关注合成氨工业的节能减排_新型高效催化剂的应用
合成氨生产中节能减排技术的应用

合成氨生产中节能减排技术的应用摘要:伴随着我国国民经济的不断发展,科学技术也取得长足的发展,化工制品在人们的生活中的作用逐渐增大,直接关系到了人们的生活水平。
在化工制品生产制造过程中合成氨工艺和技术的应用范围广泛。
合成氨的原料主要是连油气、石油等,可是,在合成氨工艺中很多的材料和能源都被大量浪费,当前我国并没有生产效率比较高的合成氨工艺。
基于此,本文对合成氨工艺和节能进行详细论述,仅供参考。
关键词:合成氨;工艺;节能;改造引言近些年来,我国大量倡导节能减排理念,有效的改善合成氨工艺,逐步建立节能型合成氨工艺成为了企业发展的主要方向。
在一些新政策的指引下,很多企业开展合成氨工艺流程的改造。
不断有效的降低了工业生产成本和节约能源,还可以有效的保护环境。
企业在实施节能性合成氨工艺和技术改造的过程中,首先要严格控制工艺流程,然后改造氨分离技术、废水循环使用技术、造气工段技术等,只有这样才能达到节能改造的效果。
1合成氨工艺流程分析1.1原料气的制造与获取氢气的制作和获得原材料的方法有很多,不但可以从生活中最常见的天然气中获得,还可以通过重质油等原料中获得。
主要制作方式是,在确保原料抽取过程中温度的情况下,通过化学反应达到需要的高温,然后和水蒸气发生反应,从而得到合成氢气。
除此之外,针对一些固体焦炭型的原料,如果合成氢气,需要通过固定燃料气体法来完成。
然而对于渣油一类的物质,一般情况下,会通过非催化部门物体实施氧化法来合成氢气。
此外,为了从石脑油中获得合成氢气,需要通过二段蒸汽环法来实现。
1.2对原料气进行净化在氨合成的过程中,原料气净化是非常重要的,需要引起足够的重视。
合成氨原料气净化过程主要有以下几方面,首先,要将原料气转变成为一氧化碳,主要是为了使天然气体后产生大量的一氧化碳。
为了有效的实现氨物质的合成,需要大量的水蒸气,一氧化碳可转化为氢气或二氧化碳。
然而,合成氨直接转化为一氧化碳或者二氧化碳就会导致工艺难度大幅度增加。
高效催化剂在工业催化反应中的应用

高效催化剂在工业催化反应中的应用催化剂是一种物质,它能够通过提供新的反应通道或降低反应的活化能,加速化学反应的速率,从而实现高效催化。
在工业催化反应中,高效催化剂是非常重要的,它不仅可以提高反应速率,还可以提高产物的选择性和收率。
本文将通过探讨几个工业催化反应的案例来介绍高效催化剂在工业中的应用。
首先,让我们来看看在合成氨过程中高效催化剂的应用。
合成氨是一种重要的化学原料,在农业领域中用于合成肥料。
该反应的催化剂是铁和钼的氧化物。
这种催化剂能够在相对较低的温度和压力下催化氮气和氢气的反应,生成氨。
这种催化剂不仅具有高效催化的能力,而且其催化剂床的设计和工艺参数也被优化,以保证生产过程的稳定性和连续性。
其次,我们来探讨高效催化剂在石化工业中的应用。
蒸汽重整是石化工业中非常重要的过程,它用于产生氢气,供应给氢气处理单元。
传统的重整催化剂是铬、镍和钼等的氧化物。
然而,这种催化剂存在着烧结和结焦的问题,导致其官能活性降低。
为了解决这个问题,石化工业引入了高效催化剂,如白金基催化剂。
白金基催化剂能够在较低温度下实现高效重整,同时还具有更好的结焦抑制能力。
除了以上两个案例,高效催化剂在其他工业催化反应中也有着广泛的应用。
例如,在有机合成领域中,高效催化剂的应用可以大大提升有机合成反应的速率和选择性。
