第一篇：合成氨的節(jié)能與環(huán)保 小論文

合成氨的節(jié)能與環(huán)保

李永海

（安建工 材化學院 08應化① 08206030102）

摘要：進入21世紀，我們不能再一味地發(fā)展追求發(fā)展重工業(yè)，而要努力向“清”工業(yè)轉型。氨是最為重要的基礎化工產品之一，更應做好表率，帶頭實現節(jié)能減排。通過合成氨的工藝流程，盡量從各環(huán)節(jié)做到節(jié)能減排，把氨工業(yè)的發(fā)展與節(jié)能和環(huán)保相結合。

關鍵詞：合成氨 節(jié)能 減排 環(huán)保

1、前言

飲鴆止渴，意思是喝毒酒解渴，比喻用錯誤的辦法來解決眼前的困難而不顧嚴重后果。剛剛進入二十一世紀，人類就驚訝的發(fā)現，從第一次工業(yè)革命開始，人類為了追求利益與發(fā)展，工業(yè)飛速發(fā)展。但伴隨新科技，新文明的到來，能源危機的紅燈頻頻亮起，環(huán)境污染也日益嚴重，自然災害頻發(fā)。這無異于飲鴆止渴。如今，越來越多的人已經意識到了這個問題。黨的“十七大”提出“抓好節(jié)能減排工作，著力推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設”。合成氨工業(yè)是化學工業(yè)的支柱產業(yè)之一，在國民經濟中占有非常重要地位，氨是最為重要的基礎化工產品之一,其產量居各種化工產品的首位;同時也是能源消耗的大戶,世界上大約有10 %的能源用于生產合成氨。合成氨也造氣是用水大戶之一。以無煙煤或焦炭為原料生產合成氨時，每生產1 t 合成氨可排出造氣廢水50 ～ 80 t。正因它是一個大噸位、高能耗、低效益的產業(yè)，合成氨的節(jié)能與環(huán)保勢在必行。

2、合成氨簡介

2.1、合成氨的工藝流程

如圖1，為合成氨的工藝流程。

在200MPa的高壓和500℃的高溫和催化劑作用下，N2+3H2====2NH3,經過壓縮冷凝后，將余料在送回反應器進行反應，合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量從焦爐氣中回收副產外，絕大部分是合成的氨。

合成氨主要用作化肥、冷凍劑和化工原料

生產方法 生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤（或焦炭）等。

①天然氣制氨。天然氣先經脫硫，然后通過二次轉化，再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序，得到的氮氫混合氣，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1％～0.3％（體積），經甲烷化作用除去后，制得氫氮摩爾比為3的純凈氣，經壓縮機壓縮而進入氨合成回路，制得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。

②重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料氣，生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單，但需要有空氣分離裝置?？諝夥蛛x裝置制得的氧用于重質油氣化，氮作為氨合成原料外，液態(tài)氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。

③煤（焦炭）制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發(fā)展，以煤（焦炭）為原料制取氨的方式在世界上已很少采用。

2.2合成氨的用途

氨主要用于制造氮肥和復合肥料，氨作為工業(yè)原料和氨化飼料，用量約占世界產量的12％。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作制冷劑。

3、合成氨的節(jié)能

3.1、設備優(yōu)化節(jié)能

合成氨操作的設備很多，包括流體輸送設備，塔設備，換熱設備等，每一類設備都有他獨特的節(jié)能方式。

3.1.1塔設備的改造

采用塔前預熱器的合成氨工藝，如圖2。該流程特點：(1)大幅度降低冷卻水的消耗。

(2)預熱^塔氣體，減少合成塔內換熱器的負荷。當中鍋蒸汽壓力不變時，合成塔下段換熱器負荷基本不變，實際上減少的是上段換熱器負荷。

(3)減少合成塔內換熱器負荷，從而提高合成塔的容積利用系數、催化劑裝填量及合成塔的生產能力。

(4)提高中鍋蒸汽產量。塔內換熱器負荷的減少，相應增加了中鍋負荷，從而可提高中鍋蒸汽產量。

3.1.2、流體輸送設備的改造

（1）應用變頻器節(jié)電

變頻調速是通過改變電機定子的供電頻率來達到電機的調速, 它可以根據電機負載的變化實現自動平滑的增速或減速。調速特性基本保持了異步電動機固有的特性, 即轉差率小的特點, 因而其效率高、調整范圍寬、精度高, 且能實現無級調速, 節(jié)電效率在20% ~ 30%。

（2）內饋斬波調速

內饋斬波調速設備是由內饋調速電機和斬波控制裝置組成。該技術是新型交流調速技術, 特別適用于需要高效節(jié)能的高壓大、中容量交流電機的調速。

內饋斬波調速主要技術特點有: a、有源逆變器和內饋繞組只含有功率和電流, 最大容量由移相控制的100% 電機功率降低為14.8%, 使內饋調速電機工藝得到簡化, 成本降低。

b、從根本上解決了移相觸發(fā)控制人為地產生感性無功功率問題, 有源逆變器觸發(fā)脈沖固定,相位鎖定, 功率因數恒為0.9, 抗干擾性強, 可靠性高, 電流諧波減小。

c、效率高, 可達90%以上。

d、該技術比調速型液力偶合器的能效高。（3）無功功率補償的節(jié)能 3.1.3換熱設備的改造

通過改進換熱器的種類和表面積，以及催化劑的裝填方式，可提高換熱效率。

3.2、工藝控制節(jié)能

工藝控制節(jié)能主要是余熱的利用，工藝產生的余熱分為六大類：高溫煙氣余熱, 冷卻介質的余熱, 化學反應余熱,廢汽、廢水的余熱等。余熱的直接利用最為簡單, 通常用于以下幾方面: 預熱空氣或軟水, 它是利用高溫煙道排氣, 通過換熱器來加熱進入鍋爐的空氣或入爐軟水。由于進入爐膛的空氣溫度提高, 使燃燒效率提高;生產熱水和蒸汽;制冷, 它是利用低溫余熱通過吸收式制冷系統(tǒng)來達到制冷或空調的目的。

3.3、從原料方面節(jié)能

由于各資源儲備量不一，在合成氨原料方面，可改用“油改氣”(利用部分氧化工藝將原料改為天然氣)和“油改煤”(利用煤氣化工藝將原料改為煤或石油焦)。由于在海洋中，天然氣資源十分豐富，面對國際原油價格日升的形勢，更應當研發(fā)新技術來開采天然氣。

4、合成氨的環(huán)保

4.1、合成氨的廢水處理 如今，各國都出臺了一些關于工業(yè)廢水處理的標準及法律法規(guī)，我國也花了大力氣。最近幾年，南京就花了大力氣治理秦淮河，并對周邊工廠的污水排放大力調查，多家不合格工廠被查處。4.1.1、廢水回收利用以減排

加大水綜合利用，既節(jié)約了水資源，也減少了廢水排放。在化肥廠用合成氨制尿素過程中，水的綜合利用如圖3，通過水的循環(huán)利用以減少廢水排放。

4.1.2、廢水直接處理

隨著大家環(huán)保意識的提高，越來越多的人投身于廢水處理技術中，如今已出現了不少較新的技術。（1）一體化凈水器處理合成氨廢水 a、YZJ 高濁度一體化凈水器

YZJ 高濁度一體化凈水器是將旋流反應室、澄清室、斜管沉淀室、潷渣裝置、沉泥與排泥系統(tǒng)等6 項水處理單元豎向排列組合成的一體化除濁設備。根據不同水質，采用不同的設計參數，可將原水濁度的質量濃度從大于10 000 mg ／ L 一次降到小于20 mg ／ L。在處理沖灰沖渣水和黃河水中都獲得成功運用。YZJ 高濁度一體化凈水器結構見圖4。

YZJ 高濁度一體化凈水器，工藝流程合理，結構簡單，占地面積小，設備容量大，二級沉淀，能適應高濁度和較惡劣的污水水質，出水水質好，排泥周期長。設備高，出水可以直接進入后續(xù)設備，省去了中間提升設備與調節(jié)構筑物。排泥閥用時間繼電器來控制排泥周期與排泥歷時，實現了簡單的自動運行。

b、一體化凈水器和雙層曝氣生物濾池聯(lián)用 沉淀、冷卻、生化閉路循環(huán)的造氣廢水處理工 藝主要處理單元流程如圖5 所示。

該工藝的沉淀和生化單元分別采用一體化凈水器和雙層曝氣生物濾池，其特點有： 1）與常規(guī)處理工藝相比，一體化凈水器和管道混合器，替代了平流沉淀池和斜管沉淀池，提高了處理效率和水質，節(jié)省了占地面積。由于一體化凈水器較高，出水可以直接流入后續(xù)處理單元，省去了二、三級泵，節(jié)省了運行能耗。

2）采用了兩級疊加的旁流曝氣生物濾池，可根據水質平衡決定處理水量，脫氮效果好，不用后續(xù)過濾或沉淀設備，管理方便。生物濾池反洗水與污泥干化排水都流回集水井，并參與再處理，基本實現了廢水零排放。

（2）A/O-MBR 復合生物脫氮工藝

工程采用A/O+MBR 復合強化生物脫氮工藝，工藝流程如圖6 所示。

工藝特點：

1）采用MBR 膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二沉池進行泥水分離，系統(tǒng)出水中懸浮物和濁度很低。

2）MBR 膜幾乎可以全部截留水體中的微生物，使MBR 池中微生物濃度大大提高，系統(tǒng)處于低 負荷狀態(tài)下運行，有機物得到較徹底的降解，出水水質好。

