化肥厂清洁生产审核报告.doc

化肥厂清洁生产审核报告

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2020年5月29日
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目 录
前 言 3
第一章 筹划与组织 5
1.1取得高层领导的支持与参与 5
1.2建立清洁生产审核小组 5
1.3制定审核计划 6
1.4宣传、发动和培训 7
1.5克服障碍 8
第二章 预评估 9
2.1企业基本情况 9
2.2企业公用工程现状 16
2.3企业生产工艺和产排污 17
2.4环境保护现状 55
2.5清洁生产审核前已实施的清洁内容 63
2.6确定审核重点 66
2.7设置清洁生产目标 78
2.8清洁生产方案提出 78
第三章 评估 81
3.1生产工艺分析 81
3.2生产物料平衡 81
3.3水平衡 82
3.4实测物料平衡评估 82
3.5进一步提出并持续实施简易的无/低费方案 84
第四章 方案的产生和筛选 86
4.1备选方案的产生 86
4.2方案筛选 91
第五章 可行性分析 92
中/高费方案的可行性分析 92
5.1方案08:用双甲工艺代替铜洗工艺 92
5.2方案09:用高位吸氨替代喷嘴吸氨 94
5.3方案11:合成工艺由中置法改为提温后置型工艺 95
5.4方案22:综合塔选用新型垂直筛板塔 97
5.5方案23:合成、碳化等工段冷却水的回用 98
第六章 方案实施 100
6.1搬迁后企业在审核前已实施的清洁生产方案 100
6.2制定方案实施计划与进度并落实责任 102
6.3资金筹集 103
6.4已实施无低费方案汇总 103
6.5已实施的中高费方案汇总 105
6.6方案实施后清洁生产水平对比 106
第七章 持续清洁生产 111
7.1完善清洁生产的组织机构 111
7.2完善清洁生产管理制度 112
7.3制定持续清洁生产计划 112

前 言
清洁生产是一种新的创造性思想,该思想将整体预防的环境战略持续应用与生产过程、产品和服务中,以增加生态效率和减少人类及环境的风险。清洁生产能够有效地促进工业经济与环境的协调发展,有效的控制环境污染,是实现”生态省”建设、走”新型工业化道理”和循环经济行之有效的必要手段之一。随着<中华人民共和国清洁生产促进法>的实施,清洁生产必将成为今后防治工业污染的战略目标。
清洁生产完全不同于传统的”末端治理”污染控制策略,它强调废物的”源削减”经过实施清洁生产促进企业从产品设计、原料选择、工艺改革、技术进步和生产管理等环节着手,最大限度的将原材料和能源转化为产品,减少资源的浪费,并使用生产过程中排放的污染物及其环境影响最小化。经过”源头”削减,在减少废物的产生、减少资源消耗、减低边际外部费用的同时,提高企业原料利用率和生产效率,降低企业生产边际费用,增加企业经济效益,提高市场竞争力。而且,由于企业管理水平的提高,环境污染事故风险性的降低,排污的减少,有助于树立企业良好的企业形象。
为贯彻实施<中华人民共和国清洁生产促进法>,实施可持续发展战略,加快生态省建设,**省经贸委出台一系列旨在促进清洁生产和循环经济建设的相关文件和政策,根据**省环保局<关于在全省合成氨行业开展清洁生产审核工作的通知>浙环函〔 〕201号文件,**化工限公司( 改制前为**化肥厂)决定开展清洁生产审核。
**化工有限公司现属民营企业,拥有固定资产4592万元,主要生产商品氨、碳酸氢铵、工业氨水、氢气、二氧化碳及其化工产品,并兼营GB级压力管道安装、一、二类压力容器制作销售、材料销售等。
为进一步提高企业的产品质量和生产效率,降低能耗、物耗,减轻污染,提升企业的竞争力和品位,**化工有限公司决定实施清洁生产审核。我站受其委托,依据<中华人民共和国清洁生产促进法>、<企业清洁生产审计手册>、<清洁生产审核暂行办法>、<**省清洁生产审核暂行办法>和相关的国家标准、行业标准及技术规范以及公司相关文件和资料开展清洁生产审核工作。当前已经按程序完成了清洁生产审核,并完成报告的编写。本次清洁生产审核得到了**市环保局、**市经贸委、市环保局**分局、**工业区经贸局等单位的大力支持,在此一并表示衷心的感谢。

