环境污染源分析与治理技术研究

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摘要：化肥生产不但需要消耗大量资源、能源，而且会对环境产生较大污染，因此做好环保措施对于化肥生产极为重要。合成氨涉及较为复杂生产工艺，不同原料需要采用不同生产工艺，即便是相同原料，不同处理环节采用的处理工艺也各不相同，因此产生的污染源及对环境污染程度也有着较大差别。为了降低环境污染，提高整体经济效益，文章以煤制合成氨工艺为主要研究对象，探讨了合成氨化肥装置产生的环境污染及相关防治措施。

关键词：煤制合成氨；环境污染；化肥；防治

氨属于一种非常重要的化工产品，其不但能够作为最终产品，而且还能当做重要的中间产品。氨在生产化肥原料中占据了70%，剩余的作为制药、炸药合成树脂等物质的原料（剩余的用于其他合成树脂的原料）。作为化肥行业基础的合成氨装置的投产，对农业生产发展具有重大贡献。

1合成氨装置相关概况

煤矿资源在我国储量丰富且分布广泛，加上价格低廉，能源化效率高，使其成为了当前合成氨工艺生产主流能源来源。合成氨装置是化肥生产过程中的关键装置，是化肥生产系统中不可或缺的重要组成部分。近些年，随着我国对合成氨工艺技术引进、研发力度不断增强，我国合成氨行业技术水平得到了较大程度提升。然而在合成氨经济效益提升的同时，也带来越来越严峻的环境污染问题。在环境保护方面，国际化肥协会与我国都在污染防控方面制定了相关措施，及相关法律政策、技术规范等，尤其是在污染排放标准方面更是越来越严格。目前，我国合成氨生产企业中，中小型规模比例占绝大部分比例，合成氨环境防治措施在整体上仍有待完善，企业必须不断调整原料结构，加强技术引进、优化等来提升当前的防污治理效果。合成氨装置运行涉及诸多复杂工艺，不但原料流通量大、连续性高，而且产生的污染源与污染物情况也有着较大差别。加上生产过程中会产生有毒有害、易燃易爆产品，对合成氨管理过程产生较大的安全威胁。因此，加强对煤制合成氨装置及其应用工艺，及产生的环境污染进行深入分析，并探讨相关解决对策极为必要，同时也是化肥企业生产效益最大化重要保障。

2合成氨装置生产工艺及污染源分析

在合成氨装置中，以煤为原料进行合成氨生产流程大致为：将煤制成水煤浆→与蒸汽一起进入气化炉→洗涤塔中一氧化碳转化→与NHD进行脱硫脱碳或者进行低温甲醇洗→去除尿素、H2S等杂质得到氨产品。合成氨装置中产生的废气主要包括有：煤浆制备过程产生大量粉尘、气化闪蒸汽；气体洗涤过程NHD汽提塔排气、H2S气体、硫回收尾气、液氮洗尾气；氨压缩合成过程中氨罐放空气等。这些废气可以通过焚烧、回收利用、高空排放等方式进行处理，来降低对环境的污染。合成氨产生的废水是较为重点的污染源，COD含量较高，并且含有大量硫化物、氰化物。产生的固体废物主要包括有气化灰渣、锅炉灰渣、重金属催化剂废弃物等。对于合成氨装置中产生的各种类型的废弃物、污染源，必须采用合适的处理方式，才能实现较为有效的污染防治。

3合成氨装置废气污染防治措施

结合实践来看，针对煤质合成氨化肥装置废气污染方面的防治，笔者认为企业应当采取以下几方面措施：3.1粉尘治理。粉尘污染主要产生于煤浆制备过程，而采用湿式溢流型棒磨机能够起到很好的抑尘效果。在煤仓、石灰石料仓顶部都应加装单机布袋除尘器进行除尘，确保粉尘浓度在50mg/m3以下，采用40m以上高空气筒排放。3.2放空气、闪蒸气污染治理。煤制合成氨过程中，气化装置开停工、高空闪蒸气分离器、高低温热水器安全阀，都会产生大量废气，这些废气将统一经过高温燃烧后排放，燃烧后的产物主要有CO2、水蒸气，高空排放将对环境的危害降到最低。3.3气体净化过程废气治理。气体净化阶段产生的废气主要有SO2、H2S、CO2。在低温甲醇脱硫过程中产生的废气中H2S含量较高，在煤制合成氨装置中，采用湿式氧化法+物理吸收+克劳斯制硫法的方式进行脱硫处理，能够获得较好的除硫效果。在脱碳流程中，大量CO2在洗涤分离之后可作为尿素生产原料，多余杂质经脱碳塔处理后进行高空排放。在低温甲醇洗+液氮洗气体净化精制过程中，产生的尾气有大量H2、CO,不能进行直接排放，可采用循环系统回收作为锅炉燃料重复利用。3.4NH3排放控制。煤制合成氨化肥生产装置运行时难免产生无组织排放问题，出现超标排放也极为常见。合成氨装置中压缩机、泵、阀门等在运行过程，尤其是氨罐呼吸阀都会产生NH3无组织排放问题。为此，须加强对合成放空气、氨罐阀放气中NH3回收处理，杜绝NH3直接排放。在氨罐中设置冷却水喷淋系统能够有效降低NH3无组织排放。针对无组织排放原因以及工艺条件，使用高质量真空法兰和垫圈，或者使用高性能密封件，提高设备密封效果。对设备运行情况进行严格管理，制定严格巡查管理制度，对出现的泄露问题及时处理。

