的提高.
2.2技艺改造节能
合成氨工业属于比较复杂的系统行业,对于它的节能降耗是需要进行全程性、综合治理,不仅需要做好选取节能器械的设备,同时还要及时推广和应用节能技术.到目前为止,我国已经开发出很多先进的节能技艺.对于合成氨工业进行节能控制主要是需要将余热进行充分的利用,这些余热主要包括废气废水的余热、冷却介质的余热、高温烟气的余热、化学反应余热等等.
3.从原料方面节能
因为各种资源储备量不同,所以对于合成氨的原料,可以选择采用油改气”（利用部分氧化工艺将原料改为天然气）和“油改煤”（利用煤气化工艺将原料改为煤或石油焦）.因为我国的涵养天然气资源非常的丰富,所以为了能够更好的适应国际原油价格日升,需要研发出新技术来开采天然气.
四、对产业的布局要进行合理的规划
首先从宏观方面协调资源的分布和产业的分布,就我国的能源分布可以知道,低级能源被高级能源拉着跑的现象是很容易发生的,为了能够预防这种情况.我们的政府部门需要做的是将资源的优势转变成为经济的优势.其次是要根据各个地方的实际情况进行新能源的开发.最后是需要协调好生态环境和项目建设之间的关系,进行重大项目建设的过程中,需要首先予以考虑项目对周边环境的影响,不审批对周边的环境造成比较严重的破坏建设项目,积极的支持能够很好改善周边恶劣环境的建设项目.
五、结束语
合成氨工业在我国的发展中占据着非常重要的位置,因此要高度重视合成氨工业的节能减排.合成氨工业的节能减排主要从原料的结构、生产技术、设备采用和管理等方面综合提高.