论文部分内容阅读
摘 要：合成氨生产中会产生很多的气体元素，由于生产企业自身技术以及相应经济条件的限制，对于合成氨中产生的气体利用效率很低，大部分气体都作为废气排放到大气中，造成很大的资源浪费。随着我国科学发展观的进一步落实，合成氨生产中的废气利用问题日益受到人们的广泛关注，合成氨过程中产生的废气回收利用技术也得到进一步提高。本文主要通过对合成气体中的回收利用技术进行简要分析，针对性的提出改进措施，为日后的合成氨废气利用提出参考性意见。
关键词：合成氨 废气 甲醇 氨气
一、合成氨气体中的一氧化碳回收利用方案
一氧化碳是合成氨生产过程中，产生的比较多的一种气体，如果对该气体不进行有效的回收利用，不仅会影响合成氨整个生产环境的安全性与稳定性，如果排放到大气中还会造成大气污染，违背我国落实科学发展观的要求，因此必须对合成氨气体中产生的一氧化碳进行有效的利用回收。甲醇是化工生产中比较常见的重要原料，比如在化肥厂的生产设备中加入合成氨的生产设备，也就是所谓的联醇生产，联醇生产工艺能够同时进行氨气以及甲醇的合成，能够有效的降低生产成本，是比较有效的一氧化碳回收利用方式。联醇方法就是充分利用合成氨过程中产生的一氧化碳废气来生产甲醇，虽然一氧化碳的回收利用对于氨的产量没有明显的作用，但是通过变相的利用却能够为企业带来可观的经济效益。从化学角度分析，一氧化碳生产甲醇的主要反应就是通过一氧化碳与氢气发生化学反应生成甲醇。并且根据其他相关反应来看，利用一氧化碳生产甲醇的反应，还可以进一步提高氨的生产效率。根据相关数据表明，没生产一吨的合成氨需要气体转换大约四千立方米，如果企业每年生产六万吨合成氨，利用联醇方法进行生产就能够生产甲醇六千多吨，合成氨四万五千吨，直接经济创收达五百余万元。
利用联醇方法来生产甲醇，势必要增加电机来辅助运转，就这会造成整个生产过程对电能消耗量增多，但是合成氨利用压缩气体设备量将会减少，合成循环机压缩气体量也将随着减少，这就节省了相应的压缩功能，从而与甲醇生产所多消耗的电能相抵消，所以实际上联醇方法也不会造成多余电能的消耗，因此从整体上来说，利用联醇方法生产甲醇，能够对合成氨过程中产生的主要废气，也就是一氧化碳能够充分的回收利用，这既节约了资源又提高了经济效益。根据日常生产经验来说，利用联醇工艺来合成氨能够利用的废气有一定的比例，如图：
每白标立方米变换气的组成和体积比
举个例子来说明这个表格的意义，比如一个合成氨生产厂家生产1吨的氨需要变换气4500立方米左右，该企业一年能够生产合成氨5吨左右，如果采用联醇工艺生产，每年可以生产甲醇大约在6500吨左右，合成氨大约在45000吨左右，假设市场上的甲醇的价格在每吨2100元左右，合成氨的价格在每吨1300元左右，这样计算下来该企业每年甲醇将会收入1300万元左右，合成氨将会收入5800万元，扣除成本费用，则需要增加开支大约100万元，利用联醇工艺每年能够收入6920万元，相比于单一生产工艺合成氨6300万元的收益来说增益大约在620万元。
二、合成氨气体中氢气的回收利用方案
在合成氨生产过程中会产生两种废气，一种是从生产原料中产生的惰性循环气体，再者就是高压液氨节能流进的氨灌而排放出来的气体，通过对排放气体的尾气进行分析得知，合成氨气体本身就是可以再次回收利用的生产资源，如果将生产尾气直接排放到大气中，将会造成很大的能源浪费，许多有回收利用价值的热量白白的浪费掉。现阶段我国合成氨生产过程中对于尾气的处理还不够完善，部分企业只是单纯的将净化氨后的尾气进行降压，然后作为原料重新送入锅炉内进行燃烧，这种方式是将尾气进行降级处理，降级本身就浪费了很多资源。
随着我国科学发展观的落实，许多企业已经开始进行节能改造，其中对于氢气的回收利用是最为普遍的，氢气既可以作为燃料资源进行出售买卖，还能作为合成氨的原料重新返回系统中进行再次利用，对氢气进行再次利用能够增加合成氨的产量，从而降低合成氨的单位消耗。合成氨生产中的排放气体成分分析如图：