比如,苯酚的氨甲基化反应是一种重要的有机合成反应,它可以合成介于芳香胺和邻氨基酚之间的化合物。
在这个反应中,高效催化剂如钯和镍催化剂在适当的条件下能够将苯酚和甲醛催化为目标产物。
这种催化剂不仅具有高催化活性,还能够提高产物的选择性,减少副产物的生成。
此外,高效催化剂在环境保护领域也发挥着重要的作用。
例如,汽车尾气中的氮氧化物(NOx)通常会导致空气污染和酸雨的生成。
通过使用高效催化剂,如钯和铂基催化剂,可以将NOx转化为无害的氮和水,从而有效减少尾气对环境的影响。
总结起来,高效催化剂在工业催化反应中具有广泛的应用。
新型合成氨合成催化剂的研究和应用

新型合成氨合成催化剂的研究和应用合成氨是农业生产中必不可少的原材料,也是化肥生产的重要组成部分。
然而,传统的合成氨工艺存在着能源消耗大、催化效率低等问题,限制了其发展。
为了解决这些问题,研究人员开始探索新型的合成氨合成催化剂,并且在这方面取得了一定的进展。
一、传统的合成氨工艺存在的问题传统的合成氨工艺采用的是费托合成法和哈柏法。
其中,费托合成法是将氢气和氮气在高温高压条件下通过铁催化剂合成氨气,哈柏法则是使用钙固定床催化剂,将空气中的氮气和氢气经过多道反应合成氨气。
这两种工艺都存在一些问题。
首先是能源消耗大。
费托合成法需要高温高压的条件,而哈柏法中需要在高度压缩下才能进行反应。
这些条件需要大量的能源供应,造成了能源资源的浪费和成本的提高。
其次是催化效率低。
传统的催化剂反应速率低,需要消耗大量催化剂来完成反应,从而增加了成本和浪费。
此外,传统催化剂的反应条件非常苛刻,一旦反应温度和压力下降,反应速率就会降低,这也制约了传统合成氨工艺的进一步发展。
二、新型合成氨合成催化剂的研究为了解决传统合成氨工艺的问题,研究人员开始探索新型的合成氨合成催化剂。
在新型催化剂的研究探索中,主要包括以下两个方面。
首先是基于过渡金属催化剂的研究。
近年来,比较成功的新型催化剂是基于过渡金属的催化剂。
这些催化剂可以是采用单原子催化的方式来制备,其具有活性度高、反应条件温和、更容易控制反应过程和稳定性更高的特点。
如铁和钴催化剂,具有高的活性、选择性和稳定性成为了合成氨领域的重要成果,在钴催化剂中,过渡金属与载体之间的相互作用有利于在催化剂表面上产生更多的铵根离子,从而提高催化效率。
另外,金属-有机框架(MOF)中的金属聚合物(MOP)催化剂也备受研究者的关注,因为它们与常规的铁和钴催化剂相比,具有更大的表面积,催化效率更高。
其次是新型的非金属催化剂的研究。
与传统的金属催化剂不同,新型的非金属催化剂如氮化硼、硫化硼等都通过独特的物理化学性质提高了其催化活性,从而能够更好地促进氮气和氢气之间的反应。
新型高效催化剂的合成及应用

新型高效催化剂的合成及应用近年来,催化剂技术在材料科学、化学和环保领域中得到广泛应用,且作为各个工业领域中的重要技术,其研究内容和应用已经成为国际科技创新竞争的热点之一。
新型高效催化剂的合成及应用成为催化剂领域研究的重点,其制备方法、性能、机理的研究对新材料的开发和性能的提高具有十分重要的意义。
一、高效催化剂的制备方法高效催化剂的制备方法是制备新型高效催化剂的重要环节。
目前,高效催化剂的制备方法主要包括以下几种:1. 物理合成法:物理合成法主要是通过物理手段把不同材料组合在一起制备高效催化剂。
2. 化学合成法:化学合成法则是先合成催化剂的母体,然后通过选择性氧化或还原反应使其成为催化剂,或通过添加某一种物质使其催化活性增强。
