合成氨生产中的废气利用与节能效益探索

合成氨生产中的废气利用与节能效益探索

何全伟

新疆玉象胡杨化工有限公司 新疆维吾尔自治区沙雅县 842200

摘要：废气的回收利用是企业做到节能环保的重要手段之一，对于合成氨的企业更是如此。本文致力于探讨合成氨的生产过程中的废气需要进行回收利用的必要性以及如何做好回收利用这项工程来使企业达到经济效益和环保效益的双项提升。其中包括一氧化碳制甲醇，氢气的提取以及其他合成气体做煤气使用的现实应用。

关键词：环保；氢气；合成气体；回收利用

引言：

合成氨生产过程中的产生的气体含量非常的多。但由于现时代科技手段的欠缺，大部分企业很难提取利用其中的大部分气体，导致企业只能将这些气体作文工业废气排放，这样不仅造成的浪费很大，而且还对环境具有一些不可逆的污损坏作用，所以，如何回收利用这些气体，一直在合成氨的生产过程中难以解决的重大问题。

1. 合成氨生产中废气利用的必要性

工业废气的利用和节能减排一直都是产业组成中作为协调一环中的重点内容，而且也是十九大以来所有的行业重点关注的的要点。在有合成氨企业的生产中，为了达到节能效益，就需在技术工艺的层面上进行处理，加大对废气利用的效力。这一方面无论是从企业还是从社会的层面来说，都是具有重大的意义的。在合成氨的过程中，要强调对废气的利用还有节能减排，能够做好这些重点，能够有效地提高工人在生产过程中的节能意识。在意识的方面提高了，进而行动方面也会跟随，之后的工艺方面也就会一步一步的不断提高。

1. 合成氨生产工艺的改进需求

在合成氨这一项工艺上，不同的合成氨企业各不相同，有的是生产工艺的不同，有的是生产原材料的不同，有的是生产的设备不尽相同。但就最终的目的来说，最后的结果都是一致的。

合成氨是一个具有系统性，连续性的生产过程。其主要包括脱硫、净化等一系列的过程，随后进入合成系统，进行合成反应。在合成反应完成之后，原料的废气会经过多次的循环进行再利用。合成氨的过程是一个连续完整的过程。当其中的一个环节出现问题的时候，则整体的合成效率可能会受到影响，在原料上还会造成浪费。所以，务必要保持系统的有效连续性，。合成氨的生产过程虽然复杂，但是都有固定的流程规范，在不同的流程中需要做到的处理要求也各不相同。此时，相关的工作人员就需要根据不同的要求，对各种情况分配控制。

2. 合成氨生产的行业的发展需求

在这么多的行业中，依据调查表明，合成氨的生产行业是属于耗能高，污染较重的行业的。之所以有这样的结果是因为合成氨的生产原材料主要是能原材料，且在合成过程的需求量很大。就普遍而言，这个行业中成本的投入想到哪个语种生产的70%。就我们国家而言，国内的能源约有3%是用于合成氨的生产中。而在这之外，氧气在合成氨的过程中需求量也是相当的高，过程中的还特别容易形成二氧化氮，二氧化硫等一些有害的气体。对环境做成一定程度的污染。目前国家能源紧缺，环境受到污染的情况下，在合成氨过程中产生的废气能够得到有效的利用就成了可持续发展的有效保障。以此帮助合成氨的生产企业可以成为节能环保的企业。

3. 社会和市场的变化趋势

我国要加大生态环境的保护力度，建设人与自然和谐共生的社会主义现代化国家，这是在十九大报告中清楚指出的。这些年，虽然我国的经济在以一种是客房的趋势快速发展，但这都是建立在对环境造成了相当程度危害的基础上。而现今，人们逐渐意识到了环境保护的重要性，所以越来越注重对环境的保护。而这些对能源消耗且具有污染影响的企业能否做到废弃利用，节能减排至关重要。而且，我国的能源短缺一直是一个大问题，虽然近几年的节能减排提倡行动起到一些作用，但是大的状况还是没有彻底改变。所以，节能减排要更加的注重。

2. 合成氨尾气中的提取甲醇

合成氨的生产过程中，会产生大量的气体，其中就有一氧化碳。对其中产生的废气进行有效地利用，利用现有的联醇工艺可以产生甲醇。甲醇在化工环境中是一种非常重要的生产原料。利用废气一氧化碳生产甲醇，不仅进一步减少了废气的排放，还给企业带来了一部分有效的经济效益。