3）生物處理系統(tǒng)氨氮負荷較低，硝化反應進行徹底，對氨氮的去除效率高。

4.2、合成氨的廢氣處理

4.2.1廢氣的再利用，減少排空量

造氣爐的吹風氣含有部分可燃氣體, 加之自身溫度很高, 送至三廢混燃爐用來生產蒸汽, 既節(jié)約了能源, 又保護了環(huán)境。

合成氨生產中, 由于合成反應的累積, 甲烷氣達到一定濃度后, 要有一定的氣量排出系統(tǒng), 采取膜分離的方法把氫氣、甲烷及氫氮氣分離出來, 在分離過程中會產生氨水、甲烷氣、氫氮氣等,其中氨水送至無動力氨回收用來生產碳銨, 也可以送尿素再利用, 甲烷氣送三廢混燃爐作為燃料,氫氮氣返回系統(tǒng)作為合成氨的原料。變壓吸附脫碳CO2 尾氣排放空氣中會產生溫室效應, 通過回收CO2 氣體, 變廢為寶, 減排溫室氣體, 既避免了大氣污染, 又適應節(jié)能減排環(huán)保發(fā)展的要求, 產生良好的經濟效益和社會效益。如圖7，4.2.2、脫碳變壓吸附CO2 氣體回收技術

二氧化碳是一種寶貴的資源, 被廣泛地應用于多種領域, 如: 化學合成工業(yè)、機械保護焊接、金屬鑄造加工、農業(yè)施肥、果品蔬菜保鮮、啤酒飲料灌裝、石油開采、消防滅火、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)。二氧化碳回收和再利用為企業(yè)增加明顯的經濟效益, 又起到環(huán)境保護作用, 減少溫室效應。該項目利用生產過程中變壓吸附脫碳裝置排放尾氣中的二氧化碳為原料, 資源充足而穩(wěn)定, 充分利用現有資源創(chuàng)造效益。

利用的吸附精餾法回收凈化精制二氧化碳專利技術, 生產出符合國家標準的食品級和工業(yè)級二氧化碳產品。

生產尾氣首先經過分水后, 進入壓縮機增壓到25MPa, 冷卻分離水分后進入干燥器干燥, 干燥后的物料經吸附脫除雜質、預冷后液化、精餾, 進入食品級產品儲罐, 作為食品級二氧化碳產品出售使用;生產工業(yè)級產品, 則在干燥后直接液化, 進入閃蒸罐閃蒸, 在閃蒸罐底得到工業(yè)級產品(液碳)。

5、合成氨節(jié)能減排現狀與前景

在國外，日本豐田汽車公司和美國福特(Ford)汽車公司在NSR 催化技術領域的研究成果顯著,前者占據了日本國內市場,正在開拓歐美市場;后者正向工業(yè)化邁進。瑞典、德國、意大利和英國的科研機構在催化劑性能、反應機理等方面做了許多卓有成效的工作。中國科技大學及中國科學院大連化學物理研究所等科研機構在催化劑性能和結構方面作了初步研究?？梢?，國外很重視合成氨的節(jié)能與減排并取得不少成果。

在國內，合成氨技術雖也有所提高，但由于成本原因，不少工廠還用著老式的設備和方法。原料也還以油、煤為主。好在目前，國家對工業(yè)生產中的節(jié)能減排已相當重視，正大力改善這一現象。

我國的氮肥工業(yè)自20 世紀50 年代以來,不斷發(fā)展壯大,目前合成氨產量已躍居世界第一位,現已掌握了以焦炭、無煙煤、焦爐氣、天然氣及油田伴生氣和液態(tài)烴多種原料生產合成氨、尿素的技術,形成了特有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產規(guī)模并存的生產格局。目前合成氨總生產能力為4 500 萬t/ a 左右,氮肥工業(yè)已基本滿足了國內需求,在與國際接軌后,具備與國際合成氨產品競爭的能力,今后發(fā)展重點是調整原料和產品結構,進一步改善經濟性。

6、結束語

隨著近年來國家對節(jié)能減排工作的重視, 國內大型氮肥企業(yè)開展新一輪節(jié)能技術改造將是未來發(fā)展趨勢。在新時期政策和環(huán)境影響下，合成氨節(jié)能技術會向以下幾方面發(fā)展。①采用先進的煤氣化技術, 調整原料結構, 來實現節(jié)能降耗的目標。②適當加大裝置生產規(guī)模，讓企業(yè)的設備大型化，集成化，自動化并形成經濟規(guī)模的生產中心。③加強對廢水、廢氣、廢渣和廢熱進行綜合利用, 創(chuàng)造新的經濟價值。

如果把合成氨工業(yè)（甚至所有工業(yè)）比作一輛自行車，那么節(jié)能和環(huán)保就是它的前后車剎。雖然車剎不能幫助車子前進的更快，甚至是用來減速的，但沒有他們，行嗎？適當的時候，必須得減速，這樣才能更安全的行駛。以退為進，未必就不好，一味地追求前進，往往是一去不復還啊。

參考文獻：

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施俊鵬，一體化凈水器在合成氨造氣廢水處理回用中的應用，2009 李士安 呂峰 王知強，A/O-MBR 復合生物脫氮工藝在合成氨廢水處理中的應用，2009

第二篇：節(jié)能與環(huán)保論文

中國石油大學培訓學院

“節(jié)能與環(huán)?！闭撐?/p>

題目：資源利用中的節(jié)能與環(huán)保

學生姓名：李小聰 學 號： 39 聯(lián)系電話：*** 專業(yè)班級：油氣儲運一班 指導老師：楊俊玉 2013年12月15日

論文摘要：所謂的節(jié)能，就是盡可能地減少能源消耗量，生產出與原來同樣數量、同樣質量的產品；或者是以原來同樣數量的能源消耗量，生產出比原來數量更多或數量相等質量更好的產品。也可以說，節(jié)能就是應用技術上現實可靠、經濟上可行合理、環(huán)境和社會都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能設備或工藝的能量利用效率。所謂的環(huán)保就是人類為解決現實的或潛在的環(huán)境問題，維持自身存在和發(fā)展而進行的各種防止環(huán)境破壞的控制措施實踐活動的總稱。

一、節(jié)能

1.1能源現狀

目前，石油、煤炭、天然氣這三種傳統(tǒng)能源占能源消費約90%以上，其中石油占一半以上。全世界最為依賴的能源——石油與天然氣。我國能源總量豐富，但人均能源可采儲量遠低于世界平均水平。2004年，人均石油最終可采儲量居世界第41位。因此，一旦平均到個人消費量，我國能源并非地大物博，實際上存在先天不足的弱勢。

我國能源開發(fā)的特點:中國能源利用效率比發(fā)達國家低很多。能源綜合利用效率為32%，能源系統(tǒng)總效率為9.3%，只有發(fā)達國家的50%左右。能源消費以國內供應為主，環(huán)境污染狀況加劇，優(yōu)質能源供應不足。中國經濟發(fā)展主要建立在國產能源生產與供應基礎之上，能源技術裝備也主要依靠國內供應，過度消耗生物質能引起生態(tài)破壞，生態(tài)環(huán)境壓力也越來越大。

1.2節(jié)能的原因

從國際上看，世界的環(huán)境面臨著這些問題。酸雨蔓延、森林銳減、土地荒漠化、大氣污染、水污染等等一系列環(huán)境問題都需要我們重視和改善。

從我國來看，總體來說我國的能源占有量是很大，但同樣的我國人口數量龐大，這樣人均占有量就少的可憐了，所以節(jié)能是我們大家的義務、是全社會的責任。

節(jié)能是貫徹落實科學發(fā)展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措，節(jié)能環(huán)保是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇，節(jié)能環(huán)保對于調整經濟結構、轉變增長方式、提高人民生活質量、維護中華民族長遠利益，具有極其重要而深遠的意義。節(jié)能環(huán)保也是我國對國際社會應該承擔的責任。我們要充分認識節(jié)能環(huán)保工作的重要性和緊迫性。

1.3節(jié)能的措施

隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發(fā)展，現在人們越來越關心我們賴以生存的地球，世界上大多數國家也充分認識到了環(huán)境對我們人類發(fā)展的重要性。各國都在采取積極有效的措施改善環(huán)境，減少污染。這其中最為重要也是最為緊迫的問題就是能源問題，要從根本上解決能源問題，除了尋找新的能源，節(jié)能是關鍵的也是目前最直接有效的重要措施，在最近幾年,通過努力，人們在節(jié)能技術上不斷努力。需要做好節(jié)能與能源的利用：

1）定制合理施工耗能指標，提高施工能源利用率。

2）優(yōu)先使用國家、行業(yè)推薦的節(jié)能、高效、環(huán)保的施工設備和機具，如選用節(jié)能施工設備等。

3）施工現場分別設定生產、生活、辦公和施工設備的用電控制指標，定期進行計量、核算、對比分析，并有預防與糾正措施。

4）在施工組織設計中，合理安排施工順序，工作面，以減少作業(yè)區(qū)域的機具數量，相鄰作業(yè)區(qū)充分利用共有的機具資源，安排施工工藝時，應優(yōu)先考慮耗用電能的或其他能源較少的施工工藝，避免設備額定功率遠大于使用功率或超負荷使用設備的現象。

