合成氨生产装置实现污水零排放工艺探讨

戈金龙（陕西奥维乾元化工有限公司，陕西榆林719400）

1 合成氨生产的应用背景

合成氨主要的制气方即煤气化法，煤气化法是未来我国乃至全世界更替天然气、石油资源等的重要方式之一，在发展中的影响越发重大。煤气化法是将无烟煤与蒸汽以及空气等物质放置在煤气发生炉内，并采取相应手段后所制成的气体即半水煤气，而这种方法制成的半水煤气中除了含有目的生产的氮气与氢气之外，同时还伴有有毒气体与杂质的产生。过去人们并没有太强的保护意识，大部分工厂都是将这些污水倒入江河之中，导致周遭水体受到了严重的迫害，严重的甚至影响整个流域，对我国大部分水体造成了难以挽回的伤害，使得我国水资源稀缺局势更是“雪上加霜”。

早在十几年前我国生产合成氨每年生产的数量已经高达5000 万吨左右，氮肥3500 万吨左右，尿素的实物量约4600 万吨，氮肥与尿素生产量稳居世界第一，我国农业发展也迎来新的发展高潮。与此同时，合成氨工业在化学工业中已经占据用水行业前列，生产造成的水污染风险与现象也正在逐步显现。实现合成氨生产装置污水零排放的责任和目标事关“青山绿水”的保护，任重道远。

2 合成氨生产装置的相关内容

2.1 合成氨生产装置的生产原料

无论采取什么样的原料与生产方式，合成氨生产大体上都可以分为三个工艺流程，首先是原料气的制造，其次是原料气的净化，最后再到氨的合成以及为了满足各种工序工艺而提供的压缩工序。在介绍原理前，先对合成氨生产装置常用的生产原料展开简单的介绍。

合成氨原料就是指碳氢化合物的各种燃料，虽然生产中运用了大量的空气与水，但一般情况下并不会将空气与水纳入合成氨生产原料的规划当中。合成氨原料可以具体分为三大类：固体原料气体原料以及液体原料。第一类，固体原料，焦炭、煤、加工而出的碳化煤球以及水煤浆等皆属于合成氨的固体原料；第二类，气体原料，气体原料包括天然气、油田气、焦炉气、石油废气等；第三类则是液体原料，包括石脑油、重油、原油等。下文以煤为原料对合成氨生产的装置原理展开简单介绍。

2.2 合成氨工艺的生产原理

造气工段中原料半水煤气要求气体中的（CO+H2）与N2的比例为3：1左右，在生产上采取间歇输入空气与水蒸气的方式来对其进行气化，氮气则是采取相关技术从空气中分离而出；脱硫工段要对上一阶段遗留的少量硫化物进行脱除工作，避免这些硫化物对合成氨生产产生不良的影响，还可以在极大程度上保护设备，避免设备、管道被硫化物腐蚀，因此，脱硫工段必不可少；后续还有变换工段、碳化与脱碳工段、压缩机工段、精炼工段、合成工段等，这些都是合成氨生产过程中不可或缺的一部分

3 如何真正实现合成氨生产污水零排放

“十一五”规划即将迎来胜利的火花，按规划路线，到“十一五”末期，能耗应降低20%，主要污染排放物需缩减到10%以内，唯有达成此项约束性指标，才算真正的完成。

要想真正实现合成氨生产污水零排放，首先要做的就是对当前企业发展进行实际分析，透彻的了解当下企业应用合成氨生产具体处于什么样的一个阶段，具体位置具体分析，找出排污点并逐一攻克、突破，从源头抓起，水资源用量要重点关注，避免不必要的水资源浪费，冷却水可以循环使用，没有污染或是稍微有污染但简单处理后即可投入使用的水资源一定不可轻易丢弃，要提高水资源的循环利用率；还需要加大清洁生产工艺的覆盖率，从一开始便使用清洁能源实施清洁生产工艺，从源头消除有害物质，确保最终得到的都是有用的、或是排放到自然界不会对周遭环境产生危害的；除此之外，污水处理系统也是必不可少的，引进先进的污水处理系统治理排放的废气、污水、杂质，大幅减少污染、降低排放量，企业要从实际出发，查缺补漏、因地制宜，真正实现工程“零排放”。

例如污水的闭路循环工作：在污水闭路循环过程中对污水中含有的有害物质如氨、氮等进行处理。造气脱硫污水秘鲁循环处理系统，该系统采用先进的造气工艺，其蒸汽分解率高达百分之四十四，让造气脱硫污水中的污染物最终呈现出不溶物状态，使悬浮物含量大大降低，更有利于去除造气脱硫污水中的污染物；锅炉污水也是排污处理的重点对象，锅炉污水是由水洗锅炉烟气形成的，水洗锅炉的烟气在经过相应的脱硫处理之后可以呈现出两级沉淀、一级过滤的状态，最终形成稳定的闭路循环。这两种污水闭路循环的共同特点都是需要补充水资源以维持闭路循环的正常运作，值得一提的是，该循环过程中补充的水资源并不是一次水，是可再次进行循环利用的水资源。

生产工艺要不断引进与革新，要关注当前最优、最适合企业生产需要的生产工艺，要对传统生产工艺展开技术个性，必要阶段还可以彻底剔除传统生产工艺，引进新型生产工艺，虽然引进新型生产工艺的同时需要花费一定的资金、资源，但从长远来看，引进新生产工艺所获得的效益要远高于传统生产工艺，因此，企业管理者必须从长远的角度出发，选择最优、最适合企业自身发展的生产工艺，从而达到“事半功倍”的效果。

除此之外，事故池必不可少。有些污水在闭路循环处理后仍有一些废水、杂质难以完全剔除，如果没能完全剔除这些水资源便不可排放，再次循环利用率将大大降低，利用事故池，将污水与雨水收集在事故池当中，最后进行相关处理工作，提高水资源的利用率。

从上文不难得出合成氨生产工艺的废弃水更少，需要补给的水资源也大大降低，向外排除废水的情况得到了有效的改善，企业可再结合相关结束，将二者相融合，让终端的排放水达到可再生回用的效果，实现合成氨生产污染水的零排放效果。

4 结语

合成氨生产污水零排放的应用已经取得了显著的成效，下一步工作应该是要进一步加大合成氨生产污水零排放的覆盖率，而国内企业与企业之间的水平参差不齐，因此企业还需要根据自身实际的发展情况出发，做出科学、合理的优化工作。传统的氨水脱硫已经不符合当下的发展需要，在不久的将来，传统氨水脱硫必将淘汰，新技术的不断问世、涌进与革新，才是真正实现合成氨生产污水零排放的重要途径。