关于化肥生产的节能减排新技术的分析论文_陈学东, 刘伟伟

关于化肥生产的节能减排新技术的分析论文_陈学东, 刘伟伟

阳煤平原化工有限公司 山东德州平原县 253100

摘要:化肥工业是一个高耗能高污染的产业,在环境问题和资源问题日益严重,我国实行低碳经济发展的背景下,化肥生产企业必须不断研发并应用先进的生产技术,对废弃物进行合理处置,循环利用,只有这样才能促进行业及企业的健康发展。

关键词:化肥生产;节能减排;新技术;分析

一、高浓度的氨氮废水处理技术

现阶段,在我国的工业生产当中每天都要排出种类繁多的大量废水,光氨氮废水这一项的氨氮年均排放量就大于 30 万吨。化工、化肥、炼焦、钢铁、农药、炼油等等工业生产当中所产生的大量的高浓度的氮氨废水被排入到水体当中,产生水体富营养,造成江河湖泊受到严重的污染,不光对人们的生活环境造成不良影响,更会使国民经济损失巨大。

最近十几年,无论是国际还是我国都对氨氮废水的处理进行了深入的研究,研究的范围非常广泛,如生物、化学、物理等方面的处理工艺, 出现了很多新技术。如果氮氨废水的浓度比较低,就可以利用生化方法进行处理,这种处理方法成本比较低。可是大多数工业企业产生的氨氮废水的浓度都很高,因而必须进行脱氨处理。现阶段,离子交换法、 硝化反硝化法、化学沉淀法、折点加氯法、生物脱氮法等等处理氨氮废水的技术,通常都是把相应废水当中的氨氮看成是污染物,利用去除方法有效降低废水当中的氨氮含量,不能对氨氮进行资源化利用。而传统当中的利用汽提脱氨的技术,蒸汽的消耗量又非常大,处理的成本比较高。因而传统的脱销方法不能适应目前国家及各个地方标准, 必须开发出投资小、流程简单、控制方便、技术成熟、没有二次污染的高效资源化的高浓度氨氮废水的处理技术。实施实践经验基础上, 有效结合目前最新的研究开发节能减排技术和相应装备研究的成果, 以技术成熟、效率高的蒸汽汽提脱氨技术作为基础,研发出了具备自主知识产权的节能高效的对高浓度的氨氮废水进行处理的技术。对于传统的蒸汽汽提废水脱氨技术具有蒸汽耗量比较大,处理废水的成本比较高的问题,该技术采用相应的节能降耗技术及设备、高效脱氨技术及设备、氨资源化的回收利用技术和工艺,这种技术适合对各种工况高浓度氨氮废水进行处理,被广泛的应用到工业生产当中。

处理高浓度的氨氮废水的时候,蒸汽单耗及脱氨效率是两个非常重要的指标。这项技术能够把浓度在 6000mg/L 以上的氨氮废水一次处理为小于 15mg/L,能够有效达到国家级以及的排放标准,甚至最低可以降到 5mg/L 以下,此外,工业废水当中的氨氮还能通过高浓度氨气、浓氨水、液氨等形式进行资源的回收利用。处理废水的蒸汽消耗量为30——180kg/t,甚至能够降到 30kg/t 以下。

二、新型湿法氧化锌烟气脱硫技术

湿法氧化锌脱硫技术是将含氧化锌的粉料加水或工艺中返回的脱硫渣的洗液配制成悬浮液,在吸收设备中与烟气中 SO2 反应,将烟气中的 SO2 主要以亚硫酸锌(还有亚硫酸氢锌、硫酸锌)的形式予以脱除。吸收后的副产物亚硫酸锌经空气氧化或热分解或酸分解处理,最 终可生产硫酸锌、电解锌和硫酸(或液态二氧化硫)等产品。由于锌 和 SO2 都能回收利用,该技术没有其他许多脱硫方法常存在的二次污染问题,是一项利国利民、以废治废、节能减排的高科技脱硫技术。