5）根據當地氣候和自然資源條件，充分利用太陽能，地熱等可再生資源。

二、環(huán)保

2.1環(huán)境的現狀

現在世界上許多地區(qū)的飲水、空氣、土地，甚至是工作地點、住宅都受到了污染，嚴重危害著人們的身體健康。

空氣是人類賴以生存的另一大因素，空氣的污染也會對人的身體構成危害?？諝庵杏性S多對身體有益的元素，但現在許多地區(qū)的空氣受到了嚴重污染，空氣中含有有害物質。汽車排放的尾氣、工業(yè)排放的廢氣都是空氣污染的來源。雖然一些自然物質如塵埃等也會污染空氣，但與工廠排放的廢氣相比微不足道。總之任何有毒氣體和微小顆粒散發(fā)在空氣中，都會對空氣構成污染。現代交通和運輸工具如汽車、飛機、船只排放的廢氣都是造成空氣污染的重要因素，因為在這些廢氣中有大量二氧化碳等有害物質。冰箱、空調里用于制冷的氟里昂也是一大空氣污染源，而且這種氣體會嚴重破壞臭氧層，使地球的溫室效應加劇。臭氧層是保護地球免遭紫外線傷害的天然屏障，一旦臭氧層遭到破壞，地球就會受到紫外線的侵害，各種疾病如皮膚病、癌癥等就會在人們中間流行，對人類的生命構成嚴重危害。

過去20年間，中國因環(huán)境污染和生態(tài)退化造成的損失占GDP的7~20%。2005年，因環(huán)境污染引發(fā)的沖突達5.1萬起；2007年，40%的城市生活污水直接排放；60%的大型湖泊因礦物質和有機物污染而出現富營養(yǎng)化；在監(jiān)測的197條河流中，半數受到硝酸氨、過錳酸鹽和石油的嚴重污染；在監(jiān)測的287個大中城市中，只有的空氣質量達到環(huán)境保護部的標準（另一種說法是，全國只有的城市空氣質量達到國家二級標準）。上述環(huán)境污染是表面上的，是以城市或工業(yè)地區(qū)密集人群為中心生態(tài)危機的。實際上，那些“遠在深山”的生態(tài)退化更加危險。環(huán)境污染了，國土還在，還有修復的可能。但一些致命的生態(tài)破壞則很難修復，如消失的物種不能“死而復生”，損失的土壤不能回到原位，干涸的濕地難以再現生機等等。2.2環(huán)境破壞的根源

a、法律不健全

目前我國已經出臺的有關能源、環(huán)境的各項法規(guī)制度名目繁多，研究結果政策建議更是林林總總，但是仍然不能扭轉我國目前環(huán)境惡化、能源使用效率低下的現狀，主要問題是法律法規(guī)不健全。

首先表現在法律不夠與時俱進。《環(huán)境法》自頒布以來至今已18年多了。這么多年來我國社會經濟發(fā)生了巨大的變化，不適應新的形勢發(fā)展的要求，這也給一些污染戶們鉆了空子卻無法予以懲治。

同時法律中一些條款只是制定了基本原則，卻不具備實施條件。一些主要的環(huán)境法律尚有空白，立法的缺失，使人身健康以及所涉及的環(huán)境保護問題缺乏必要的法律依據。

b、監(jiān)管制度不完善

在許多地方，往往因地方經濟保護的干擾，一些排污大戶同時是利稅大戶，輕易便能輕易避開法律追究。比起加速實現工業(yè)化，我國政府對環(huán)境保護顯得不夠重視，因此環(huán)境保護的法制、體制、機制都存在一定的滯后，環(huán)保投入明顯不足，特別是當經濟發(fā)展和環(huán)保發(fā)生沖突，往往是后者服從前者?；蚴怯捎谝恍┱賳T的地方保護主義和個人利益，使得國家環(huán)境政策難于得到有效地執(zhí)行。許多地方官員為了提高當地GDP而對其污染企業(yè)實行地方保護主義。

c、缺乏技術支撐

開發(fā)大幅度提高資源利用率的共性和關鍵技術的能力不強，生產工藝技術和裝備水平還不能適應大幅度提高資源利用率的需要。而資源開發(fā)和環(huán)境保護部門是專業(yè)性要求很強的部門?？墒俏覈胤江h(huán)保部門特別是基層環(huán)保部門的人員結構卻不能適應這種要求，所以，即使有了法律作為武器，環(huán)境問題依然頻頻發(fā)生，基層環(huán)保部門素質不高是一個重要的原因。

2.3環(huán)境保護的對策

面對這樣的環(huán)境問題，我們必須采取行動，保護我們的環(huán)境。所謂的環(huán)境保護就是運用現代環(huán)境科學理論和方法、技術，采取行政的、法律的、經濟的、科學技術的等多方面措施，合理開發(fā)利用自然資源，防止和治理環(huán)境污染和破壞，綜合整治環(huán)境，保護人體健康，促進社會經濟與環(huán)境協(xié)調持續(xù)發(fā)展。這一概念明確了環(huán)境保護的指導理論、目的、內容和應采取的措施，尤其是將合理開發(fā)利用自然資源納入環(huán)境保護。這就要求人們在合理利用自然資源的同時，深入認識并掌握環(huán)境污染和生態(tài)破壞的根源與危害，有計劃地保護環(huán)境，防止環(huán)境質量惡化，控制環(huán)境污染和生態(tài)破壞，保護人體健康，保持生態(tài)平衡，保障人類社會的持續(xù)發(fā)展。我們需要優(yōu)化能源結構，以提高能效提高能效和開發(fā)利用清潔、可持續(xù)能源的根本在于科技進步，既要繼續(xù)擴大技術引進的力度，又要提高我國的技術創(chuàng)新水平。在環(huán)保事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，我國環(huán)?？萍嫉陌l(fā)展與發(fā)達國家有較大差距。發(fā)達國家的經驗證明,對循環(huán)經濟關鍵技術的投入，提高了資源的有效利用率。因此政府可以鼓勵開發(fā)和應用有普遍推廣意義的資源節(jié)約和替代技術，如潔凈煤、煤層氣利用，綠色照明、再制造等

同時我們需要完善立法,健全法律法規(guī)體系。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，必然引起傳統(tǒng)的環(huán)境保護觀念的轉變。必須樹立可持續(xù)發(fā)展的價值理念，在污染治理方面應當反對先污染后治理的思想，法律的制定要確立預防為主的理念，在環(huán)境資源法律保護方面，應樹立整體環(huán)境資源觀,用整體觀點去看待自然資源各個要素之間的關系。在加強環(huán)境保護執(zhí)法和司法的力度方面，要健全環(huán)境執(zhí)法責任制，理順各個執(zhí)法部門之間的關系，明確各部門的執(zhí)法責任和權限。對于法律有明確規(guī)定而執(zhí)法不力的，應該由有關機關予以監(jiān)督。盡可能地防止行政權力缺位、越位現象的發(fā)生。做到執(zhí)法必嚴，違法必究。

三、寫在最后

經過了一個學期的培訓，在楊俊玉教授的指導教學下，使我對本門課程節(jié)能與環(huán)保有此深刻的總結和體會。感謝楊俊玉老師的詳細講說和課堂上給我們帶來的實時案例，讓我們了解到石油化工作業(yè)生產中對環(huán)境的污染造成的嚴重后果及不可再生資源，石油天然氣等的節(jié)約利用的必要性。感謝中國石油大學培訓學院及圖書館提供的節(jié)能環(huán)保參考資料，為本論文提供可靠數據。

最后感謝老師的審閱。這個學期您辛苦了！謝謝！

第三篇：裝修的節(jié)能與環(huán)保論文

標題：我所知的一些裝修節(jié)能環(huán)保材料

作者信息：姓名：徐銳

院系：信息科學與技術學院 電子信息大類

學號：22920142203740

摘要：新時期，隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的家庭開始關注和講究裝修裝潢的美觀性和舒適性。環(huán)保節(jié)能問題被提到了一個新的高度，節(jié)能環(huán)保材料的選擇和運用就顯得尤為重要。本文就校選課中尚未探討的幾種節(jié)能環(huán)保材料做出分析匯總。

正文：節(jié)能環(huán)保材料是指資源能、源消耗少，有利于人類的健康，可提高人的生活質量、衛(wèi)生質量，易與環(huán)境相協(xié)調的建筑裝飾材料。這種材料可重復使用、可循環(huán)使用、可再生使用，并且無污染、無放射性、無揮發(fā)性、無毒、無害。我想介紹的環(huán)保節(jié)能裝飾材料主要有以下幾種：

1、新型陶瓷材料

綠色環(huán)保是人們關注的主題，在陶瓷方面要注意的是陶瓷的放射性是否達標；從天然的瓷砂、瓷器泥和一些化工原料混合方面控制放射源；從原材料采購到篩選、加工，可以調整配方，使放射性達到標準。

新型陶瓷材料在性能上有其獨特的優(yōu)越性。在熱和機械性能方面，有耐高溫、隔熱、高硬度、耐磨耗等；在電性能方面有絕緣性、壓電性、半導體性、磁性等；在化學方面有催化、耐腐蝕、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作為生物結構材料等。但也有它的缺點，如脆性。

新型陶瓷種類繁多，用途各異。根據陶瓷電學性質的差異可制成導電陶瓷、半導體陶瓷、介電陶瓷、絕緣陶瓷等電子材料，用于制作電容器、電阻器、電子工業(yè)中的高溫高頻器件，變壓器等形形色色的電子零件。利用陶瓷的光學性能可制造固體激光材料、光導纖維、光儲存材料及各種陶瓷傳感器。此外，陶瓷還用作壓電材料、磁性材料、基底材料等。這些用途可以用于家庭裝修的電力器件和隔溫隔熱墻體中。