（数值均为百分比含量）
目前变吸附法是氢气回收中比较常见的一种方法，也可以叫做等温吸附，该工艺经过长时间的时间生产已经趋于成熟，主要原理就是利用吸附剂在不同压力作用下能够对氢气中的其他杂质成分进行剔除，因为每种气体的吸附容量值是存在一定差异的，从而实现对氢气的回收利用，这种方法的氫气回收效率大概在百分之八十以上，纯度进阶百分之百。从理论上来讲，氢气作为燃料的发热值是汽油等其他饶辽的三倍左右，并且其燃烧是完全无污染的清洁能源。氢气还是化工、电子以及其他工业部门诸多产品生产工艺中不可或缺的还原其他或者是保护气，应用范围很广。传统的水电解工艺生产氢气的成本大，耗能高，不符合我国当下科学发展观的进一步落实，因此对合成氨的尾气进行合理的提取是未来氢气生产的必然选择。
三、合成氨生产中氨回收技术发展现状
现阶段我国许多化肥生产厂家为了提高合成氨的附加值，都逐渐开始淘汰碳铵，改为尿素 或者附加值更高的产品来进行生产，但是尿素生产过程中，对于合成氨驰放气氨回收工艺大都采用水洗的办法，有的甚至直接将氨水进行销售，这中处理方法会降低合成氨的附加值，并且还会造成许多氨水无法进行处理的危害，严重威胁着生产及生活环境。这对这一问题，我国相关科研人员研究出一种低温处理氨的方式，利用氨灌驰放气以及回收尾气的压力来回收氨，不需要额外补充新的动力，并且氨的回收纯度也接近百分之百，但是这种方法有着明显的不足，就是尾气中氨的剩余量达到了百分之二左右，还不能符合我国环保排放的标准，无动力氨回收工艺的原理，主要是利用深冷技术来回收化肥生产装置，利用不同气体的沸点不同，将驰放气温度快速的降低至零下六十度左右，从而将气态氨从驰放气中提取出来。
还有一种回收工艺叫做低压闪蒸回收工艺，部分厂家在尾气吸收后，氨的含量仍然很高，其做法是直接将氨尾气作为燃烧气体或者是直接排放到大气中，这无疑造成了环境污染以及资源浪费。这种方法回收净氨的效果不太理想，通常情况下尾气中的氨含量很高，并且对于水资源的消耗量比较大，氨水的浓度较低，并且冷却效果也不太理想，无法实现连续的正常运转。如果生产企业进行设备检修，由于系统中残存的氨含量过高，设备都已经停止运行，只能直接排放到空气中，这样会造成很大的空气污染。最近几年有部分厂家开始使用低压闪蒸技术对合成氨的废气进行回收利用，主要是回收压强低于2M帕的含氨尾气，根据实际生产效果表明，该方法有效的降低了生产成本，并且对于环境也是很好的保护作用，低压闪蒸方式主要是利用低压闪蒸塔进行回收，采用两层泡罩，增大气体与液体的接触时间，提高反应效率。两层中均采用鼓泡式吸收方式，在提高系统的氨水浓度的同时，也降低了系统的用水量。并且这种方法能够独立进行合成氨生产尾气中的回收，在实际使用过程中，为了保证尾气中氨的含量符合我国环保排放标准，可以连续的进行新鲜脱盐水进行加入，有效地控制尾气出口的氨含量。无论是何种方法来提高尾气中氨的回收，降低整个过程的水资源消耗都是十分有必要的。在降低水资源消耗的同时，提高吸收塔中氨水的浓度，降低后续精馏提纯的能源消耗是尾气提氨的主要技术原则。
四、总结语
通过一定的技术将合成氨过程中产生的废气进行合理的回收，经过净化等技术处理作为生产原料重新返回生产设备中进行再次利用，能够为企业创造更多的经济利益，是合成氨生产必须要进一步完善的施工工艺。目前的净化氨技术以及生产气体的回收比如氢气以及甲烷等，都已经有了较为先进的设备，各类合成氨企业正在逐步完善自身的设备条件，随着相关技术的进一步完善，合成氨生产中的废气势必会得到更加有效的利用。合成氨生产中的废气利用符合我国落实科学发展观的客观要求，也是我国经济发展由粗放型向集约型转变的必然选择，我们要在现有技术的基础上，仅需创新和改进，争取将合成氨生产中的废气最大程度的转变为资源再次利用。
参考文献
[1]王敏.合成氨生产中的废气与节能效益[J].甘肃化工.2000
