合成氨与尿素生产中能量优化技术的应用

李敏

摘要：如果想要保证社会稳定发展，农业是其中重要保障。目前，国内对农业生产给予足够重视，积极提倡生产技术方面的创新。合成氨尿素在农业生产过程当中最为常用，在农业生产过程当中起到非常重要的作用，然而合成氨尿素生产期间相对较为复杂，需要大量的能源材料和高科技技术作为支撑，在合成氨生产期间的能力造成非常大的浪费，所以，应该怎样在合成氨尿素生产期间重视能力优化是目前这一行业当中非常关注的问题之一。

关键词：合成;氨尿素;生产;能量优化技术;应用

由于受到各种各样因素的制约，合成氨尿素的过程受到重重阻碍。为了能够有效解决这一问题，农业生产工作人员必须要增强对农业生产技术方面的探究力度，进而可以明显改善能源消耗过大这一严重问题，对国内农业生产的可持续发展起到大力的推动作用。

一、合成氨尿素生产期间的技术发展进程

1.1传统蒸汽化制氨工艺技术发展以及其特征

最开始是通过天然气作为原料的制氨工艺技术开始于上个世纪六十年代，由美国一家专业合成氨开始研究应用，投入生产以后获得令人满意的成果，被大家一直认为是当时最为先进的制氨工艺技术，这一次合成氨工艺技术创新的重点大部分表现为合成氨装置当中，装入了离心式压缩机，在强大动力系统的驱动之下，整个工艺系统均可以高效率的快速运转，进而可以使装置系统大型化与系统能量之间的有效利用，这就会使以往的制造氨尿素的工艺技术取得突破性的进展。改进以后的合成氨工艺技术特征主要包含由以下几点;（1）加入离心式压缩机属于一种动力源，之后再加上蒸汽轮机进行动力的传递，将工艺技术与动力系统给予有效融合;（2）对氨合成反应以后所释放出来的热量给予再一次的重新利用;（3）设置转化炉特殊排烟系统预热空气，进一步加大转化压力，将多余的载荷有效的推给下一个阶段的工序;（4）通过轴向冷激式氨合成塔，将每一个系统的温度调整到最佳的温度。

1.2低能耗制氨工艺技术发展和特征

低能耗制造氨合成的工艺技术是在能源危机形势之下所提出的，在那个时候的能源开发利用条件相对较为困难，同时由于全球各个国家的建设对能源的需求量明显增加，造成合成氨的工业生产成本明显上升以及经济效益较低，所以，在合成氨领域当中提倡低能耗制氨的工艺技术。因此，能够表明，低能耗制氨工艺技术的发展就是为了能够进一步优化能源配置。

1.3温和转换

一段转化炉利用低水碳化，保证出口部位的温度不会升高，然而甲烷的含量相对比较高，将负荷推送到二段转化炉，之后在炉当中通入充足空气，从而进一步加强转化系统能力。另外，采取燃气轮机以及空气压缩机在燃气轮机的动力驱动之下，可以与上端的转化炉有效的结合起来，与此同时在温度适宜的情况之下降碳脱除，进而能够真正实现能力的高效利用。

二、在合成氨尿素生产期间的能量优化技术方面的应用策略

2.1合成氨尿素生产期间能量优化技术的方案调研

其生产厂家必须要按照厂家的具体条件，采取可行性方案研究找寻适宜的方案。实际的步骤就是：第一，一定要全面贯彻我国对合成氨尿素生产期间能量要求当中的规定，反复对材料进行阅读，切实领悟文件当中的真实含义，以免当中制定的方案与我国相关规定想脱离;第二，对常见的生产条件和原材料渠道予以调查，对实施方案造成影响的隐患给予马上排除;第三，对相关合作单位予以沟通，建立一个稳定的合作关系;第四;厂家需要派专业人员去往市场予以调查，密切观察市场的最新动态，为能量技术的方案制定提供相对应的依据。

2.2合成氨尿素生产期间能量优化技术的方案思路

其相关装置属于能量集中型，同时消耗量相对较大的装置，对其给予能量优化技术改进过程当中第一需要考虑的就是对生产期间的用能优化。因为过程系统当中的三环节能量结构模型已经在合成氨尿素当中进行有效的推广应用，同时在日常实践过程当中获得显著的成效，所以，对其生产期间的能量优化技术方案思路进行探索的时候，必须要三环节能量结构模型当中首要条件，构建其生产能量优化思路图为：单元-子系统-整个系统，在每一个系统之间一定预先制定合理的能量优化顺序，同时在优化期间严格的执行设计方案。

2.3优化合成氨尿素生产期间的能量优化技术方案

第一，其生产厂家要与相关单位建立一个稳定的合作关系，由这一电力单位向化肥厂提供所需要的动力;第二，其生产厂家需要建立一个合理的动力接受系统，将电厂输送到能量全部接受，同时通过系统转换成为其实际需求的动力，第三，将动力根据每一个系统能量需求给予合理分配，大部分系统包含其蒸汽系统、循环水蒸汽透平系統等;第四，将以上期间没有有效利用的能量和废料渣给予加工处理，一部分外部输送到电力部门作为电力生产原料，另外一个部分回收应用到合肥成为合成炉当中进行循环利用。

2.4合成氨尿素生产期间能量优化技术应用情况

以往生产系统当中原变换流程应用的为中串低，在生产期间伴有非常多的弊端，在水煤气当中含有大量促使催化剂丧失活性的优化物质，造成蒸汽当中的气化比相对较低，造成生产原料造成非常大的浪费。除此之外，可以采取全低变换流程以后，CO的转换率在合理温度范围当中的转化率显著提升，在半水煤气当中的含量也明显减少，在通过变换三炉段能够有效降低到规范规定范围当中，自从采取全低变应用以来，其生产系统当中的阻力的下降幅度相对比较大，可以使蒸汽消耗率明显降低，进而能够起到一个能量优化的作用。

三、在合成氨尿素生产期间能量优化技术的应用成果

3.1能量优化技术实际应用所产生的经济效益

合成氨尿素生产期间的能力优化技术在应用以后，合成氨尿素生产过程当中节约了大量的原材料，催化剂活动明显增高，对材料的充分反应起到良好的促进作用，降低材料反应不完全就会被排掉的浪费;将反应以后的多余能量通过循环系统实现再一次利用，以免造成大量的能量流失，为其生产带来非常可观的经济效益。

3.2能量优化技术应用所产生的经济效益

从合成氨尿素生产期间能量优化技术应用以来，合成氨生产废弃当中的有害气体排放明显减少，造成相邻环境的污染程度明显降低，与此同时可以实现相对比较高的利用社会资源，社会对合成氨尿素生产的看法有明显改变，进而获得良好的社会效益。

四、总结

总而言之，在合成氨尿素生产期间实施合理、有效的改进技术，保证能够真正实现能量优化利用的这一目标。然而随着国内发展对农业产量需求明显增加，合成氨尿素的应用也会明显增加。因此，需要在已有的合成氨尿素生产期间的能量优化技术的基础之上，逐渐探索出一个更加有效和节能的技术措施，进而能够为合成氨尿素工业发展打下坚实的基础。

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