合成氨过程中所产生一氧化碳和氧气进行反映的话，可以生成甲醇，而且，根据反应式可以看出，一氧化碳的转化率足够高的时候，，后续的甲醇也就会产生的够多。另外，这种废气利用还会产生二次废气，产生的二次废气还可以循环到合成氨的生产过程中，对合成氨的生效率起到促进地作用。这样更加促进了对环保节能的初衷。

企业生产如果原本的合成氨生产量是5万吨/年，那么实行了联醇工艺之后，其中0.5万吨的合成氨就可以通过合成氨过程中的废气生产，降低了企业多要付出的成本，另外可以以额外获得0.6万吨的甲醇、甲醇的市场截个大约在2000元/吨的位置，而合成氨才1200元/吨。仅仅这样计算，企业相较于一般的仅使用合成氨工艺的企业就可以增加600万元的收入，总体一年可以达到7000万元的利润。而且，在使用联醇工艺的过程中，还可以节约电量，煤能源的消耗。总体来说，百利而无一害。

3. 合成氨尾气中提取氢气

氢气在合成氨过程中产生的尾气中占据最多的分量，大概占到所有气体的60%。而氢气作为一种气体，它本身不仅可以作为单独的货品出售，还可以重新循环进入到合成氨的生产过程中去，进行再一次的利用。

对于氢气来说，最为成熟的促进生产工艺就是变压吸附回收法和水电解制氢法。变压吸附法，是根据吸附剂在不同压力下产生的不同吸附作用的原理对产生的亲戚中含有的大量的不同杂志进行吸附清除，以此来将氢气的纯度显著提高。另外的水电解制氢法相对而言多需要的成本就小了许多，且耗费的能源也低了不少。从市场的角度来看的话，水电解制氢法和联醇法制甲醇一样，是能够为企业带来额外的收入的。

就从合成氨的过程中产生的废气中提取氢气的做法，对于企业对于社会都是有利而无害的。企业可以循环利用，减少了污染源的排放，而且可以为企业增加额外的收入。社会层面也响应了节约能源，减少排放的号召的做法。而且，氢气本身也具有清洁无污染的特点，在很多的工业生产中都是不可或缺的气体。平常的时候若是要进行氢气简单的制取，不仅在能源的方面消耗很大，而且成本方面投入很高，也不符我国发展的相关需求。所以，若能在合成氨的尾气中提取氢气，不失为一种方便节能又环保的做法。

4. 合成氨中的其他废气利用

在合成氨的过程中产生废气，一氧化碳和氢气都可以得到有效的再利用。其他的废气也可由于其他的用途。例如，废气中产生的合成排放气体可以作为煤气供给附近的人民使用，可以帮助节省煤气的使用，从而降低能源的消耗。如果一家合成氨的企业每年的产量达到6万吨的话，那么它所能合成的排放气体可能供给8000户左右的人家使用，这样不仅可以做到环保，还可以节省能。提高了企业的经济效益和国家的环保效益。

对于一些较大规模的企业来说，合成氨中的一些稀有气体还可以进行提取回收、因为稀有气体的提取成本相较其他的成本是比较高的，但是相对的经济效益也同样很高。对于一些规模巨大的公司企业来说，也不失为一种既可以废气回收利用，也可以赚钱的方法。

5. 结束语

总体来说，合成氨的生产过程中废气回收利用和节能消耗，是一个长期的，具有连续性的一个系统工作，这是需要大家共同进行努力的。各个企业根据自身不同的状况，选择各自适合的方法进行合成氨过程中的废气回收利用，力求达到环保方面和经济方面的双重提高。科技越来越进步，随着时间的推移，肯定会出现更适合，工艺更有效的废气回收途径。

参考文献：

[1] 韩涛涛. 合成氨生产中的废气利用与节能效益[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2018, 038(013):9-10.

[2]李观辉. 合成氨生产中的废气利用与节能效益[J]. 化工设计通讯, 2020(10).

[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, 038(003):157-158,161.

[4]张二兴, 丁达建. 浅谈合成氨工艺生产过程中含硫废气的治理[J]. 氮肥与合成气, 2018, 46(09):1-2.