[2]薛福连.合成氨生产中的废弃利用与节能[J].节能学报.2004
[3]任东.合成氨生产中的废气利用与节能效益[J].北京节能.2008
[4]王新杰.合成氨生产中两气的合理回收利用[J].石油和幻与技术经济.2006
关键词：合成氨 废气 甲醇 氨气
一、合成氨气体中的一氧化碳回收利用方案
一氧化碳是合成氨生产过程中，产生的比较多的一种气体，如果对该气体不进行有效的回收利用，不仅会影响合成氨整个生产环境的安全性与稳定性，如果排放到大气中还会造成大气污染，违背我国落实科学发展观的要求，因此必须对合成氨气体中产生的一氧化碳进行有效的利用回收。甲醇是化工生产中比较常见的重要原料，比如在化肥厂的生产设备中加入合成氨的生产设备，也就是所谓的联醇生产，联醇生产工艺能够同时进行氨气以及甲醇的合成，能够有效的降低生产成本，是比较有效的一氧化碳回收利用方式。联醇方法就是充分利用合成氨过程中产生的一氧化碳废气来生产甲醇，虽然一氧化碳的回收利用对于氨的产量没有明显的作用，但是通过变相的利用却能够为企业带来可观的经济效益。从化学角度分析，一氧化碳生产甲醇的主要反应就是通过一氧化碳与氢气发生化学反应生成甲醇。并且根据其他相关反应来看，利用一氧化碳生产甲醇的反应，还可以进一步提高氨的生产效率。根据相关数据表明，没生产一吨的合成氨需要气体转换大约四千立方米，如果企业每年生产六万吨合成氨，利用联醇方法进行生产就能够生产甲醇六千多吨，合成氨四万五千吨，直接经济创收达五百余万元。
利用联醇方法来生产甲醇，势必要增加电机来辅助运转，就这会造成整个生产过程对电能消耗量增多，但是合成氨利用压缩气体设备量将会减少，合成循环机压缩气体量也将随着减少，这就节省了相应的压缩功能，从而与甲醇生产所多消耗的电能相抵消，所以实际上联醇方法也不会造成多余电能的消耗，因此从整体上来说，利用联醇方法生产甲醇，能够对合成氨过程中产生的主要废气，也就是一氧化碳能够充分的回收利用，这既节约了资源又提高了经济效益。根据日常生产经验来说，利用联醇工艺来合成氨能够利用的废气有一定的比例，如图：
每白标立方米变换气的组成和体积比
举个例子来说明这个表格的意义，比如一个合成氨生产厂家生产1吨的氨需要变换气4500立方米左右，该企业一年能够生产合成氨5吨左右，如果采用联醇工艺生产，每年可以生产甲醇大约在6500吨左右，合成氨大约在45000吨左右，假设市场上的甲醇的价格在每吨2100元左右，合成氨的价格在每吨1300元左右，这样计算下来该企业每年甲醇将会收入1300万元左右，合成氨将会收入5800万元，扣除成本费用，则需要增加开支大约100万元，利用联醇工艺每年能够收入6920万元，相比于单一生产工艺合成氨6300万元的收益来说增益大约在620万元。
二、合成氨气体中氢气的回收利用方案
在合成氨生产过程中会产生两种废气，一种是从生产原料中产生的惰性循环气体，再者就是高压液氨节能流进的氨灌而排放出来的气体，通过对排放气体的尾气进行分析得知，合成氨气体本身就是可以再次回收利用的生产资源，如果将生产尾气直接排放到大气中，将会造成很大的能源浪费，许多有回收利用价值的热量白白的浪费掉。现阶段我国合成氨生产过程中对于尾气的处理还不够完善，部分企业只是单纯的将净化氨后的尾气进行降压，然后作为原料重新送入锅炉内进行燃烧，这种方式是将尾气进行降级处理，降级本身就浪费了很多资源。
随着我国科学发展观的落实，许多企业已经开始进行节能改造，其中对于氢气的回收利用是最为普遍的，氢气既可以作为燃料资源进行出售买卖，还能作为合成氨的原料重新返回系统中进行再次利用，对氢气进行再次利用能够增加合成氨的产量，从而降低合成氨的单位消耗。合成氨生产中的排放气体成分分析如图：
（数值均为百分比含量）