2、環(huán)保金屬材料

金屬材料品種繁多，尤其是鋼、鐵、鋁、銅及其合金材料，它們耐久、輕盈，易加工、表現力強，這些特質是其它材料所無法比擬的。金屬材料還具有精美、高雅、高科技并成為一種新型的所謂“機器美學”的象征。

在現代建筑裝飾中被廣泛地采用，如柱子外包不銹鋼板或銅板，墻面和頂棚鑲貼鋁合金板，樓梯扶手采用不銹鋼管或銅管，隔墻、幕墻用不銹鋼板等。金屬材料中，作為裝飾應用最多的是鋁材，不銹鋼的應用大大增加，同時，隨著防蝕技術的發(fā)展，各種普通鋼材的應用也逐漸增加。

環(huán)保金屬材料在生產過程中，用無害元素取代有毒元素或生產過程中產生有害物質，充分利用物理、化學手段，免除對自然環(huán)境的污染。沒有放射性物質，對人體無害，運用在家庭裝飾裝修中，色澤光鮮，華麗大方。

3、生態(tài)塑料

塑料用于室內裝飾裝修工程的各個方位。之所以在裝飾裝修中得到廣泛的應用，是因為它具有如下特點：質輕，強度大，導熱系數小，化學穩(wěn)定性好，電絕緣性好，性能設計性好，富有裝飾性。

生態(tài)塑料是以可再生資源如淀粉和植物油等為原料，通過生物和/或化學方法轉化為具有可熱加工的生態(tài)材料。同時，這種材料可以被微生物降解為二氧化碳和水，納入自然界的循環(huán)。由于這種材料不依賴于石油而且對自然無害，所以稱為生態(tài)塑料。

生態(tài)塑料具有與同類普通塑料相當或相近的應用性能和衛(wèi)生性能，在裝潢中使用生態(tài)塑料，可以減少用于生產塑料的石油消耗。在完成使用功能后，能在自然環(huán)境條件下較快降解，在降解過程中產生和降解后殘留的物質對環(huán)境無害或無潛在危害，最終成為易被環(huán)境利用的碎片或碎末，回歸自然。它能夠有效防止裝修垃圾泛濫，造成環(huán)境污染。

4、環(huán)保涂料

主要類別有乳膠漆、水溶性涂料、溶劑型涂料等，乳膠漆、水溶性涂料等產品，由于無毒和低毒，對人體和環(huán)境污染友好，應用最廣泛。

乳膠漆是乳膠涂料的俗稱，誕生于二十世紀七十年代中下期，是以丙烯酸酯共聚乳液為代表的一大類合成樹脂乳液涂料。乳膠漆是水分散性涂料，它 是以合成樹脂乳液為基料，填料經過研磨分散后加入各種助劑精制而成的涂料。乳膠漆具備了與傳統(tǒng)墻面涂料不同的眾多優(yōu)點，如易于涂刷、干燥迅速、漆膜耐水、耐擦洗性好等。

水溶性涂料是以水溶性合成樹脂為主要成膜物質，水為稀釋劑，加入適量的顏料、填料及輔助材料等，經研磨而成的一種涂料。水性涂料以水作溶劑，節(jié)省大量資源；水性涂料消除了施工時火災危險性；降低了對大氣污染；水性涂料僅采用少量低毒性醇醚類有機溶劑，改善了作業(yè)環(huán)境條件。一般的水性涂料有機溶劑（占涂料）在10%～15%之間，而陰極電泳涂料已降至1.2%以下，對降低污染節(jié)省資源效果顯著。

5、環(huán)保膠黏劑

長期以來被廣泛使用的溶劑型膠粘劑大多以苯、甲苯或二甲苯為主要溶劑。在使用過程中，大量的苯系物質揮發(fā)在空氣中，污染了空氣，給人體造成危害。無溶劑型的環(huán)境友好的水基膠粘劑和熱熔膠黏劑正逐漸取代溶劑型膠粘劑。

水基膠粘劑分子量高、固含量高的粘合劑同時粘度較低等。高分子量乳液聚合物的強度、韌性、耐溶劑性等性能比溶劑型或水溶液型的好。它還具有很好的耐候性和良好的耐水性與耐堿性，對木材、紙、織物、合金、水泥、陶瓷、塑料等各種材料顯示有很好的粘接性，適于戶外裝潢裝飾。不使用有機溶劑，無毒害或易燃危險，在衛(wèi)生保健上是安全的;不必回收溶劑，成本較低，節(jié)能環(huán)保。

熱熔膠黏劑簡稱為熱熔膠，通常是指在室溫下呈現固態(tài)，加熱熔融成液態(tài)，涂布、潤濕被粘物后，經過壓合、冷卻，在幾秒鐘內完成粘接的膠黏劑，屬于一種無熔劑的熱塑性膠黏劑。一般是由熱塑性聚合物、增黏劑、增塑劑、黏度調節(jié)劑、抗氧劑、填料等組成。熱熔膠粘合迅速，可在數秒內固化，適于連續(xù)化、自動化高速作業(yè)，且成本低?？芍瞥蓧K狀、薄膜狀、條狀或顆粒狀，是包裝、貯運及使用均極為方便。它可以粘接多種材料，除能粘接木材、紙類的多孔性材料外，對一些非多孔性材料以及其他膠黏劑所不易年結的蠟紙、復寫紙等材料，也可以進行粘接，表面處理也不嚴格，運用在家庭裝修中，經濟效益好。最重要的是它不含溶液，沒有中毒和發(fā)生火災的危險，對人體無害，對環(huán)境無污染。

6、節(jié)能玻璃

節(jié)能玻璃的傳熱系數K、遮陽系數Sc和抗結露系數等性能指標較好。這些玻璃有利于冬天保暖，又能排斥太陽熱量，可減少夏天的空調負擔。它是智能調光玻璃是電子技術和玻璃技術深入發(fā)展的必然產物。

節(jié)能玻璃通常會保溫和隔熱，種類有吸熱玻璃、熱發(fā)射玻璃、低輻射玻璃、中空玻璃、真空玻璃和普通玻璃等。我國正處于建設的鼎盛時期，每年建成房屋近20億平方米，而能達到國家規(guī)定節(jié)能標準的建筑只占10%左右；且在即有的約400億平方米建筑中，95%以上是高耗能建筑可見，在我國推行節(jié)能建筑已刻不容緩。影響建筑能耗最直接的因素是建筑維護結構的保溫與隔熱性能，門窗又是其中最薄弱的環(huán)節(jié)。據統(tǒng)計，在建筑中門窗玻璃的能耗約占建筑總能耗的35%左右，因此節(jié)能玻璃的應用在建筑節(jié)能中具有重要意義。

7、超性能材料

超材料是具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料。迄今發(fā)展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶體、“超磁性材料”等。“左手材料”是一類在一定的頻段下同時具有負的磁導率和負的介電常數的材料系統(tǒng)(對電磁波的傳播形成負的折射率)。近一兩年來“左手材料”引起了學術界的廣泛關注。

縱觀人類歷史，材料的創(chuàng)新由于持續(xù)不斷地對于極限進行測試而有了新的定義。超性能材料與傳統(tǒng)類似材料相比，具有強度大、質輕、經久耐用、富有彈性等特點。目前，基于這些實驗成果展開的產品轉化步伐也在加快。像超材料智能蒙皮、超材料雷達天線、吸波材料、電子對抗雷達、超材料通信天線、無人機雷達、聲學隱身技術等產品研發(fā)和利用，已經成為各國競爭的焦點。運用在裝修裝潢中無疑也將是一場革命。

總結：室內裝飾應用節(jié)能環(huán)保材料的意義，有利于建立資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會，人類對資源的需求與日俱增，對以原油、天然氣、煤、鋼鐵等為首的資源消耗達到了空前的水平，資源面臨枯竭境地，同時對環(huán)境的污染和破壞也達到了前所未有的地步。建筑裝飾材料應具備多方面的功能，如抗菌、滅菌、防霉、防火、阻燃、除臭、消聲、防射線、消磁。環(huán)保節(jié)能建材應以改善生活環(huán)境，提高生活質量為宗旨，使大自然可持續(xù)發(fā)展，并且有利于人類自身健康。

參考文獻：

［１］張長江，陳曉蔓編著．材料與構造［Ｍ］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，２００６（１２）． ［２］中國建筑材料科學研究院編［Ｍ］．綠色建材與建材綠色化．北京：化學工業(yè)出版社，２００３（９）．

