摘要：近年来，由于企业生产成本增加，生产原材料的价格上涨，为了进一步提高企业经营利润，扩大企业生存空间，降低合成氨的成本和耗能迫在眉睫。本文首先对合成氨的内涵和意义进行论述，然后通过对节能新系统的燃料气系统和蒸汽系统方面的节能改造分析，旨在降低合成氨在实际应用过程中消耗的能量，为企业提高经济效益，降低运行成本提供参考。
关键词：合成氨；新型系统；节能减排；优化操作
1 合成氨节能减排的内涵和意义
合成氨指在化工生产中，通过人工将氮和氢在高温度、高压力和相应催化行为的共同作用下，合成氨气的过程。合成氨为广泛应用在现代化学工业中，是农业企业、化肥企业和有机化工企业中重要的生产原料。
合成氨节能减排意义重大。首先受各种因素影响，近年来一些化工企业生产成本急剧增加，生产产品的利润不断缩小。传统的合成氨智能达到国家相关规定的最低标准，不能为化工企业更新生产系统、优化生产结构提供较多帮助。其次，合成氨的节能减排是顺应环境保护、节约生态能源的环境发展理念的需要。环保事业一直是我国关注的重点，根据建设社会主义现代化建设的需要，生态环境建设是重要的建设部分。目前我国合成氨的生产过程中，对蒸汽、燃料物和其他能源消耗非常巨大，同时对周围生活环境和空气质量造成了不同程度的污染。最后，目前我国化工企业发展迅猛，在国际市场中的地位不可忽视，但我国对合成氨技术的研究却落后于部分发达国家。这种现象的出现具有多种原因，比如我国对合成氨专业化技术人才的培养不足、对未来合成氨应用的广泛性认识不足等。
2 燃料气系统优化
根据新系统合成氨的合成过程，其中系统根据高压转化系统、回收系统等对燃料气进行放气、回收气的操作。一般在热能转化、能量提供、天然气提供和帮助锅炉产生汽化过程中消耗大量的燃料气。为了减少在过程中对燃料气的使用，可以从以下几点方面进行节能：
2.1合理控制水碳比率
合理控制水碳比就是控制过程中的平均碳分子数量。一般情况下，水碳比例具有严格的控制范围，常见范围在3.38-3.41左右。因为其中蕴含的水蒸气能起到一定程度上阻止锅炉管道产生炉灰的作用。对水碳比率进行合理控制可以有效降低燃料气的使用能耗，使锅炉能量转换的负荷维持在较为平稳的状态中。需要注意的是，在企业实际操作过程中，要根据设备具体情况和性能，有针对性的选择控制方式，经过长时间的积累，确定最优水碳比率，从而提高企业经济效益。
2.2优化一段炉和压缩机数据参数
优化一段炉和压缩机数据参数需要对一段炉出口残余进行检测和记录，为降低燃料气消耗提供数据参数的基础。在实际生产过程中，天然气分组是一个动态的变化过程，工作人员可以通过对一段炉出口残余甲烷量数据AI-1和原料气压缩机的负荷数据的记录和监测，分析其发生变化的一般规律。在出现问题时，有针对的调整天然气压缩机的运转速度，控制一段炉出口的温度，从而减少问题产生的频率。在化工企业中，一般将一段炉的残余甲烷比率调控在13.2%以下。优化一段炉和压缩机数据参数有利于降低运行中燃料气的消耗，促进节能减排。
2.3提高一段炉余热回收效果
提高一段炉余热回收效果需要工作人员在实际生产过程中灵活调节一段炉的压力负荷程度，在氧气含量不足时及时进行增氧，使一段炉的燃烧过程中得以充分燃烧，减少不必要的浪费。在一段炉充分燃烧后，可以使盘管的蒸汽消耗降低，提高热能的回收效果。
2.4加强辅锅负荷的控制
加强对辅锅负荷的控制就是通过技术手段将辅锅负荷保持在较低且较稳定的运行状态。本系统通过在生产过程中优化辅锅负荷控制技术，将辅锅负荷保持在800-880kg/h。根据实验显示，这种较低的负荷状态大大降低了系统运行过程中对燃料气的使用数量，提高了辅锅的工作效率，延长设备运行时间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3 蒸汽系统优化
