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摘要：

現(xiàn)如今，我國合成氨生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，但是在節(jié)能方面仍然存在著不足之處。合成氨生產(chǎn)中的節(jié)能已經(jīng)成為了國際問題，相關(guān)專家學(xué)者必須對(duì)其加以重視。本文針對(duì)合成氨生產(chǎn)中的耗能問題、節(jié)能潛力以及節(jié)能技術(shù)手段展開分析。

關(guān)鍵詞：

合成氨；生產(chǎn)；節(jié)能；技術(shù)

我國是一個(gè)能源和資源大國，但是人均能源資源量卻很低，這對(duì)國家的能源和消費(fèi)造成了較大的壓力。化工行業(yè)是我國最為耗能的重點(diǎn)行業(yè)之一，而合成氨生產(chǎn)則是化工生產(chǎn)中最為耗能的五大類型之一。面對(duì)著我國愈來愈嚴(yán)峻的能源危機(jī)形勢(shì)，合成氨行業(yè)應(yīng)當(dāng)對(duì)節(jié)能減排加強(qiáng)研究。

1合成氨生產(chǎn)能耗現(xiàn)狀

合成氨行業(yè)發(fā)展至今已經(jīng)有幾十年的歷史，長久以來一直將節(jié)能降耗看成是工作中最主要的任務(wù)之一，通過專家學(xué)者的積極研究，各類節(jié)能技術(shù)不斷涌現(xiàn)，各類高效工藝改進(jìn)策略予以實(shí)施，合成氨生產(chǎn)耗能已經(jīng)較以往有所減少，獲得了較好的成績，但是仍然有很大的節(jié)能潛力可挖。

2合成氨生產(chǎn)耗能過高的原因分析

合成氨生產(chǎn)從開始造氣一直到最后的合成，所有的環(huán)節(jié)都在封閉系統(tǒng)內(nèi)部連續(xù)完成，各個(gè)環(huán)節(jié)必須保證配合密切，一旦任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，整個(gè)流程都會(huì)受到影響，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)苯油．a(chǎn)。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，合成氨生產(chǎn)開始和停止都需要耗費(fèi)較長時(shí)間，從開始生產(chǎn)到穩(wěn)定生產(chǎn)也需要花費(fèi)大量時(shí)間，這個(gè)時(shí)間段會(huì)耗費(fèi)很多資源，但是生產(chǎn)效率卻不高。合成氨生產(chǎn)能耗過高的原因還包括下列幾點(diǎn)：管理不當(dāng)，合成氨生產(chǎn)工序、設(shè)備較多，工藝頗為復(fù)雜，必須做好管理工作，耗能較高的企業(yè)往往管理工作水平偏低，管理制度不夠完善；技術(shù)水平不高，有些發(fā)展較慢的合成氨企業(yè)生產(chǎn)工藝較為落后，設(shè)備并不先進(jìn)，催化劑效果差，水質(zhì)處理能力不高，也會(huì)導(dǎo)致能耗過高；能源利用率低，實(shí)際生產(chǎn)中沒能實(shí)現(xiàn)分級(jí)利用能源，可燃?xì)怏w沒有完全回收；供應(yīng)能源穩(wěn)定性差，進(jìn)行合成氨生產(chǎn)需要消耗煤、天然氣等能源，這類能源在傳送過程中并不十分穩(wěn)定，這會(huì)對(duì)合成氨的正常生產(chǎn)造成不良影響，增加能耗。

3合成氨生產(chǎn)節(jié)能的理論分析

經(jīng)理論分析，若是在25攝氏度，1.01MPa條件下，1噸液氨生產(chǎn)出來需要消耗的能量應(yīng)該是21.28GJ，結(jié)合熱力學(xué)第一定律以及傭平衡，可以得出理論能耗每噸液氨為20.15GJ，實(shí)際能耗則是50.53GJ，理論和實(shí)際之間差距很大。由此可見，合成氨生產(chǎn)還有很大的節(jié)能潛力。

4合成氨生產(chǎn)節(jié)能的技術(shù)措施

4.1節(jié)能工藝

合成氨應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)產(chǎn)品，其生產(chǎn)工藝并不一致，判斷生產(chǎn)工藝是否合理，這也是確定能耗能否減低的重要標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)如今已經(jīng)被推廣應(yīng)用的節(jié)能工藝包括：提升性固定床氣化工藝，在傳統(tǒng)的工藝上加以改進(jìn)，針對(duì)造氣爐、下灰以及不停爐加煤進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字智能化控制；全低變和中低變變換工藝，這兩種生產(chǎn)工藝流程相對(duì)簡單，生產(chǎn)阻力偏低，耗能少；醇烷化氣體精制工藝，這種工藝是一種清潔型工藝，能夠取代傳統(tǒng)耗能較多的銅洗工藝，令合成氨生產(chǎn)更加穩(wěn)定，減少環(huán)境污染。

4.2節(jié)能設(shè)備、材料以及催化劑

積極引用開發(fā)新型催化劑，秉持著高效低耗能的原則進(jìn)行研發(fā)；應(yīng)用高效塔器，在生產(chǎn)工藝中選用更為節(jié)能的塔器，例如格柵填料塔、規(guī)整填料塔以及垂直篩板塔等等；使用高效換熱器，例如熱管式、蒸發(fā)式、波紋管式換熱器等等，其中冷凍系統(tǒng)使用的冷凝器就是蒸發(fā)式冷凝器，該設(shè)備使用了更高效的元件，傳熱效果非常好，能夠有效提升換熱能力，節(jié)約冷水和電能，使用效果較好；分離過濾設(shè)備，應(yīng)用能夠保證氣體、溶液凈化度同時(shí)能夠提升運(yùn)行穩(wěn)定性的設(shè)備，保證節(jié)能降耗能力。

4.3回收余熱和余能

合成氨很多工藝環(huán)節(jié)中存在著余熱以及余能，包括造氣爐中的飛屑、爐渣以及夾套，吹風(fēng)氣產(chǎn)生的顯熱以及潛熱、上下煤氣產(chǎn)生的顯熱等等，這些熱和能都可以被有效利用起來，降低能耗。除了能源以外，還可以對(duì)合成氨生產(chǎn)工藝中的氨氣和氫氣進(jìn)行有效回收，充分利用資源。考慮到合成氨生產(chǎn)過程中需要保證封閉系統(tǒng)中維持一定的壓力，這就需要一段時(shí)間將系統(tǒng)中的氣放出來一部分，這些氣體中存在著很多氫氣以及氨氣，可以利用膜分離技術(shù)進(jìn)行有效回收。綜合利用系統(tǒng)熱能。將合成氨生產(chǎn)期間產(chǎn)生的余能以及余熱根據(jù)能位高低進(jìn)行組合利用能夠有效提升回收率，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。除了上述節(jié)能技術(shù)以外，利用DSC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，企業(yè)電網(wǎng)進(jìn)行合理節(jié)電，控制蒸汽管道能量，回收冷凝水等方法也能有效節(jié)能降耗。另外，企業(yè)應(yīng)當(dāng)充分利用生產(chǎn)中涉及到的資源，合成氨生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類型廢氣應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效回收處理，完善節(jié)能管理制度，提升管理水平，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

5結(jié)語

目前，合成氨企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)開源節(jié)流，合理利用相關(guān)資源，保證在未來的生產(chǎn)中開發(fā)節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，節(jié)約國家能源資源，同時(shí)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

作者：秦文永 單位：陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司

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