第四篇：沖天爐的節(jié)能與環(huán)保（精選）

沖天爐的節(jié)能與環(huán)保

1、沖天爐節(jié)能與環(huán)保的現狀

沖天爐是鑄鐵車間首要的熔煉設備，無論在過去，現在，還是可以預期的將來，它的地位都是無可取代的。因為在鑄鐵熔煉中，沖天爐具有比電爐更優(yōu)越的綜合性能和技術經濟指標。但是，在生產實踐中，我國大多數沖天爐并沒有充分發(fā)揮出它的優(yōu)越性能，因而達不到其應有的技術經濟指標。出現鐵水溫度偏低，鐵水成分不穩(wěn)，元素燒損較大，熔煉工藝成本過高，鑄件質量差，廢品率高，環(huán)境污染嚴重等一系列問題，這些問題在我國絕大多數的鑄鐵車間中已是司空見慣了。我國是鑄造大國，鑄鐵件年產量幾年來均居世界各國之首位，而其能耗在成本中所占比例卻比工業(yè)發(fā)達國家高出2倍—3倍，沖天爐的能耗占了其中的大部分。主要原因是小容量沖天爐所占比例太大，而其中采用煙塵凈化和余熱回收裝置的微乎其微，實現高水平熔煉和計算機控制的更少了。我國鑄鐵生產車間一萬多個，每個車間年平均產量不足1000t，沖天爐開爐時間短。在沖天爐結構方面，由于我國鑄造廠點過多，限制了大容量沖天爐的使用;由于產量低，效益差，限制了性能優(yōu)越的現代化沖天爐及其配套設備的采用。很多對提高沖天爐性能卓有成效的結構，如龍卷風風口、雙層自熱供風、蝸螺式風箱、曲線爐膛、附加煤粉裝置、高效旋流除塵器、熔煉過程微機控制系統(tǒng)等等??，沒有得到推廣應用;更有一些結構比較先進的沖天爐，在使用過程中主要參數得不到保持，尤其風口參數常被做出不良改變;許多沖天爐不設自動配加料裝置。操作不當不但對沖天爐性能造成不良影響，也是增加沖天爐能耗和環(huán)境污染的重要原因，在我國為數眾多的小容量沖天爐上，更是普遍存在的現象。沖天爐操作是一項復雜而瑣碎的工作，從爐料制備到修爐、烘干、加底焦、點火暖爐、上料、開風熔煉、出鐵、放渣、爐況觀測、故障判斷及處理等，每一步都要求認真做好。而每個環(huán)節(jié)都可能出現不當操作;比如爐料中混有泥沙、雜質而未被清除，塊度過大;砌爐時泥口寬而不實，搪襯料稀軟而比例不當;開爐前爐襯不預熱烘干;底焦不搗實，焦塊不均勻;暖爐時間不夠或過長;上料前不測量底焦高度是否合適：不及時按比例加料而不能保持滿料熔煉;不按工藝要求出鐵放渣;焦炭塊度不分級混雜使用;不注意觀察風眼內底焦燃燒狀況和渣、鐵流動情況及出爐鐵水、爐渣的量和狀態(tài)，不分析出現反?，F象的原因及可能存在的故障，不能及時采取有效措施排除故障等??。

產生不當操作的原因除責任心外主要就是技術水平不高。近十幾年來，我國高水平技術工人的匱乏已是各行業(yè)普遍存在的事實，而在沖天爐的操作上，問題更加突出，由此造成的我國沖天爐粗放操作的現象十分普遍。直至日前，我國絕大多數的沖天爐仍沒有自控設備，其熔煉性能對操作人員的依賴性很大，由操作不當引起的各種問題長期得不到比較徹底的解決。

沖天爐耗能過高主要體現在焦鐵比過高，也體現在耗焦量過大。很多人以為，多加焦炭是改善爐況的萬能法。一旦爐子狀態(tài)不佳，就增加層焦量，而不是從爐子結構、鼓風量、爐料狀況、操作情況等方面分析產生問題的原因，從而有針對性的采取有效措施解決問題。相當多的沖天爐長期在1：5—1：6的焦鐵比下工作，而穩(wěn)定在1：7-1：10的爐子很少。其實，在我國目前條件下，完全有可能在1：10-12的狀態(tài)下穩(wěn)定地保持鐵水的出爐溫度在1420℃以上。

小容量沖天爐是低產量造成的，而低產量是廠點過多的結果。依平均數看，我國每個廠的年產量約1000t，一臺3t/h的沖天爐每天熔煉時間僅需1h。我國3t/h以下的沖天爐數量上占80%以上，而其中大部分是1t/h-2t/h者。小爐子熔煉時間短，熱量損失大是焦耗高的重要原因，結構不合理，操作不適當則更增大了焦炭的浪費。

沖天爐是鑄鐵車間主要的耗能設備，也是污染環(huán)境的主要設備，二者之間存在著一定的因果關系。沖天爐熔煉過程中，對環(huán)境產生的污染包括爐氣排入大氣中的粉塵、CO、C02和少量的硫、氮的氧化物等;也包括向周圍環(huán)境輻射的熱量和鼓風噪音。這些污染的危害是顯而易見的，因此沖天爐被城市所拒絕，只能在人煙少的偏遠區(qū)域立足。其實，這并不能從根本上解決問題，也許還會帶來新問題。從根本上解決污染問題，應從防”、“治”兩方面人手。防是從源頭上減少污染物的排放，治則是對排放出的污染物實行封閉、轉化、清除。人們常常重視治而忽視防。長期以來，對沖天爐煙塵排放的要求一直很嚴，但指標并不高，要求每立方米煙氣中粉塵不超過200rug，是歐洲現行標準的十倍，比印度還高50rug，即使這樣，能達標的沖天爐的數量也不多。我國配備較完善的余熱回收和煙氣凈化設備的沖天爐在數量上不足5%，多限于10t/h以上的大型沖天爐。在數量眾多的小沖天爐上，配備煙氣凈化設備的極少見，但其中多數裝有火花熄滅器，近來也有一些廠在火花熄滅器的基礎上做了一些改進，使其除塵能力得到了不同程度的提高。其實沖天爐煙塵污染最有害的部分是有害氣體和小于1μ的微細粉塵，這些物質長期浮在空氣中不易沉降，并且隨風向各處飄散。不用性能良好的凈化裝置是不易排除的。無論何種類型的凈化裝置，建造費用都是不菲的，還有維護費用。而且一般認為，環(huán)保投資并不能直接帶來經濟效益，所以一些業(yè)主們不肯在環(huán)保上花錢。

但是，沖天爐的污染與其能耗有直接的關系，過高的能耗不僅僅是焦炭的浪費，也會造成有害氣體、粉塵和熔渣等污染物的增加。從這方面來看，污染是能量不合理轉化的結果。從防止或減少污染產生的角度，就是要合理地利用能量。減少能量的浪費，從而減少污染物的排放。防之嚴、治之省，減輕了凈化裝置的負荷，就減少了它的建造運行費用。顯然，從防上實現沖天爐環(huán)保，在提高沖天爐經濟效益的同時也獲得了社會效益，實在是一舉兩得的好事。

目前，我國在沖天爐節(jié)能上的認識還有一些分歧，存在著認識上的片面性。有些人認為，強調節(jié)能就會降低鐵水溫度，影響鑄件質量。這是片面的。節(jié)能是減少能量浪費，而絕不是減少有用的能耗，也就是達到鐵水質量要求所必須的能耗。

2、影響沖天爐節(jié)能及環(huán)保的因素

對于沖天爐熔煉的現狀而言，能量的浪費主要體現在焦鐵比過高和焦耗量過大。底焦耗量過大是小容量沖天爐的缺陷，也是我國不能很快改變的國情。但對于大多數中小型沖天爐卻存在著很大的節(jié)能空間和很重的環(huán)保任務。

眾所周知，風量是影響沖天爐熔煉最活躍的因素。一定的焦鐵比在最惠送風強度下對應著最高鐵水溫度，這時改變焦鐵比而不相應改變風量將使鐵水溫度下降，無論是增焦還是減焦都是一樣的。同樣，改變風量而不相應改變焦量也會使鐵水溫度下降。

爐料的質量對焦鐵比有很大影。向，如果焦炭固定碳低、灰份高，或者塊度不均勻，過于細碎，或者砂土等雜質過多，或者石灰石過量，都要求提高焦鐵比。

焦鐵比是我們制定的熔煉工藝參數，對生產條件有很強的針對性。確定焦鐵比時，應在生產實踐中反復摸索，根據爐子結構、爐料情況，對鐵水和熔化率的要求等，尋求最惠送風強度下的最低的焦鐵比，也就是尋求一定要求下的最佳風炭比例。這個比例并不是一成不變的，它將隨爐況的改變而改變，根據爐況調整，才能保持其處于最佳狀態(tài)。爐子結構對焦鐵比的影響主要是風口、有效高度和爐膛形狀。

一般來說，風口比及風口數量和風口布置(排數、排距、傾角)應保證風口區(qū)爐膛內送風均勻并有足夠的動力清除焦炭表面灰垢及熔渣;形成熱量集中的高溫區(qū);取得較高的燃燒比;降低爐氣附壁效應。風口結構應牢固且耐高溫，不至因熔渣沖蝕或工藝操作而改變風口直徑及傾角。風口的布置影響著爐內熱量的分布，合理的布置應為鐵料的熔化和鐵水的過熱提供充分而合理的熱量。有效高度決定了最大料柱高度。足夠的有效高度能保證爐氣的熱量被爐料充分吸收，使煙氣帶走盡可能少的熱量。

爐膛形狀影響爐氣流速和爐內熱量分布，也影響爐料的運動。各種形狀曲線爐膛的共同特點是縮小氧化帶爐徑，在減少底焦量的同時又可獲得熱量更集中的高溫區(qū)，有利于鐵水的過熱;擴大熔化帶爐徑使爐氣流速降低，有更充分的時間加熱熔化中的料塊。

操作影響沖天爐的焦炭消耗，滿料操作與否是一個重要因素。如果沖天爐料柱降低，則爐氣熱量不能被爐料充分吸收，煙氣帶走的熱量增多。在使用定壓式風機的情況下，還將增大入爐風量，使爐況波動，爐氣流速增大會帶出更多的粉塵。發(fā)生棚料而不能及時排除也會產生類似的后果。爐料不稱量也可能造成焦碳浪費、爐況波動。金屬料的質量對焦鐵比也有影響，銹蝕和雜質需要熱量來熔化和還原;過大的料塊不但易造成棚料，也因為其比表面積小而使吸熱速度下降，不能充分利用爐氣熱量，甚至造成落生。