3. 生物合成法:生物合成法是利用生物体分泌的有机物质,通过自组装过程形成催化剂。
以上三种制备方法都各有其适用范围和难点,在实践中需要因材施策,根据催化剂的具体性质和应用范围确定合适的制备方法。
二、高效催化剂的应用高效催化剂是在化学合成、有机催化合成等领域广泛应用的一类新型材料。
高效催化剂的优点在于其对反应的高效催化作用,能够显著提高反应产率和控制反应的选择性,大大提高了化学工业的生产效率、质量和资源利用率,对环保和能源的保护也有很大的帮助。
例如,在化工中,催化剂用于合成氨、硫酸、烷基化合成,氧化、氢化、脱水等反应中,极大地促进了反应产率的提高和处理速度的加快。
在有机合成中,高效催化剂被用于合成抗癌和抗菌等药物,在天然香料、色素和农药的产业中也有着广泛的应用。
三、高效催化剂的进一步研究为了更加深入的了解高效催化剂的制备和应用,有必要进一步开展有关研究工作。
对新型高效催化剂的制备方法进行优化和改进,提高其结晶度和上观测性;探索用于催化剂负载技术的先进技术以利于催化剂的稳定性和可持续性;研究催化剂的应用过程中涉及的反应机理,以加强反应的监测和控制。
研究高效催化剂不仅是为今后研发新材料打好基础,同时也有助于提高生产效率,促进经济发展和环保工作。
合成氨工业节能减排的分析

合成氨工业节能减排的分析合成氨是一种重要的化工原料,广泛用于生产化肥、染料、医药、塑料等多个行业。
合成氨的生产过程需要耗费大量能源,并且产生大量的二氧化碳和其他温室气体,给环境带来严重的污染。
如何在合成氨工业中节能减排,成为当前亟待解决的问题。
目前合成氨工业的节能减排主要有以下几个方面:优化工艺流程、提高装备效率、利用余热余能、采用清洁生产技术、发展新能源替代传统能源等。
优化工艺流程是实现合成氨工业节能减排的重要手段之一。
通过对反应条件、催化剂、分离技术等方面的优化,可以降低合成氨的生产能耗,减少二氧化碳的排放。
采用高效的催化剂和优化的反应条件可以提高反应的转化率,降低甲烷氧化反应中的二氧化碳排放。
提高装备效率也是节能减排的重要途径。
合成氨工业的各项装备包括压缩机、蒸馏塔、换热器等,优化这些设备的设计和操作参数,提高设备的使用效率,可以减少能源消耗,降低气体排放。
采用高效的换热器和压缩机,可以降低能源消耗,减少二氧化碳的排放。
利用余热余能可以有效降低合成氨工业的能耗。
合成氨工业生产过程中会产生大量的余热、余能,通过合理的余热余能回收利用可以降低工艺流程的能耗,减少二氧化碳的排放。
采用余热锅炉和余热发电技术,可以将废热转化为电能,减少外购电力的消耗。
采用清洁生产技术也是实现合成氨工业节能减排的重要措施。
合成氨工业生产过程中会产生大量的废水、废气,采用先进的废气处理技术和废水处理技术,可以减少大气和水体污染,实现清洁生产,降低环境影响。
发展新能源替代传统能源也是合成氨工业节能减排的重要途径。
传统合成氨工业主要依赖天然气或煤炭作为原料和能源,这些能源在生产和燃烧过程中会产生大量的二氧化碳和其他温室气体。
发展可再生能源或其他清洁能源,如风能、太阳能等替代传统能源,可以降低温室气体的排放,实现绿色可持续发展。
合成氨工业节能减排是一个复杂的系统工程,需要在技术、政策、市场等多方面共同努力。
通过优化工艺流程、提高装备效率、利用余热余能、采用清洁生产技术、发展新能源替代传统能源等措施,可以实现合成氨工业的节能减排目标,推动合成氨工业向清洁、高效、可持续方向发展。
合成氨工艺及节能改造对策