在合成氨节能减排过程中，蒸汽系统具有重要的作用。首先蒸汽系统中产生的大量蒸汽是原料发生转化反应的基础，其次蒸汽系统为蒸汽的热能量转化为机械动能提供原动力，最后蒸汽系统为合成氨生产提供加热的介质。针对蒸汽系统的优化，工作人员可以从增加系统自主产生蒸汽的数量入手，降低外界对蒸汽输出和输入的影响，将高压蒸汽、中亚蒸汽和低压蒸汽进行降级，从而促进合成氨的节能减排。具体可以从以下几个操作方面进行：
3.1通过操作降低转化反应中的蒸汽消耗
降低转化反应中的蒸汽消耗主要通过水碳比例的最优化实现。企业在通过长时间的积累和实验后，选出最能提高经济效益和运行效率的水碳比例，帮助减少在运行过程中蒸汽转化的消耗。需要注意的是，最优水碳比例的应用不能以降低一段炉转化反应和催化效率为代价，要综合性考虑生产运行全过程。
3.2调整高压－中压－低压蒸汽系统结构
该系统可以根据系统自身产生的高压蒸汽量，在高压蒸汽温度不足时，及时增加高压蒸汽等级。这种功能使高压蒸汽的能力转化效果提高，降低运行中消耗的能耗。除此之外，在低压蒸汽系统中，通过脱碳冷贫液泵实现将蒸汽转化为低压蒸汽，减少由于中压蒸汽直接进入低压系统情况的出现。
3.3 减少蒸汽放空量，降低吨氨中的蒸汽消耗
通过技术改进，系统可以实现对吨氨中的蒸汽消耗量的减少。主要方式是通过增加低压蒸汽的调节装置，将多余的低压蒸汽加以利用，减少不必要的蒸汽放空浪费。除此之外，系统通过蒸汽调节装置能使脱氧槽的压力保持在0.07-0.09Mpa左右，江都脱氧槽的低压蒸汽消耗量。
3.4降低循环水温度，减少压缩机组的蒸汽消耗
降低水循环温度，是凉水塔出水温度控制在25℃至27℃之间，能够降低吨氨的综合能耗。根据实验，在实际操作过程中，出现了吨氧的电消耗量增加的情况，但是受大机组透平段间冷却温度的影响，综合能耗仍然会降低。
3.5优化调整天然气压缩机进气压力
天然气压缩机进气压力的优化调整主要从两方面进行。一方面是优化调整天然气压缩机的入口压力，使其在高运转速率下，将压力控制在合理范围，从而降低蒸汽能耗，促进合成氨节能减排。常见的压力控制范围为0.56-0.57mpa，这个范围的压力能使蒸汽透平调节装置的变化幅度减小，减少蒸汽使用量。另一方面是提高氢氮气压缩机一级后压力。根据实际情况，当一级后压力数值越小时，压缩机消耗的蒸汽就越多。为了减少蒸汽消耗量，促进能源节约，可以经过长期数据记录和观察，总结规律经验，对氢氮气压缩机的压力进行设计和优化。
4 结束语
综上所述，为了促进合成氨的节能减排，合成氨新系统从燃料气系统优化和蒸汽系统优化两个方面进行了能耗节能、效率提高的技术改进，帮助提高化工企业在市场竞争中的地位，充分发挥企业实力，创造经济效益。合成氨节能减排过程是一个不断改进、不断创新的漫长探索过程，这个过程需要所有相关技术人员和科研单位，积极研究探索，深挖设备操作技术，发现更多有效降低合成氨消耗能源数量的途径和方法，为我国化工业发展做出贡献。
参考文献
［1］蒋德军.合成氨工艺技术的现状及其发展趋势[J].现代化工(08):14-19+21.
［2］王祥云.合成氨气体净化技术进展（下）——脱碳技术的进展[J].化肥工业, 2005, 32(2):19-28.
［3］钱丽娜.危险化学品重大危险源评估与防范研究——以某合成氨为例[D].西南交通大学, 2015.
［4］冯柏川.合成氨工业节能减排的分析[J].化工管理, 2019(22):35-36.
［5］王英花.浅析合成氨生产过程中的节能与降耗[J].化工管理, 2019(23):53-54.
论文作者:罗浩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：蒸汽论文; 合成氨论文; 系统论文; 节能论文; 过程中论文; 压缩机论文; 消耗论文; 《基层建设》2019年第28期论文;