摘要：本文首先阐述了合成氨生产过程中实现节能降耗的重要性，然后对合成氨生产中的废气利用措施进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：合成氨生产；废气利用；节能效益
引言：要实现合成氨生产过程中的节能降耗目标，需要研究探讨合成氨的生产工序，明确各生产环节的节能潜力，有针对性地进行节能分析。合理有效提升合成氨产量的同时，实现能耗降低、污染物排放减少，不仅能促进合成氨行业节约资源，减轻环境污染，更有利于我国可持续发展战略的推进。
1 合成氨生产过程中实现节能降耗的重要性
合成氨行业是能源消耗大户，世界上约有3％的能源用于生产合成氨，同时合成氨工业又是污染物排放量较大的行业，化学需氧量、氨氮、二氧化硫等排放量都比较大。现今我国资源紧缺、环保压力不断加剧，合成氨工业的节能减排任重而道远。合成氨生产过程中需消耗大量的能源物质，包括煤、油、工艺水、冷却水、工艺蒸汽、加热蒸汽、传动设备的电耗、压缩空气、仪表空气等消耗，能源成本占生产总成本的70％左右，合成氨生产过程实现节能降耗不仅有利于节约资源，降低能耗，还有助于降低生产成本，提高经济效益，最终提升企业的核心竞争力。当前，我国合成氨工艺存在生产设备和技术水平落后，能源消耗较世界先进水平高等状况，所以加强合成氨生产过程中的节能降耗研究十分重要。
2 合成氨生产中的废气利用措施
2.1 将合成气体中的CO进行利用，促进甲醇生产
2.1.1 合成氨工艺的单一生产
在进行生产的过程中，其氢气的转化率并不能达到百分之百，根据氮气和氢气反应能够促进氨气形成的相关公式可以看出，当氢气的转化率为88%时，其能够产出的合成氨质量为22.48kg。
2.1.2 联醇工艺
就联醇工艺来说，它主要可以从两方面进行研究。首先，是利用其中的CO促进甲醇生产过程。因为CO和氢气进行反应能够生成甲醇，根据其化学方程式进行计算，当其中的CO转化率达到50%时，其能够生产出2.93kg的甲醇。其次，将其他废气进行利用，促进合成氨的生产。1mol氮气和3mol氢气能够促进2mol氨气的形成，如果其中的氢气转化率能够达到88%，那么对应的合成氨质量则为20.66kg。如果生产中对应的氢气转化率得以提高。那么合成氨的质量也会随之提高。例如：在促进1t合成氨生产的过程中，需要变换气4400标米2左右，如果企业要在一年内生产5万吨的合成氨，就需要应用联醇工艺，节约生产成本。这种情况下，仅需要生产甲醇6446t，合成氨45452t。从当前市场的发展情况来看，精甲醇的价格应用在2000元/吨左右，合成氨的价格大概在1200元/吨左右，经过计算可以得出，其对应的甲醇收入大概在1300万元左右，而合成氨的收入则能够达到5700万元。将其中的生产成本进行扣除，其中每生产1t甲醇需要的成本大概在150元左右，将其进行统计，其在一年的生产中大约需要的成本在96万元。也就是说，在采用联醇工艺生产合成氨的过程中，企业在一年内的盈利额能够达到7000万元左右，这与单一的合成氨生产工艺进行比较，能够增加600万元左右，更有利于推动企业建设发展，同时实现绿色生产建设目标。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在将联醇工艺进行生产利用的过程中促进甲醇生产，在常压精纯流程中，需要增加一定的液体泵电机，如果是7.5kW功率则需要4台左右，将耗能部分的电能进行增加。但是就合成氨高压来说，其对应的6段压缩气体量会随之减少，促进循环机压缩量的减少，将部分压缩的功耗进行节省，能够大体上实现抵消甲醇生产过程需要消耗的电量。而精醇生产，其预热器和循环蒸发器需要在具体生产过程中消耗一定蒸汽，其中，大约每吨甲醇能够消耗蒸汽4t左右，需要标准煤气0.5t。而就单一生产甲醇产品来说，其生产1t甲醇需要消耗的标准煤气在1700t，这表明采用联醇生产方式比采用单一生产方式节省能源7000t的标准煤。