第一章 筹划与组织
筹划和组织是企业进行清洁生产审核工作的第一个阶段,目的是经过宣传教育使企业领导、中层干部和全体职工对清洁生产有一个初步的比较正确的认识,消除思想、观念上的障碍,并了解企业清洁生产审核的意义、内容及工作程序。本阶段的工作主要是:
1、取得企业高层领导的支持与参与;
2、组建领导小组和工作小组;
3、制定工作计划;
4、宣传发动。
1.1取得高层领导的支持与参与
清洁生产审核是一项综合性工作,涉及企业内部各个部门,而且随着审核的深入,各部门和人员会有些变化,只有取得高层领导的支持与参与,由高层领导动员并协调各部门和全体职工积极参与,审核工作才能顺利进行。
**化工有限公司一直重视环境保护工作,特别是总经理直接要求企业内部进行清洁生产,并约请相关清洁生产审计专家来公司,了解清洁生产的详细情况,决定开展清洁生产审核工作。
1.2建立清洁生产审核小组
清洁生产审核小组是清洁生产审核工作的中心,是具体承担审核工作的各阶段任务的机构。**化工有限公司领导非常重视本次审核工作,成立了以各部门负责人组成的清洁生产审核小组,并以文件形式予以确认,见表1-1。
**市环境**清洁生产中心负责本次清洁生产审核的外部技术和方法咨询工作。
表1-1 审核小组成员表
姓名
来自部门和职务
职务
领导小组职务
赵正祥
总经理室
总经理
组长
董强富
副总室
生产副总
副组长
胡胜祥
副总室
行政副总
成员
顾华军
副总室
技术副总
成员
葛新
生产技术科
科长
成员
王栩庭
综合办
主任
成员
蒋小虎
安环科
科长
成员
徐传明
设备科
科长
成员
毛水银
供应科
科长
成员
骆岳彦
质检科
科长
成员
杜润康
能源科
科长
成员
陆泉松
造气车间
主任
成员
姚永义
碳化车间
主任
成员
钟阿牛
合成车间
主任
成员
徐伟明
机械车间
主任
成员
任金荣
基建科
科长
成员
祝建英
人保科
科长
成员
丁家荣
销售科
科长
成员
陈新
能源科
副科长
成员
项关中
生产技术科
副科长
成员
沈国荣
人保科
副科长
成员
徐秀章
工会
副主席
成员
1.3制定审核计划
为了使本次清洁生产审核按一定的程序和步骤进行,也便于企业内部进行考核,根据清洁生产审核工作的要求,结合公司的实际情况,审核小组和公司领导进行探讨后制定了以下清洁生产审核工作计划表1－2。
表1-2 清洁生产审核工作计划
阶 段
工作内容
完成时间
负责部门
筹划组织
1、成立审核小组,并组织培训;
2、制定审核工作计划;
3、开展企业内部清洁生产宣传。
.10.25
审核小组
市环境**
预评估
1、收集现有资料;
2、各车间污染源调查;
3、各车间能资源消耗现状调查;
4、初步分析污染产生原因;
5、确定审核重点;
6、提出针对审核重点的清洁生产目标;
7、提出无低费清洁生产方案。
.10.30
审核小组
市环境**
评 估
1、收集审核重点相关资料;
2、编制审核重点的工艺流程图,并进行实测建立物料平衡;
3、分析物料平均的结果;
4、提出无低费清洁生产方案。
.11.15
审核小组
生产车间
市环境**
方案产生
方案筛选
1、以物料平衡的分析为依据,研制清洁生产方案;
2、系统性产生清洁生产方案;
3、筛选清洁生产方案。
.11.20
审核小组
生产车间
市环境**
方案可行性研究
1、对方案进行技术、环境、经济评估;
2、推荐最优清洁生产方案。
.11.25
审核小组
市环境**
方案实施
1、根据企业实际情况实施方案;
2、无低费清洁生产方案实施效果评估。
.11.28
审核小组
生产车间
持续清
洁生产
建立持续清洁生产的机制。
.12.30
审核小组
市环境**
编写审
核报告
编写最终审核报告。
.6.15
审核小组
市环境**
1.4宣传、发动和培训
为了使审核工作小组顺利开展工作,必须使之了解清洁生产的相关内容,同时使全公司上下都知道清洁生产开展的意义, 10月25日,公司邀请专家来公司授课,参加人员为审核小组成员以及其它负责人共计20人,内容包括清洁生产产生的社会背景、国内外现状、企业开展清洁生产的意义及相关案例。经过授课培训,审核小组成员对清洁生产有了更深的了解,深刻体会到开展清洁生产对降低能耗、减少污染物的产生、提高产品质量具有非常重要的现实意义。
1.5克服障碍
**化工有限公司是一家管理较好的企业,生产自动化程度较高,设备先进,领导素质又较高,因此开展清洁生产中的障碍较少,可是清洁生产是一种新的思想,或多或少会冲击旧的思想方法,审核小组根据摸底,分析了企业实施清洁生产的主要障碍,并提出了解决办法,见表1-3。
表1-3 清洁生产障碍分析及克服办法
序号
障碍名称
障碍原因
克服办法
1
观念障碍
部分职工认为清洁生产审核工作是几个人的事,事不关己。
利用各种宣传途径,大力宣传清洁生产的目的、意义,并利用国内外同行清洁生产成果说明开展清洁生产的潜在效益。
2
管理障碍
现有管理制度与清洁生产的理念冲突。
加强培训,建立清洁生产、预防污染的理念,建立绩效考核制度。
3
生产技术
障碍
基础数据不足;
缺乏清洁生产技术。
充分收集各种资料,加强调研和实测;
向环境**清洁生产中心咨询。
4
经济障碍
担心花费太大,看不到实际回报。
尽快开展审核工作,并实施无低方案,从中获得实际效益