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多家高校合作研发出高硫煤烟气高效脱硫喷雾塔,其脱硫效率达到 99% 以上,耗水少且无废水排放,比常规技术节能 30%,适用于石灰石、石灰粉、劣质石灰块、氧化锌、氧化镁等多种脱硫剂的工业脱 硫装置,可广泛应用于化肥、化工、煤炭、电力、冶金等领域。该设 备在河北冀中能源集团公司应用,取得了良好效果。最近,五矿环保 科技有限公司又研发了多级高效喷雾湿法烟气脱硫三代技术,克服了传统技术装备体积庞大、投资多、安装困难、易被腐蚀磨损等缺点, 全套设备的能耗只有国内外其他技术的 5% ~ 10% 左右。实验数据表明,该装置脱硫效率超过 99.9%,耗水量低且无废水、废渣排放,实现了 SO2、粉尘、雾滴等有害物质的零排放。该装置整个脱硫过程不

需额外添加脱硫剂,通过在装置内循环利用氧化锌浆液,节省了大量 硫酸,无论从脱硫效率还是能耗方面都超过目前的国际先进水平,具 有良好的经济效益和社会效益。

三、离子液循环吸收脱硫技术

离子液是由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的,在室温或室温附近呈液体状态的离子化合物,与传统的有机溶剂相比,具有熔点低、 酸碱性范围可调、无毒高极性、化学稳定性好、不易挥发和燃烧等特点, 能够取代有机溶剂进行化学反应,从而实现反应过程的绿色化。离子液循环吸收脱硫技术采用以有机阳离子和无机阴离子为主的离子液, 添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂组成的水溶液作为吸收剂。这种吸收剂对 SO2 气体具有良好的吸收和解吸能力,在使用过程中不会产生对大气造成污染的有害气体。在 40 ~ 50℃常温下,离子吸收液吸收SO2 气体;105 ~ 110℃高温下,离子吸收液中的 SO2 可解吸出来。离子液循环吸收脱硫技术作为一种可资源化的脱硫净化工艺,是一种新颖的离子液体技术与传统的“吸收—再生”气体净化工艺完美相合的烟气脱硫新技术。

离子液循环吸收脱硫技术适用范围广,烟气处理量大,对被处理烟气中的 SO2 浓度波动范围宽(可在 0.02% ~ 5% 的范围内)。在烟气中硫含量较高时,该技术的投资和操作成本更具优势。该技术可用 于处理各种低、中、高硫的煤种的燃煤锅炉烟气,化肥、化工、冶金、 钢铁等行业焙烧产生的各种废气及燃煤电站锅炉烟气治理,也可用于 燃油烟气、垃圾焚烧烟气、重油分解废气和烧结机烟气等。其脱硫效率可达到 99.5% 以上,且脱硫率可灵活调节。用于制取硫酸及生产农药和化肥,既可实现硫资源的有效回收利用,缓解我国大量进口硫磺 的现状,又能产生良好的经济效益,其收益可以抵消脱硫装置的部分 运行费用而降低脱硫成本。世界各国目前已开发比较成熟的脱硫技术 达上百种,但真正实现工业应用的仅为有限的十几种,其中湿法脱硫 工艺应用最广。离子液循环吸收脱硫技术也是一种湿法脱硫工艺,作 为近年来研究成功的一种新型烟气脱硫技术,尽管目前市场占有份额 不多,但由于该技术是真正可实现循环经济的资源化绿色脱硫工艺, 正越来越受到重视。国内在这方面的研究也取得了进展,成都华西化 工研究所和攀钢集团共同研究、开发了具有完全自主知识产权的离子 液循环法脱硫工艺。该工艺设计的脱硫装置年处理烟气 48 亿 m3,每年最大可减排 SO22.12 万 t,无废弃物和二次污染,并可生产高浓度硫酸 3.2万t/ a。

结束语

化肥工业技术进步是实现节能减排的重要措施,通过不断增强自 主创新能力,大力研发和采用行之有效的节能减排新技术,突破制约 化肥生产节能减排的技术瓶颈,降低能源消耗和提高能量利用率,尽 快使化肥生产中的能源从高消耗向低消耗转化,并同时实现污染排放 向零排放转化,进一步推动我国化肥工业的技术进步和可持续发展。

参考文献

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论文作者:陈学东, 刘伟伟

论文发表刊物:《建设者》2019年20期

论文发表时间:2020/1/3

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