合成氨工艺及节能改造对策摘要:合成氨是一种重要的化学原料,广泛应用于农业、化工和能源等领域。
然而,传统的合成氨工艺存在能源浪费和环境污染的问题。
为了提高合成氨工艺的能源利用效率和减少环境影响,需要进行节能改造和技术创新。
本文探讨了合成氨工艺的基本原理,现有的节能改造技术,并提出未来的发展方向。
关键词:合成氨;节能改造;工艺1合成氨工艺的基本原理合成氨的工艺主要包括催化剂反应、压缩、冷却和分离等步骤。
在传统的哈柏-博斯曼工艺中,通过在高温高压下将氮气与氢气催化反应来合成氨。
这个过程需要大量的能量和催化剂,且产生大量的二氧化碳排放。
为了改善工艺的能源效率和环境友好性,需要进行节能改造。
图1为合成氨工艺流程图。
图1合成氨工艺流程图2现有的节能改造技术2.1催化剂改进研发高效的催化剂是提高合成氨工艺能源效率的关键。
近年来,一些新型的催化剂被开发出来,具有更高的催化活性和选择性。
例如,采用过渡金属催化剂的合成氨工艺可以在较低的温度和压力下进行,从而减少能源消耗。
合成氨工艺中存在一些有害物质,如硫化物、氯化物和氧化物等,它们会中毒催化剂,导致催化活性下降【1】。
因此,改进催化剂的抗中毒性能是关键之一。
通过引入抗中毒组分或者改变催化剂的物理和化学性质,可以增强催化剂对有害物质的抵抗能力,延长催化剂的使用寿命。
2.2压缩技术改进在合成氨工艺中,气体的压缩是一个能量密集型的过程。
通过改进压缩机的设计和运行参数,可以减少能源消耗。
例如,采用多级压缩和高效压缩机可以降低压缩过程中的能量损失。
2.3余热回收在合成氨工艺中,有大量的热量会被废气和冷却水带走。
通过利用余热回收技术,可以将废气和冷却水中的热能回收利用,减少能源的浪费。
例如,采用换热器和蒸汽发生器等设备,可以将废气和冷却水中的热量转化为有用的能源。
2.4改进分离技术在合成氨工艺中,需要将产生的氨与未反应的氮气和氢气进行分离。
传统的分离技术消耗大量的能量传统的分离技术消耗大量的能量,例如通过冷凝和吸附等方法进行气体分离。
合成氨生产中节能减排技术的应用探究
合成氨生产中节能减排技术的应用探究摘要:我国是世界上最大的农业国,对合成氨的要求量非常大,而由于技术问题,过多的生产将对环境造成很大的伤害,所以,我们要积极的改善节能减排的技术,不断深化合成氨工业的管理,保证产品的生产和节能减排的有机结合放在第一位,为我国的社会主义生态文明建设做贡献,同时,也促进了经济的发展。
关键词:合成氨生产;节能减排技术;应用1合成氨生产工艺的探究在我国合成氨企业中,虽然生产工艺各不相同,原料采用、设备结构和操作条件也各有差异,但是实现合成氨的基本步骤则是相同的。
首先,原料经过预处理后以不同的方式制备原料气(氢氮混合气),随后经过脱硫、变换、净化等工序后,将原料气压缩至一定的压力后,引入合成系统。
然后,气体通过最终净化,并换热升温至操作温度,送入合成塔内的催化剂层,在其中进行氨的合成反应。
反应后,氢氮混合气不能全部转化成氨,必须将其中的氨分离,剩下的氢氮混合气由循环压缩机补充压力后,与压缩机送来的新鲜气混合,再次进行合成,如此连续循环操作合成氨。
合成氨生产过程较为复杂,为保证各工序有序进行,在生产过程中根据不同的反应情况,给予合适的温度、压强和相应的催化剂等。
合成氨原料气的制备过程不仅将消耗大量的能源物质(煤、碳、天然气、水蒸气)作为原料,更需要消耗大量的能源物质作为动力能源消耗。
因此,制气环节能耗和成本较大,占合成氨生产的60%~70%。