目前变吸附法是氢气回收中比较常见的一种方法，也可以叫做等温吸附，该工艺经过长时间的时间生产已经趋于成熟，主要原理就是利用吸附剂在不同压力作用下能够对氢气中的其他杂质成分进行剔除，因为每种气体的吸附容量值是存在一定差异的，从而实现对氢气的回收利用，这种方法的氫气回收效率大概在百分之八十以上，纯度进阶百分之百。从理论上来讲，氢气作为燃料的发热值是汽油等其他饶辽的三倍左右，并且其燃烧是完全无污染的清洁能源。氢气还是化工、电子以及其他工业部门诸多产品生产工艺中不可或缺的还原其他或者是保护气，应用范围很广。传统的水电解工艺生产氢气的成本大，耗能高，不符合我国当下科学发展观的进一步落实，因此对合成氨的尾气进行合理的提取是未来氢气生产的必然选择。
三、合成氨生产中氨回收技术发展现状
现阶段我国许多化肥生产厂家为了提高合成氨的附加值，都逐渐开始淘汰碳铵，改为尿素 或者附加值更高的产品来进行生产，但是尿素生产过程中，对于合成氨驰放气氨回收工艺大都采用水洗的办法，有的甚至直接将氨水进行销售，这中处理方法会降低合成氨的附加值，并且还会造成许多氨水无法进行处理的危害，严重威胁着生产及生活环境。这对这一问题，我国相关科研人员研究出一种低温处理氨的方式，利用氨灌驰放气以及回收尾气的压力来回收氨，不需要额外补充新的动力，并且氨的回收纯度也接近百分之百，但是这种方法有着明显的不足，就是尾气中氨的剩余量达到了百分之二左右，还不能符合我国环保排放的标准，无动力氨回收工艺的原理，主要是利用深冷技术来回收化肥生产装置，利用不同气体的沸点不同，将驰放气温度快速的降低至零下六十度左右，从而将气态氨从驰放气中提取出来。
还有一种回收工艺叫做低压闪蒸回收工艺，部分厂家在尾气吸收后，氨的含量仍然很高，其做法是直接将氨尾气作为燃烧气体或者是直接排放到大气中，这无疑造成了环境污染以及资源浪费。这种方法回收净氨的效果不太理想，通常情况下尾气中的氨含量很高，并且对于水资源的消耗量比较大，氨水的浓度较低，并且冷却效果也不太理想，无法实现连续的正常运转。如果生产企业进行设备检修，由于系统中残存的氨含量过高，设备都已经停止运行，只能直接排放到空气中，这样会造成很大的空气污染。最近几年有部分厂家开始使用低压闪蒸技术对合成氨的废气进行回收利用，主要是回收压强低于2M帕的含氨尾气，根据实际生产效果表明，该方法有效的降低了生产成本，并且对于环境也是很好的保护作用，低压闪蒸方式主要是利用低压闪蒸塔进行回收，采用两层泡罩，增大气体与液体的接触时间，提高反应效率。两层中均采用鼓泡式吸收方式，在提高系统的氨水浓度的同时，也降低了系统的用水量。并且这种方法能够独立进行合成氨生产尾气中的回收，在实际使用过程中，为了保证尾气中氨的含量符合我国环保排放标准，可以连续的进行新鲜脱盐水进行加入，有效地控制尾气出口的氨含量。无论是何种方法来提高尾气中氨的回收，降低整个过程的水资源消耗都是十分有必要的。在降低水资源消耗的同时，提高吸收塔中氨水的浓度，降低后续精馏提纯的能源消耗是尾气提氨的主要技术原则。
四、总结语
通过一定的技术将合成氨过程中产生的废气进行合理的回收，经过净化等技术处理作为生产原料重新返回生产设备中进行再次利用，能够为企业创造更多的经济利益，是合成氨生产必须要进一步完善的施工工艺。目前的净化氨技术以及生产气体的回收比如氢气以及甲烷等，都已经有了较为先进的设备，各类合成氨企业正在逐步完善自身的设备条件，随着相关技术的进一步完善，合成氨生产中的废气势必会得到更加有效的利用。合成氨生产中的废气利用符合我国落实科学发展观的客观要求，也是我国经济发展由粗放型向集约型转变的必然选择，我们要在现有技术的基础上，仅需创新和改进，争取将合成氨生产中的废气最大程度的转变为资源再次利用。
参考文献
[1]王敏.合成氨生产中的废气与节能效益[J].甘肃化工.2000
[2]薛福连.合成氨生产中的废弃利用与节能[J].节能学报.2004
[3]任东.合成氨生产中的废气利用与节能效益[J].北京节能.2008
[4]王新杰.合成氨生产中两气的合理回收利用[J].石油和幻与技术经济.2006