焦炭的質量是影響其耗量的主要因素之一。固定碳含量低的焦炭，發(fā)熱值也低，只有增加消耗量才可能滿足熔煉對熱量的要求;灰份高的焦炭燃燒過程中，表面形成了更厚的惰性膜，對氧氣與碳的接觸造成更大的障礙;反映能力強的焦炭，更易使CO2還原，使煙氣中的CO量增高，不但浪費了熱量，而且增加了對環(huán)境的污染;塊度過小和塊度混雜不等的焦炭，對鼓風產生更大的阻力，常常造成底焦燃燒不均勻和爐壁效應加重，使氧化區(qū)縮小而還原區(qū)加大，也會增加煙氣中的CO含量。

沖天爐污染環(huán)境最嚴重的是煙塵對大氣的污染，它不僅涉及廠區(qū)，也會影響到周圍乃至更廣闊區(qū)域的大氣質量。

煙塵的成分及其比例和排放量取決于爐內焦炭的質量和燃燒反應的情況。也受爐料狀況、有效高度、送風強度、操作情況、煙氣凈化裝置的性能等因素的影響。反應性強、強度不高的焦炭還原能力強，煙氣中CO含量高;風口布置不合理、鼓風動力不足，也會使CO增加;灰份高的焦炭、銹蝕嚴重和雜質多的爐料，大送風強度，低的有效高度以及料柱的大幅度波動等都會增加煙氣中粉塵的含量。焦炭中揮發(fā)份、爐料中夾雜的有機物，如有機粘結劑殘砂等是煙氣中有機化合物的主要來源。

熱輻射和鼓風噪聲污染常常不引起關注。雖然這些污染不象煙氣污染的影響面大，但在工部及車間的范圍內，它們的危害也是不容忽視的。它們不但惡化工作環(huán)境，影響勞動者的工作效率和身心健康，而且也反映了能量的浪費。不設置隔熱層的爐體、不做隔熱包敷的熱風管都使熱輻射增加;過大的渣量既浪費熱量也增大熱輻射。噪聲污染主要來自鼓風機，結構不合理的送風系統(tǒng)也會產生噪聲。

綜上所述可見，沖天爐的熔煉質量、經濟效益和對環(huán)境的污染都與它的能量消耗密切相關。充分合理的利用能量，是提高熔煉質量和經濟效益、減少對環(huán)境污染的關鍵。

3、沖天爐節(jié)能及環(huán)保的途徑

（1）提高沖天爐熔煉性能是節(jié)能和環(huán)保的基礎

a、合理的爐型結構

沖天爐最佳熔煉性能應有最合理的爐型結構與之相適應。爐型結構是由鑄件技術要求和爐料、燃料等情況決定的。一般熔化型沖天爐不依其冶金過程獲得鑄件要求的成分，主要是C、Si含量。爐料按鑄件成分要求配置，多采用兩排大間距或多排風口，造成氧化性的爐內氣氛，以提高燃燒比，充分利用燃料熱量。為使爐料充分預熱，爐子應有足夠的有效高度，一般為平均爐徑的5倍-10倍(小爐取大值)。為防止鐵水降溫和過量增碳，爐缸深度一般不宜過大。而冶金型沖天爐是以低C、低Si爐料為主，鐵水的碳、硅含量大部分依賴熔煉中增加。因此爐型必須保證爐內的還原性氣氛。采用單排或兩排大間距風口形成較大還原帶;4叩cC以上的預熱送風補充爐內熱量并加速焦炭燃燒，使氧化帶更短，溫度更高。

風口比及風口傾角取決于焦炭塊度與強度，強度低、塊度小的焦炭送風阻力大，采用小的風口比如1%-3%可增大送風動力以吹透底焦。向下傾角可減輕爐壁效應。曲線爐膛除節(jié)省底焦、過熱帶熱量集中外，爐徑更大的熔化帶減緩了爐氣上升速度。使煙塵有利于向渣中轉移，減少有害物質的排放量。

爐襯應選擇高耐火度、高強度材料，尤其搪襯材料，應采用合理的成分配比，使其只有高耐火度和抗侵蝕性。越抗侵蝕的爐襯，爐膛尺寸、形狀改變得越慢，產生的渣量越少，污染少，熱量損火也少。減少爐壁散熱既減少能量浪費也減少熱污染。為此，在爐殼爐襯之間應認真設置隔熱層，并不要吝惜選用導熱率更低而可能價格較高的絕熱材料。如果是預熱送風，則應該用絕熱材料嚴密包敷熱風管道及換熱器外殼。水冷爐壁對于長時間連續(xù)熔煉的沖天爐尤其是無爐襯沖天爐是必要的，可以減緩爐襯侵蝕，保護爐殼，但同時損失了大量熱量。在冷卻水的循環(huán)中設置熱能利用環(huán)節(jié)可回收一部分熱量。

噪聲是動力的浪費。選擇高效低噪音風機、采用稍大些的送風管徑并在其布置上減少轉彎、縮短距離，都可收到節(jié)能和降低噪聲的效果。

b、改善送風制度

風炭配合是沖天爐熔煉的第一要素。而送風制度必須符合焦炭的燃燒條件和鐵料熔化、鐵水過熱及冶金要求所需要的爐內熱量分布和爐內氣氛。因此，鼓風機的輸出壓力必須稍大于送風管路和熔煉時爐內總阻力之和，以保證進入爐內的風量滿足送風強度的要求，送風強度取決于焦鐵比，過大的送風強度能形成更大的氧化帶和更高的爐氣流速，也增強了爐內的氧化氣氛，增加了元素的燒損。過去曾大力推薦“滿風足壓”，送風強度甚至超過最惠送風強度30%-50%是與當時使用低強度、高灰份、高反應性的土焦及多排小風口爐型相適應的，也是過分強調節(jié)焦使然。在節(jié)焦的同時，也常帶來鐵水氧化的不良后果。目前，我國沖天爐爐料中，廢鋼、尤其是輕薄廢鋼的比例很大。要求沖天爐有一定的還原性氣氛，以更有利于鐵水增C和增Si，所以，用較低的送風強度及采用預熱送風、脫濕、富氧送風等方法縮短氧化帶，增大還原帶。在這種情況下，焦鐵比一般較高，常在1：7左右;專用于熔煉鋼屑的小容量爐子，焦鐵比高至1：2。

在熔煉過程中，送風強度不是恒定的，它隨爐襯的侵蝕而減小;使用定壓式風機時，也會隨爐內阻力的變化而增減;使用定容式風機則會因為送風系統(tǒng)的泄漏(如打開風眼窗、開渣口等)而變化。在小批量、多品種車間，對鐵水的流量要求往往是變化的，有時也會通過改變風量及調整焦鐵比而調整熔化率和出鐵溫度。

鑄件的產量和質量要求、結構特點是決定焦鐵比和送風強度的主要因素。根據熔化率、鐵水溫度、鐵水和熔渣狀態(tài)及時調整風量和層焦量，可以取得好的經濟與環(huán)保效果。

風量的分配是影響爐內熱量分布和氣氛的重要因素。多排小風口沖天爐的主風口設置在底焦柱稍偏下部位;各排風口間距離保證它們的氧化區(qū)相接，從而形成連續(xù)的氧化帶;上排風口進風量更關注爐氣中的CO的燃燒，以控制較高的燃燒比。過高的氧化氣氛惡化了冶金環(huán)境，但提高焦炭熱量的利用率;較小的風口形成較高的進風速度，更適合使用灰份較高、塊度小、反應性高的焦炭。兩排大間距風口沖天爐的主風口設置在上排，形成兩個氧化高溫區(qū)，熱量比較集中，可將鐵水過熱至更高溫度;兩排風口之間有較大的還原區(qū)，形成良好的冶金環(huán)境;上排風口的進風比例大，除焦炭燃燒外，也使還原區(qū)上來的CO充分燃燒，保證提供鐵水過熱和熔化帶爐料熔化所需要的熱量。兩排大間距沖天爐煙氣中CO含量較高，焦炭熱量的利用率不及多排小風口;但是它出鐵溫度高，元素燒損少;更適于反應性差，塊度較大且均勻，強度較高的焦炭。由于其較好的冶金性能，當采用高溫預熱鼓風時，可全部使用廢鋼及大量鋼屑熔制鑄鐵。

單排風口沖天爐熱量集中，還原帶很大，是冶金型沖天爐，用鋼鐵切屑和輕薄料熔煉灰鑄鐵。為了增強還原氣氛，盡量提高風口區(qū)溫度，風溫多在600℃以上，并僅設置1個—2個水冷、內突式風口。這種爐子熔化強度較低。

c、提高操作技術

操作對沖天爐性能的影響很大，規(guī)范合理的操作在保障沖天爐優(yōu)越熔煉性能的同時能獲得節(jié)能、環(huán)保的良好效果。不同的爐子對操作的要求也不盡相同，針對爐子的特點和相關條件，如爐料情況、產品要求等，制定詳細的、切實可行的操作規(guī)程，做到有章可循，對保證規(guī)范、合理的操作是十分必要的。操作規(guī)程中，應對從修爐、備料到熔煉、停爐全過程每個對熔煉有影響步驟提出明確的技術要求和指標。這些要求和指標至少應包括：

1).各種材料選擇的標準，預處理工藝內容及達到的指標：主要包括耐火材料的種類、配比;焦炭、石灰石和金屬爐料的成分、塊度及其均勻度，雜質、銹蝕的清除程度等;