其次在变换、净化及合成过程中都需要压缩,压缩机的使用也要消耗大量的动力能源。
最后,整个工艺过程中需要大量的换热蒸汽,产生大量的余热及三废物质。
因此如果能够实现合成氨过程中的各种能源物质的有效综合利用,可降低整个过程中的能耗,减少不必要的能源损耗,实现合成氨过程中的节能减排。
2合成氨生产过程中实现节能降耗的重要性合成氨行业是能源消耗大户,世界上约有3%的能源用于生产合成氨,同时合成氨工业又是污染物排放量较大的行业,化学需氧量、氨氮、二氧化硫等排放量都比较大。
合成氨工业节能减排技术探析
合成氨工业节能减排技术探析目录一、内容描述 (2)1. 研究背景与意义 (3)2. 合成氨工业发展现状 (4)二、节能减排技术在合成氨工业中的应用 (5)1. 节能减排技术的分类 (6)2. 技术应用现状及效果 (7)三、关键合成氨节能减排技术分析 (8)1. 氨合成塔优化技术 (9)2. 低温甲醇洗技术 (10)3. 废气回收及再利用技术 (12)4. 新型催化剂的应用 (13)四、合成氨工业节能减排的潜力与挑战 (14)1. 节能减排潜力分析 (15)2. 面临的主要挑战与问题 (16)五、合成氨工业节能减排技术的发展趋势 (17)1. 技术创新方向 (19)2. 未来发展趋势预测 (19)六、案例分析 (20)1. 典型案例介绍 (22)2. 案例分析总结与启示 (22)七、政策与措施建议 (24)1. 政策支持与建议 (25)2. 企业实施策略与建议 (26)八、结论与展望 (27)1. 研究结论总结 (28)2. 未来研究方向与展望 (29)一、内容描述合成氨工业作为我国重要的基础产业之一,在现代社会中占据着举足轻重的地位。
随着环保意识的日益增强和能源危机的不断加剧,传统的合成氨生产方式已逐渐暴露出其高能耗、高排放、低效率等问题。
对合成氨工业进行节能减排技术探析显得尤为重要。
本文将从合成氨工业的能源消耗现状出发,深入分析当前主流的节能减排技术,并探讨这些技术在工业生产中的应用及效果。
本文还将对合成氨工业未来的节能减排技术发展提出展望,以期为行业的可持续发展提供有益参考。
在能源消耗方面,合成氨工业作为高能耗行业之一,其能源利用效率直接影响着整个社会的能源利用水平。
我国合成氨工业的能源转化效率普遍偏低,导致大量能源在转化过程中被浪费。
通过技术创新和设备升级等方式提高能源利用效率,降低能源消耗,是合成氨工业节能减排的首要任务。
在节能减排技术方面,目前国内外已经有一些成功的案例和经验可供借鉴。
高效催化剂在合成氨工业中的应用及其性能优化
高效催化剂在合成氨工业中的应用及其性能优化一、引言合成氨是工业界中应用最广泛的化学品之一,被广泛应用于肥料、化工、医药等领域。
而在合成氨的生产过程中,催化剂起着至关重要的作用。
高效催化剂的使用不仅可以提高合成氨的生产效率,还可以减少能源消耗,降低生产成本。
因此,研究开发高效催化剂在合成氨工业中的应用及性能优化具有重要的意义。
二、合成氨工业中催化剂的应用在合成氨的工业生产中,主要采用费-特催化剂进行氨的合成反应。
目前,常用的费-特催化剂包括铁基、钌基、镍基等多种组合。
这些催化剂在合成氨的反应中起着催化剂和还原剂的作用,可以有效地促进氨的生成反应。
其中,铁基费-特催化剂是合成氨工业最常用的催化剂之一。
铁基费-特催化剂主要由氧化铝、铁、钾、镁等多种金属氧化物组成,具有较高的催化活性和稳定性。
使用铁基费-特催化剂可以有效提高合成氨的产率和选择性,减少副反应的产生,降低能源消耗。
