合成氨生产装置实现污水零排放工艺探讨

王兵

摘要：随着经济不断的发展进步与人口数量的日益剧增，水资源危机问题越发严重。据大量数据分析，水体污染是目前导致我国水资源危机的主要因素之一，其中合成氨工业造成的水体污染问题不可小觑。因此文章以此为切入口，探究合成氨生产装置在实现污水零排放中的相关工艺，简单介绍合成氨生产装置的相关内容;再进一步了解合成氨生产装置的工艺设计，分析合成氨生产装置对我国水资源危机的正面影响。

关键词：污水处理; 零排放; 工艺探析;

1 合成氨生产的应用背景

现在我国大部分合成氨生产依赖的主要原料是煤炭，主要制气方法是煤气化法，是通过将无烟煤与蒸汽或水以及空气等物质送入煤气发生炉内，在高温加压的条件下经过反应制得半水煤气，半水煤气再经过变换、净化等工序除去有害杂质后再送入合成氨装置进行合成氨生产。

这种方法制成的半水煤气中除了含有制备合成氨的有效成分氮气与氢气之外，同时还伴随着其他有害气体与杂质的产生。在合成氨技术发展初期，大部分工厂都是将这些污水直接排入江河之中，导致水体遭受到了严重的污染，有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。

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，与此同时，合成氨工业在取水量上也已经占据化学工业中用水行业前列，生产造成的水污染风险与现象也是现实存在必须治理的急迫问题。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

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。合成氨生产的原料是指含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固体原料、气体原料以及液体原料三大类。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。

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。以下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

煤气化工段以煤为原料，经过气化炉，以高温常压或加压条件下与气化剂反应，制得半水煤气。半水煤气内含有CO和H2经过净化分离后结合从空气中分离而出的氮气送入合成氨装置。

脱硫工段要对水煤气中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、脱碳工段、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。

最终，在合成氨合成塔内，氮气和氢气在催化剂的作用下经过合成反应最终制备形成合成氨产品。

3 合成氨生产污水工艺选择很重要

煤化工企业是一个流程复杂、连续运转率高、取水量高、技术含量高的行业，各种废水处理工艺处理能力和实际运行效果也大不一样。这就要求煤化工企业在建设初期就认真比对分析，选择工艺路线最优、污水处理能力较高，并且要选择能够切实实现生产废水零排放的工艺。

3.1 对当前企业发展进行实际分析

对于已经投产的化工企业，必须要透彻了解当下企业应用合成氨生产具体处于什么样的阶段，具体位置具体分析，找出差距和排污点，并逐一攻克、突破，运用先进技术从源头抓起，减少废水排放量，缩小与零排放的差距，并逐步实现。

3.2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。

3.3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;加大对生产装置清洁生产工艺的技改技措投入，实现装置内清洁生产投用率达100%。

3.4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。脱硫污水闭路循环处理系统，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。

3.5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，获得要远高于传统生产工艺的效益。因此，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。

3.6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。

合成氨生产工艺的废弃水越少，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。在零排放的治理过程中尽可能多的运用循环利用和再生回用的理念和先進的技术来进行污水处理，减少排出的污水和固废量，从而实现生产过程中的零排放。

国内企业与企业之间的水平参差不齐，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。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。

参考文献

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