2).對砌爐、搪襯的工藝要求和質量要求;如爐膛尺寸誤差、砌塊泥口最大寬度及充實度，風口直徑及傾角，過橋前后端口徑及底面傾角，鐵、渣出口的 結構尺寸，前、后爐襯烘干要求等。

3).送風前的熔煉準備要求。如底焦的填加次數，總重量及高度，底焦的點火，批料量、層焦量、石灰石量及加料順序;滿料后暖爐要求;鐵水包、工具、輔助材料的準備工作要求等。

4).熔煉中，對爐況觀測、控制的要求。如對觀察風口內燃燒情況、鐵水及熔渣狀態(tài)、加料口爐氣狀態(tài)、鐵水熔化量及其狀態(tài)、爐渣量及其狀態(tài)、熔化速度等提出的要求;測試風量、風壓、風溫、鐵水溫度等參數的要求;對控制底焦高度、風量、層焦量改變、補焦應用、開渣口操作、以及爐前鐵水檢驗的要求。

5).對故障處理的要求。如排除常見故障的方法;不可排除故障的確定及處理;產生故障的責任認定等。

6).停爐操作要求。如放凈前爐內鐵水和熔渣;滿料壓爐;停風打爐;開放風口窗;殘料分揀處理等。

同時，應該建立并責成專人填寫《沖天爐記錄》，記載每次開爐的詳細情況，如爐料、鐵水牌號、修爐情況、焦鐵比、批料量及上料批次、接力焦使用數量及批次、點火時間、上料時間、暖爐時間、送風時間、出鐵時間及出鐵量、放渣時間、渣量及性狀、風量風壓及其變化、鐵水溫度、風溫、爐氣成份、停爐打爐時間、出現故障的情況及時間、排除故障的方法及時間、環(huán)境溫度濕度等氣象參數等。記錄必須真實。

沖天爐記錄能客觀反映沖天爐的工作情況，是分析沖天爐性能和操作水平的依據，對提高沖天爐性能和操作水平，對提高產品質量、降低鐵水成本、取得更好的節(jié)能環(huán)保效果，都能發(fā)揮積極的促進作用。

d、應用先進技術，鞏固節(jié)能環(huán)?；A，提高節(jié)能環(huán)保效果

目前，能有效提高沖天爐性能的先進技術很多，但推廣應用的很少。分析其原因，小型爐子綜合效益較差是一個因素，但處于低水平運行或缺乏技術力量則是更主要的原因。技術進步必然帶來綜合效益的增長，努力采用先進技術才能在市場競爭中立于不敗之地。深入的了解沖天爐的運行規(guī)律，完善爐子結構，是應用先進技術的前提;提高沖天爐自動化水平是應用先進技術的主要內容;提高鐵水質量、降低熔煉成本、減輕污染環(huán)境、減輕勞動強度是目的。

沖天爐自動化運行包括兩個方面：一是配加料自動化，二是風量自動控制。在這兩方面已有較多成果可資利用，其它方面的自動操作尚無成熟技術。目前的計算機智控系統(tǒng)，通過采集分析料位信號、爐氣成份信號以及溫度風壓甚至鐵水成份等信號，計算并判斷爐況，發(fā)出加料、調整焦鐵比和風量、甚至調整金屬爐料比例的指令，控制配加料系統(tǒng)和送風系統(tǒng)工作，實現沖天爐自動在最佳狀態(tài)工作，這樣的爐子現在僅限于少數大容量者，對大多數中小企業(yè)尚不具備使用的技術力量。不是說中小企業(yè)的沖天爐不能應用先進技術，針對爐子小，產量低的生產特點，可以采用配、加料機械化。也可以實現爐內料位、風量風壓、風溫、鐵水溫度等重要參數的顯示和報警提示，幫助操作人員及時掌握爐況，做出正確的判斷和操作決策。

4、熱量和污染物的回收利用

（1）熱量的回收利用

沖天爐節(jié)能的重要措施之一是熱量的回收利用。常用方法是： a、用爐膽換熱器回收預熱帶爐氣的一部分物理熱，用來加熱鼓風?？蓪L溫加熱至200℃左右。換熱器減少了爐壁散失的熱量;降低了預熱帶的爐溫，阻礙了CO2的還原，減少了焦炭化學熱損失和煙氣中CO的排放量。爐膽的內壁光滑，可有效防止棚料。使用爐膽應在結構和安裝上盡力避免熱應力和外加負荷，并不宜離熔化帶過近;工作中注意防止和及時排除使其熱負荷過大的因素，以保持其適當的使用壽命。

b、用管式換熱器回收煙氣的物理熱和化學熱。用來加熱鼓風，可將風溫預熱至400℃-900℃。內熱式管式換熱器安裝在沖天爐加料口以上，可單獨使用于還原型沖天爐，與預熱帶爐膽串聯(lián)使用，可用于兩排風口沖天爐，效果更好。外熱式管式換熱器單獨設置換熱室，爐氣與空氣一起引入室內，使爐氣中的CO燃燒，加熱蛇型管或其它型式的換熱管，使其中的鼓風預熱。管式換熱器主要回收煙氣的化學熱，所以必須保證煙氣中的CO充分燃燒，當進入換熱室的煙氣濃度不夠或達不到著火溫度時，應補充氣體燃料并安裝引燃噴咀。

裝備外熱式換熱器的爐子目前主要是大容量沖天爐，與熱風系統(tǒng)配套有完善的除塵系統(tǒng)，爐子只有良好的綜合性能，通常用于大批大量生產中，實行連續(xù)作業(yè)。簡易的換熱器用于專門熔煉鋼鐵切屑和輕薄料的小容量還原型化鐵爐。

近年來，有在換熱室內采用瓷珠做為換熱介質的案例，可以獲得高達1000℃的風溫，瓷珠的壽命也比換熱管長。

c、用余熱鍋爐回收煙氣的物理熱和化學熱，加熱生活用水。

（2）煙氣凈化

提高沖天爐的綜合性能，是沖天爐節(jié)能、環(huán)保的治本之策，而凈化煙氣則是治標之法。治本不治標，至少在現階段還不能全部解決環(huán)保問題，但是治標治本，不僅加大治理費用，還將造成能量的浪費。在治本的基礎上治標，才會收到事半功倍的效果。

a、干法除塵：采用旋流加過濾的方法，除塵效率取決于濾料的性能，采用敷聚四氟乙烯增透膜的布袋除塵，除塵率可達99%以上。受濾料耐熱性的限制，煙氣需做冷卻處理，設備較大。移動床顆粒層除塵器，采用石英砂、卵石做濾料，煙塵排放濃度可降至65mS/Nm3。且具有工作溫度較高，結構簡單：維護方便的特點。安裝在火花熄滅器中的旋流凈化器近年來受到中小廠的廣泛關注，雖然除塵效率僅為93%左右，但是由于結構簡單，不用維護，壽命長，造價低，被許多小型沖天爐成功采用。如果增加噴霧，可使除塵效率達到95%。只要解決鋼板腐蝕和廢水處理問題，將是小型沖天爐一種很好的除塵方法。

b、濕法除塵：沖天爐采用濕法除塵的在我國還不夠多，與干法除塵相比，它的除塵效率更高，結構更簡單，并可除去煙塵中部份有害氣體。但它帶來的污水處理和可能造成二次污染問題限制了它的廣泛應用。為了增強除塵器對煙氣凈化效果和生產能力，要充分增大水與煙氣的接觸面積并加速塵粒的沉降。

c、靜電除塵：沖天爐煙氣凈化的靜電除塵國外有少量應用的報導。靜電除塵器對煙氣溫度和CO含量有一定的要求，需進行燃燒和降溫的前期處理，目前國內未見成功應用的范例。d、混合除塵：不同的除塵方法組合應用，可發(fā)揮各自的優(yōu)點，對不同粒度的煙塵分別排除，減輕了每個組元的負荷，提高整體的除塵效果和工作能力。常用的組合如：旋風除塵器加布袋除塵器：旋風除塵器加濕法除塵器：旋流凈化器加噴霧等??。

（3）其它污染物的回收利用

目前，沖天爐爐渣的回收利用很少，主要原因是量少。但其造成的污染也是不可忽視的。爐渣的利用研究方向頗多，如建材、化工、保溫等。

煙氣中C02的回收利用國外有報導。由于煙氣中CO2的比例遠高于空氣中CO，含量，回收成本會更低。但對于容量小、開爐時間短的爐子，可行性尚待研究。

第五篇：合成氨論文

論文寫作與指導

姓 名: 學 號: 專業(yè)班級: 指導老師:

合成氨合成工藝的現狀

The present status of synthetic ammonia process

Wang

西北民族大學化工學院，甘肅蘭州 730124 Northwest university for nationalities institute of chemical, lanzhou, gansu，730124 摘要：合成氨是重要的化工原料, 在國民經濟中占有重要地位，本文在文獻調研的基礎上綜述了合成氨設備、催化劑、合成氨工藝三方面的現狀和未來發(fā)展趨勢。在設備方面，通過對冷管型合成塔和絕熱型合成塔新技術的綜述和兩種設備的對比，闡述了國內外合成氨設備的不同之處，及國內外合成氨設備的優(yōu)劣，提出了國內合成氨設備的發(fā)展建議。合成氨工藝方面，通過轉化、變換、脫碳、合成四方面綜合闡述了目前合成氨工藝技術的現狀和發(fā)展趨勢，介紹了近年來國內外合成氨工藝的新技術和工藝流程方面的新進展。