另外,钌基和镍基费-特催化剂也在合成氨工业中得到广泛应用。
钌基费-特催化剂具有优异的抗毒化性能和稳定性,可以在高温高压条件下稳定运行,适合于大规模合成氨生产。
镍基费-特催化剂则具有较高的催化活性和选择性,可以有效促进氨的生成反应,提高生产效率。
三、高效催化剂在合成氨工业中的性能优化为了进一步提高合成氨的生产效率和降低生产成本,研究人员一直在探索高效催化剂的性能优化方法。
通过调控催化剂的成分、结构和形貌等参数,可以有效地改善催化剂的催化活性和选择性,优化合成氨的反应条件。
首先,通过改变催化剂的成分来优化其性能。
例如,可以通过在费-特催化剂中引入不同的金属氧化物或添加剂,调节催化剂的表面活性位点和电子结构,提高催化剂的催化活性和稳定性。
此外,还可以通过改变催化剂的比表面积和孔径大小等参数,优化催化剂的表面反应活性和扩散性能。
其次,可以通过调控催化剂的结构和形貌来优化其性能。
例如,可以通过调控催化剂的晶体结构和晶面取向,优化催化剂的晶面活性和晶格缺陷,提高催化剂的催化活性。
节能减排技术在我公司合成氨生产中的应用
最高处 ,有利于合成反应。 ( ) 惰性 气 体 排 放 位 置 设 在 冷 交 去 氨 冷 器 2
前 。此 处惰 性气 体含 量高 ,氨 含量 低 ,设在 此处
减 少 了放空 气量 和氨 损失 。
( )补气位置设在氨冷器后 ( 3 此处是 系统 压力最低处 ) ,降低了压缩机的功耗。 ( ) 冷 交 壳 程 走 水 冷 后 气 体 ,一 次 分 离 液 4 氨 ;管程走氨分后气体 ,回收氨分后气体冷量 , 用 以冷 却分 离水 冷后 气体 中的液 氨 ,减 轻 了氨冷 氨 分 的负荷 ,同时 系统 产生 的冷 量也得 到 有效 回
高达 6 0td 5 。 /
膜 分 离氢 回收 技术 是 比较成 熟 的处 理合 成塔 塔 后放 空 气 的气 体 回收技 术 。我公 司 D 20 N 00氨 合 成塔 的设 计 产能 为 10k/ ,塔 后 放 空 气量 为 8 ta
( ) 在 流 程 上 ,循 环 机 设 在 合 成 塔 入 口管 1 路 上 ,提压 后气体 直 接进 入氨 合成 塔 内反应 ,产 生 的温 升提 高 了入塔 气 的温度 ,并 减少 了冷 冻量 ( 塔后 流程 相 比 ) 与 ,同 时使 合成 反 应 在 压 力 的
但 该 系统 运行 至今 也暴 露 出一些 问题 :水 冷
我公 司总氨 生产 能力 为 30k/ ,平 均 氨 产 6 ta 量 在 4 h左 右 ,液 氨 贮 槽 弛 放 气 气 量 平 均 为 0t /
34 0m / ,弛放气 中氨含量 在 4 %左 右 。针 对 0 h 0
此部 分气 体 ,原采 用 水洗 技术 处理 ,除氨后 ,得 到大 量 的稀 氨水 ( 度 1% 左右 ) 浓 8 ,但 由于 氨 水 价格 低廉 且 市场低 迷 ,大量 积压后 无 法处 理 ,对 环境 构成 严 重威 胁 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
化工进展 2009年第28卷·406·
关注合成氨工业的节能减排
——新型高效催化剂的应用
刘化章
(浙江工业大学工业催化研究所,绿色化学合成技术国家重点实验室,浙江杭州 310014)摘要:化肥对粮食生产的贡献率占50%左右。
中国能以占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口,这一举世瞩目成就的取得,应该说一半归功于化肥的作用。