4合成氨装置废水污染防治措施

为了有效地进行煤质合成氨化肥装置废水污染方面的防治，化工企业可以从下面几项措施着手：4.1煤气化产生的灰水污染治理。在水煤浆制作过程中，气化炉气化产生粗煤气需要进行冷却降温，此过程会产生大量灰水。灰水中含有大量污染物，直接排放将会对环境造成严重破坏。因此，必须进行灰水处理达标之后才能进行排放。经过预处理之后的灰水能够进行二次利用，之后的重污染污水必须经气化灰渣沉淀、过滤之后才能进行排放，沉淀、滤渣可用作水泥生产原料4.2工艺冷凝液污染治理。合成氨生产产生的废水氨氮含量较高，而COD相对较低，因此对污水处理装置硝化、反硝化功能要求较高，才能获得较好的污水处理效果。高氨氮含量废水处理过程中，采用汽提—厌氧—好氧(A/O)处理工艺能够取得较好效果。借助微生物代谢作用，将废水中呈溶液、微细悬浮状态的有机污染物质转化成为无害的无机物，进而达到净化污水的效果，尤其是在合成氨装置废水处理过程中应用效果较为明显。

5固体污染物治理措施

在煤制合成氨化肥生产过程中，在气化阶段产生的灰渣，以及过滤压缩的滤饼固体废弃物不含有毒物质，可用作水泥、砖块生产原料。合成阶段产生的废弃催化剂、气体精制分子筛、空分分子筛、冷箱珠光砂等高污染固体废弃物可有生产厂家回收再利用，产生的污泥应送填埋场进行填埋处理。

6其他相关措施

6.1对厂区平面布置进行优化。对于煤制合成氨化肥生产过程中，将可能产生无组织排放污染物的装置、设施，应设置在远离生活区位置，并在周边广植树木、绿化带等，降低无组织排放对环境的污染。6.2加强CO2气体回收利用经脱碳塔塔顶高空排放的大量CO2气体高不但会造成资源浪费，而且会加剧温室效应，为响应节能减排政策号召，应加强对CO2回收利用效率，由于制作干冰或其他原料。6.3增设中水回用装置。煤制合成氨装置所排放废水，主要包括有气化废水、CO变换净化工序排放冷凝液、机泵排污等，这些污水中NH3含量高、COD较低，通过增设中水回用装置进行深度处理可用作循环水补水，提高水资源利用效率，降低生产成本。

7结语

总而言之，当前国际生态环境形势越来越严峻，社会各界对环境保护重视程度不断提升，国家监管环境保护的力度也在逐步增强。这几年，国家环保部门开始评价企业的环境行为的信用等级，并向社会公布相关信息，企业只要被执法查处，情况恶劣的还可能会面临其企业贷款被取消。所以，企业必须要坚持可持续发展理念，综合考量与控制最大污染物的排放源与数量，同时能够根据企业自身情况，由工艺技术、污染治理技术与效果等多方着手，提高决策的合理性，尽可能将能源与资源利用起来，科学制定环境污染治理方案，减少企业对环境的污染，提升其环境污染的治疗效果，最终不断提升企业的经济效益。

参考文献：

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[2]蔡春丽，王金宏.合成氨厂NH3无组织排放的环境影响及污染防治措施[J].环境保护与循环经济，2010(6)：42-43.

[3]李忠.分析煤制合成氨装置能耗分析与节能方向[J].化工管理,2018,000(003):60.

作者:庞文欣 单位:大唐呼伦贝尔化肥有限公司