關鍵詞：合成氨；新工藝；合成塔

Abstract：Ammonia is one of the most important chemical production，It has an important station in national economy.This article has summarized the ammonia synthesis by ammonia equipment, catalyze, and technology to describe the actuality and the future which based the literature disquisition.For the equipment through the difference of the cold tube compose tower and insulate compose tower, we can know which is better and it can also give some advice of the development for our country equipment.For the technology, through the transform, commutation, decarburization and compose which tell the technology at present and development in future.introduce the new technology and the new development in technology flow.Key words: ammonia synthesis;new technology;catalyst;reactor 1、合成氨的歷史

過去制氫是在水煤氣發(fā)生爐中加水蒸汽使其焦炭氣化，氮則以空氣形式通入，使氫氮維持正確比例。在本法中吹入蒸汽通過灼熱焦炭層生成氫。當焦炭因吸熱反應被充分冷卻時，即停止通蒸汽而改通空氣。通空氣燃燒將焦炭層溫度升高到下一次水煤氣循環(huán)所需要的溫度。水煤氣的凈化過程是采用變換，水洗和銅洗微量。直到二次大戰(zhàn)末,在歐洲和美國均采用此種造氣和凈化法。

上個世紀三十年代中期，已發(fā)展了用烴的催化劑和非催化轉化法制氫。而催化轉化法完全以法本公司的鎳催化劑為基礎。是將蒸汽和烴的混合物在730-1000℃下，在一段轉化爐中進行轉化，催化劑裝在外部加熱的管內。在二段轉化爐中，氮是以空氣形式或富氧空氣形式一起導入，這時，烴的殘余組份同時轉化。經還原的一種鎳催化劑可在第一段及第二段車釗七爐中使用。蒸汽轉化工藝過程適于轉化從天然氣到輕油范圍內的烴類。烴的非催化裂解是在有外殼的反應器內進行，這時烴與氧在不同壓力下氣化。以后是凈化氫和混合物的工藝過程，脫硫只能在裂解后進行。凈化了的氣體與氮一起混合而導入合成系統(tǒng)[1-5]。

2、合成氨的現狀

德國化學家哈伯1909年提出了工業(yè)氨合成方法，即“循環(huán)法”，這是目前工業(yè)普遍采用的，也被稱作直接合成法。反應過程中為解決氫氣和氮氣合成轉化率低的問題，將氨產品從合成反應后的氣體中分離出來，未反應氣和新鮮氫氮氣混合重新參與合成反應。合成氨反應式如下：

N2+3H2≈2NH3

目前中國主要是以煤為主，油氣并存的局面。

3、合成氨發(fā)展前景

原料路線的變化方向。從世界燃料儲量來看，煤的儲量約為石油、天然氣總和的10倍，自從70年代中東石油漲價后，從煤制氨路線重新受到重視，但是因為以天然氣為原料的合成氨裝置投資低、能耗低、成本低的緣故，到20世紀末，世界大多數合成氨廠仍以氣體燃料為主要原料。

節(jié)能和降耗。合成氨成本中能源費用占較大比重，合成氨生產的技術改進重點放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發(fā)新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等?，F在已提出以天然氣為原料的節(jié)能型合成氨新流程多種，每噸液氨的設計能耗可降低到約29.3GJ。

與其他產品聯(lián)合生產。合成氨生產中副產大量的二氧化碳，不僅可用于冷凍、飲料、滅火，也是生產尿素、純堿、碳酸氫銨的原料。如果在合成氨原料氣脫除二氧化碳過程中能聯(lián)合生產這些產品，則可以簡化流程、減少能耗、降低成本。中國開發(fā)的用氨水脫除二氧化碳直接制碳酸氫銨新工藝，以及中國、意大利等國開發(fā)的變換氣氣提法聯(lián)合生產尿素工藝，都有明顯的優(yōu)點[6]。

4、氨的性質 4.1氨的物理性質

氨氣的主要物理性質見下表

表3-1 氨氣的主要物理性質

中文名 分子式 沸點（℃）熔點（℃）燃燒性 溶解性 爆炸極限 外觀及性狀 主要用途

4.2氨的化學性質

NH3遇HCl氣體或濃鹽酸有白煙產生，可與氯氣反應。

(1)氨水（混稱氫氧化銨，NH4OH）可腐蝕許多金屬，一般若用鐵桶裝氨水，鐵桶應內涂瀝青。

(2)氨的催化氧化是放熱反應，產物是NO，是工業(yè)制硝酸的重要反應，NH3也可以被氧化成N2[7-8]。氨氣 NH3 330.0 10.5 助燃 極易溶于水 15.8%-28%

英文名 相對分子量 飽和蒸氣壓（kPa）

相對密度 溶解度 危險特性 偶極距

ammonia 17.03 0.13（145.8℃）（水=1）0.82 89.9 g/100 mL

腐蝕性 1.42D

通常情況下是有刺激性氣味的無色氣體

做制冷劑及制作化肥

5、合成氨的生產工藝及主要方法 5.1原料氣的制備

將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對于固體原料煤和焦炭，通常采用氣化的方法制取合成氣；渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣；對氣態(tài)烴類和石腦油，工業(yè)中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。

5.2 凈化

對粗原料氣進行凈化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精制過程。

5.2.1一氧化碳變換過程

在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有CO，其體積分數一般為12%～40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2，因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下：

CO+H2O→H2+CO2

由于CO變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利于回收反應熱，并控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換，使大部分CO轉變?yōu)镃O2和H2；第二步是低溫變換，將CO含量降至0.3%左右。因此，CO變換反應既是制造原料氣的繼續(xù)，又是凈化的過程，為后續(xù)脫碳過程創(chuàng)造條件。

5.2.2脫硫脫碳過程

各種原料制取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否采用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業(yè)脫硫方法種類很多，通常是采用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。

粗原料氣經CO變換以后，變換氣中除H2外，還有CO2、CO和CH4等組分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。

一般采用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化MDEA法，MEA法等。

5.2.3 氣體精制過程

目前在工業(yè)生產中，凈化方法主要分為深冷分離法和甲烷化法[9]。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合[10]。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小于0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下：

CO+3H2→CH4+H2O ΔH=-206.2kJ/mol CO2+4H2→CH4+2H2O ΔH=-165.1kJ/mol 5.3氨的合成

將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨[10]。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由于反應后氣體中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反應氫氮氣循環(huán)的流程。氨合成反應式如下[11]：

N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol

6、原料氣精制的主要方法

原料氣經一氧化碳變換和二氧化碳脫除后，尚含有少量一氧化碳和二氧化碳，在送往氨合成系統(tǒng)前，為使它們總的含量少于10ppm，必須進一步加以脫除。脫除少量一氧化碳和二氧化碳有三種方法；

6.1 銅氨液吸收法

銅氨液吸收法是最早采用的方法，在高壓、低溫下用銅鹽的氨溶液吸收一氧化碳并生成絡合物，然后將溶液在減壓和加熱條件下再生，由于吸收溶液中有游離氨，故可同時將氣體中的二氧化碳脫除：

6.2 液氮洗滌法 液氮洗滌法是利用液態(tài)氮能溶解一氧化碳、甲烷等的物理性質，在深度冷凍的溫度條件下把原料氣中殘留的少量一氧化碳和甲烷等徹底除去，該法適用于設有空氣分離裝置的重質油、煤加壓部分氧分法制原料氣的凈化流程，也可用于焦爐氣分離制氫的流程。

6.3 甲烷化法

甲烷化法是60年代開發(fā)的方法，在鎳催化劑存在下使一氧化碳和二氧化碳加氫生成甲烷：

由于甲烷化反應為強放熱反應，而鎳催化劑不能承受很大的溫升，因此，對氣體中一氧化碳和二氧化碳含量有限制。該法流程簡單，可將原料氣中碳的氧化物脫除到10ppm以下，以天然氣為原料的新建氨廠，大多采用此法。但甲烷化反應中需消耗氫氣，且生成對合成氨無用的惰性組分──甲烷。

7、Topsoe氨合成塔

為提高合成塔的生產能力，降低造價，設計出一種稱為“ 熱壁” 型式的合成塔，已投入工業(yè)應用。該合成塔耐壓殼體較薄，重量較輕，制造費用較少，頂蓋直徑也較小。

(1)投資費用較少

耐壓殼體較薄頂蓋較小底部結構簡單內件設計也很簡單。(2)容易運輸和安裝

內件重量小，可以用標準集裝箱船運。(3)流體分布均勻，床層壓降小

催化劑的裝填對合成塔能否發(fā)揮正常性能很重要。傳統(tǒng)的徑向流合成塔裝填催化劑時都需要振打，以確保催化劑均勻填滿整個床層。這種裝填方式較耗時，且不容易裝填好，易產生很多空穴，使氣體出現偏流，催化劑利用率低。Topsoe研究出了一種稱為“ 毛毛雨式裝填法”該法裝填迅速，所需時間為振打法的一半，而裝填密度為振打法的102%-104%，且催化劑密度均勻。該法已在工業(yè)生產中取得了良好的效果。致謝：感受頗深，受益匪淺。在論文的寫作過程中，有很多困難，在理論學習階段，得到孫初鋒老師的悉心指導和幫助。借此機會我向孫初鋒老師表示衷心的感謝!同時，我也要感謝我的同學給予我的幫助，他們?yōu)槲易珜懻撐奶峁┝瞬簧俳ㄗh和幫助。在此要特別感謝孫老師，他為人隨和熱情，治學嚴謹細心。在學習生活中他能像知心朋友一樣鼓勵你，在論文的寫作和措辭等方面他也總會以“專業(yè)標準”嚴格要求你，再次謝謝孫初鋒老師!

參考文獻

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