2.2 在合成尾气中进行氢提取
合成氨在进行生产的过程中，需要进行气体排放，其主要有两种，一种是在合成系统原料气中排放出的一种富集了惰性气体的循环排放气，另一种是高压液氨节流后进入氨罐而被释放出来的排放气。他们在合成气中占总量的2%-5%。每吨氨气排放约150-250标米3。针对合成氨生产过程中产生的尾气来说，其中最多的为氢气，占总量的60%左右。针对一些中小型化肥厂来说，可以从氢气回收工作开始入手，促进节能改造技术的实现。氢气不仅能够被作为商品进行出售，而且能够被当做合成铵原料排放气，将其返回到氨合成系统中进行更新利用，每回收1万标米3的氢气，约等于氢气的1500标米3的半水煤气，增加合成氨的生产量，大约为4.5%-5.5%，降低氨能耗。在促进氢工艺生产的工作过程中，变压吸附回收法是其中较为成熟的工艺方式之一，它在工作生产过程中，主要是根据常温下吸附剂在两种不同的压力下对氢气中其他成分的吸附容量存在差异等原理，实现对氢气的回收过程，它在具体的应用过程中，能够一次性的将氢气中的多种杂质进行清除，所对应的氢气回收率能够达到80%-85%，提取的氢气纯度也相对较大。用水电解制氢也是氢气提取的方法之一，其生产成本在1.8元左右，耗电量相对较低，大约在6kWh/m3，而从合成氨的尾气中进行氢气回收生产，其对应的生产成本在0.2元，耗电量在0.5kWh/m3。如果一个生产企业一年能够生产3万吨左右的合成氨，其每小时能够生产尾气600-1000标米3，则其能够在其中提取氢气400标米3/小时，即使这样的企业一年生产运行300天，其也能够制取氢气300*104标米3。在市场发展中，氢气的价格在2元左右，这种情况下，通过计算可以得出其一年内能够增加收入500万元左右，与水电解工艺法相比较的情况下，其能够节省电源1500万kWh。就氢气来说，其发热值是汽油的3倍左右，是一种清洁的，无污染的高效能源，能够在冶金、化工和电子等工业部门中进行有效的应用。是其中不可缺少的还原气或是保护气，能够得到广泛的应用。而水电解工艺在具体的应用过程中，对电能的消耗量相对较大，对应的生产成本相对较高，不适应我国电力发展需求。而利用生产合成氨中的尾气对氢气进行提取，不仅能够实现对电源的节省，而且有利于将企业的经济效益进行加强，符合我国可持续发展基本国策的要求，符合新能源的发展方向，具有广阔的发展前景。
结束语
合成氨气在进行工业生产的过程中会产生大量的气体元素，很多企业在进行生产的过程中，除了会对其中较为有用的气体进行有效利用，而针对其他的一些没用废气，在进行气体排放的过程中，通常都会作为废气被排放到空气中，这不仅会对能源造成浪费，不利于我国的可持续发展，而且还会对环境造成严重破坏。在人们认识到环境保护工作开展重要程度的今天，就使得废气利用工作变得尤为重要。
参考文献：
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[2]韩轶飞.大型合成氨生产节能分析[J].中国石油和化工标准与质量.2012（09）
[3]李慧敏.合成氨生产过程中的节能与降耗研究[J].山西化工.2018（03）
论文作者:包红梅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
标签：合成氨论文; 氢气论文; 过程中论文; 甲醇论文; 工艺论文; 废气论文; 万元论文; 《基层建设》2019年第17期论文;