合成氨工业节能减排的分析

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　　摘 要：随着经济的进步，科学技术的快速发展，推动着合成氨工业技术走向成熟，但目前国家倡导节能环保，合成氨工业也应以此为目标，实现低排放和耗能。此篇文章主要是分析合成氨工业的现状，再分析合成氨节能减排的作用和有效措施。
　　关键词：合成氨工业;节能减排;原料
　　随着我国科学技术的快速发展，合成氨工业也在不断进步，技术已达到先进水平。但随着人们意识到节能减排的重要性和可持续发展的要求，导致二氧化碳排放量受到限制，因此合成氨工业目前以及未来的发展课题已变成节能减排。
　　1 合成氨工业的现状
　　我国氮肥工业从上世纪开始发展迅速，合成氨产量排在世界领先地位，可使用焦炉气、天然气和焦炭等多原料合成尿素，同时无论合成氨企业生产规模大小，其发展均比较快。合成氨结构合理、年产量高、可满足国内氮肥需要，可与国际合成氨工业产生竞争。在今后发展过程中，合成氨主要目的是节能减排，提升经济效益。
　　引发合成氨工业能效低、耗能高的原因，第一，使用原料不合理。天然气是合成氨最合理，价格优廉的原料，国内合成氨大部分是以天然气作为原料，但在我国合成氨的主要原料是煤气，占据了大部分比例。第二，因为目前我国生产企业管理模式落后，致使合成氨企业低于国外企业耗能率百分之三十。第三，生产规模和生产能力不及国外标准。第四，工业技术阻碍合成氨工业发展，承压力降低和催化剂降低可降低合成氨工业耗能。国外合成氨通常使用低压工业基础，但在我国小型企业使用高压合成工艺，导致我国耗能成本远高于国外企业。
　　2 分析合成氨工业节能减排因素
　　2.1 探究节能潜力
　　氨气体的热值范围较高，同时在合成氨中会消耗过多能力，所以合成氨工业是耗能产业。和国外企业相比，我国合成氨工业使用的产品消耗要高出国外一倍之多，因此可知在合成氨工业中，具有很大潜力。如果提高合成氨技术，则会远超于国外技术，打破成本高、能源高的情况，同时将会为我国节省2千万吨煤，同时减少污染。
　　2.2 探究工段降耗
　　根据热力学原理分析，在合成氨过程中会消耗较少能力，在反应时可逆性大，能效变高。在实际生产中多数是不可逆反应，会消耗许多能力。通过探究合成氨工业流程和消耗能量数据可知，冷却水过程会消耗总热能80%，散热流程、排放烟气均排在后面。从分析能力损耗看出，转化工段占据65%，燃烧耗能占据90%，耗能原因是由于转化工序有着不可逆性，耗能量大。
　　2.3 分析动力消耗
　　装置的动力消耗大约是3.5GJ/t，初级能源是12GJ/t，占据氨的总耗能38GJ/t。其中一份初级能源可创造大约1/3动力能源，因此应节省动力能源消耗。动力能源是客服流体流动阻力，在表面上能力消耗应用在转化过程中，在合成氨工业中，应将动能放在合成中。其他原料不会消耗动能，除了将水和空气作为原料合成氨以外。比如氮气和氢气作为原料可在常温下操作，常温情况下课产生放热效应。
　　3 调节合成氨工业节能减排方法
　　3.1 提高原料质量，调整原料级别
　　在合成氨工业过程中，需要使用大量原料，同时反应过程较多，因此应合理使用原料结构，有利于节能减排。我国目前石油、天然气能源不足，煤矿资源丰富，但在国外合成工业中，使用天然气当做原料占据百分之八十五，因为氨中仅有氢元素，因此将天然气当做原料可以有节能减排的效果。使用煤当做原料，会产生不可能用物质和污染，并会消耗许多成本和无用功。常见的合成工艺中，使用的也是天然气做原料。
　　3.2 提高技术标准
　　对于工业企业而言。主要耗能部分是用電燃气、燃煤设备等工艺，空气压缩机、制冷压缩机、合成循环压缩机等均消耗者工厂电耗量，并占据着整个电耗量的百分之八十五以上。在消耗燃气燃煤时，锅炉和煤气占据着榜首。节省合成氨费用应从机械设备改造、节省资源成本、合成氨联产应用系统装置等方面入手。转换能源装置是将煤等原料转为氢气，能够降低污染物排放和能源消耗，带来经济和环境效益。
　　3.3 改造流体输送设备
　　变频调速原理是调节电机定梓供电频率来调节供电频率，是通过电机变化来实现调节平滑速度。调速应先保持电动机特性，维持转差率小的特征，因此它调整范围宽、效率高，能够达到无极调速，节能效率范围在25%-35%。
　　3.4 改造换热设备
　　改造换热器种类、表面积，或通过催化剂装填，从而提高换热效率。合成氨工业是繁琐型工业，它的节能消耗有着综合性、全程性，一方面应做好选取器械设备，另一方面应做好推广技能技术。我国目前已开研发出新型节能技艺，主要通过余热控制合成氨工业工业，余热主要有高温烟气、冷却解释、废气废水等余热。由于资源储备量存在差异，因此对于合成氨原料应选取油改气或者油改煤。目前我国天然气资源丰富，为使用国际原油价格，应研发出新型天然气。便于合理规划产业布局。
　　4 结束语
　　综上所述，合成氨工业在人们的粮食产业中，发挥着重要作用，它的发展与国家能源安全和粮食供应有着直接联系，因此应注意合成氨工业过程的节能减排，应从原料结构、设备使用和管理等内容提高。
　　参考文献：
　　[1]毛晓升，安军，王富德.合成氨工业节能减排的分析[J].化工管理，2017（26）：239.
　　[2]张俊.节能减排技术在合成氨生产中的应用分析[J].化工管理，2016（27）：164.
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