化肥在确保我国粮食安全和能源安全中起着重要的作用。
合成氨是高能耗工业,具有巨大的节能潜力, 应当引起我们的高度重视。
合成氨为高能耗产品有两层含义,一为氨本身热值较高;二为氨的生产过程中能量损耗大。
我国合成氨单位能耗平均为1764千克标煤/吨,与国际先进水平相差600~700千克标煤/吨。
造成我国合成氨工业能效低、能耗高的主要原因有:一是装置规模小,我国合成氨生产能力5000余万吨,现有中小企业近500家,若按一家产能20万吨计算,有250家企业就能达到这一产量。
二是原料结构不合理,国外主要是以天然气为原料(占85%以上),而我国主要以煤为主(约占65%)。
在煤、油、气三种原料中,天然气被认为是最经济的合成氨原料。
三是我国合成氨装置单机效率低、工艺技术落后。
国外多采用15 MPa以下的低压工艺。
吨氨能耗随合成压力降低和氨合成催化剂的进步跟着降低。
中小化肥厂产量占全国总产量的70%以上,大多采用31.4 MPa高压合成的传统工艺技术,致使能耗和生产成本高居不下。
此外,我国生产企业管理相对落后,国内同类企业能耗差距可达40% ~ 50%。
合成氨是一个复杂的系统工程,节能减排需要综合治理,从原料、技术、设备,管理等诸多方面猛下功夫。
就单元技术来说,工艺技术进步是节能减排最重要的措施,其贡献率可占据节能减排总量的半壁江山。
而工艺技术和条件是依催化剂的性能来决定的,而催化剂的性能又要有合适的、先进的工艺相配套。
氨合成催化剂是工艺技术进步和节能减排的核心和关键。
我国浙江工业大学经过20多年研究开发成功的A301(ZA-5)型催化剂是一种国内外领先的新型氨合成催化剂,主要技术指标已显著超过国外最好的催化剂。
但我国虽然拥有世界上最好的催化剂,却被用在了世界上最落后的工艺上。
迄今仍没有与其低压高活性相匹配的低压合成工艺。
以催化剂为核心技术,对大型和中小型合成氨装置进行节能改造,投资省,收效快,效果好。
作者认为大型合成氨装置是根据“全能概念”设计的全能系统,能效可达60%~70%。
但氨净值普遍较低,实现节能减排的关键在于采用ZA-5等高活性催化剂以提高氨净值。
中小型合成氨厂通常采用30MPa合成工艺,技术落后,合成气压缩功耗高。
针对中小合成氨装置存在的根本问题,作者认为,除了原料结构调整外,采用低压合成工艺技术路线进行降压改造是中小合成氨装置节能减排的方向和重点。
本文以ZA-5型高效催化剂为基础,考察了大型合成氨装置应用ZA-5催化剂的增产和节能效果;研究了原有中小型合成氨装置合成回路进行低压改造的必要性、可行性及其节能效果。
结果表明,对我国中小型合成氨厂进行低压改造,把合成压力从30 MPa降低到10~15 MPa是可行的。
对于一座年产合成氨10万吨的小型合成氨厂,基建投资至少可以节省15%以上,年可节约7652吨标煤,节能效果十分显著。
如果全国有50%的中小合成氨装置进行低压改造,则年可节约134万吨标准煤。
关键词:合成氨;节能减排;催化剂
————————
作者简介:刘化章(1940—),男,研究员,博士生导师。
长期从事氨合成催化剂研究,创立了Fe1-x O催化剂新体系,开发了A110-2、A301、ZA-5等系列新型工业催化剂,获国家发明二等奖、三等奖和国家科技进步二等奖各1项,省部级科技进步一等奖5项,发表论文252篇,出版专著1部,中、美、英、德和丹麦发明专利11项。
E–mail cuihua@。