第二章 预评估
预评估从生产全过程出发,对企业现状进行调研,掌握污染现状和产污重点,经过定性或定量分析确定审核重点并设置清洁生产目标,及时实施一些明显的、简单易行的无低费和节能等清洁生产措施。
2.1企业基本情况
2.1.1企业简介
**化工有限公司改制前原名为**化肥厂,属国有制企业,后于 11月改制为股份制企业,始建于1963年。企业为适应市场外部环境,提高自身竞争能力,前几年在调整产品结构,开发新产品方面进行了较大的投入,先后上了两套变压吸附脱除变换气CO2装置,以增加商品氨的生产能力;一套年产1万吨食品级液态二氧化碳生产装置;一套280万m3/年(单班制)提氢及氢灌装系统;一套等压回收制取工业氨水装置。经过全面的挖潜、革新、技术改造和发展一主多副,企业由原设计的年产合成氨5000吨,逐步发展到现有的45000吨的规模。同时企业也由原来比较单一的碳氨、氨水品种发展到现有的碳氨、商品液氨、工业氨水、食品级液体二氧化碳、工业氢气等多种系列产品。在全省同类企业中属合成氨生产能力最大的企业,合成氨产品综合经济技术指标均处于全省同行业的领先地位。
公司地处杭甬铁路、公路、运河沿线,原有土地90073m2,建筑面积41270m2。公司于 11月正式注册登记,拥有固定资产原值4592万元,各类动静设备630台,可供蒸汽能力26t/h,供水能力4300t/h,自备35kV/6kV高压变电所一座,可供容量8800kVA。公司有职工456人,其中有高级技术职称6人,中级技术职称9人,初级技术职称51人,高级技师5人,技师27人,技术力量较为雄厚。公司自改制以来,由于机制的转变,各项管理不断加强,经济效益又有明显提高,环境治理达到了市政府提出”一控双达标”的要求,实现”三废”达标排放。
2.1.2组织机构
**化工有限公司组织机构图:
生技科
综合办
供应科
技术副总
造气车间
生产副总
总会计师
行政副总
工会
财务科
销售科
人保科
修车间机
基本建设科
设备科
总 经 理

2.1.3地理位置和厂区平面图
1、地理位置
**地处**省东北部,位于宁绍平原西部,介于北纬29°15'～30°11',东经120°02'～120°15'之间。其南屏会稽山,北濒钱塘江,西连杭州市,东距宁波港150公里,距杭州萧山国际机场28公里。
**化工有限公司现有厂区位于**市五云门外的新区与旧城结合部,地处杭甬铁路、公路、运河沿线。迁建新厂区地处三江闸以西800米,北面为新斗门村、丰收闸,东面为新豆姜村。新厂区西北面70米处为一家精细化工厂,西北面100米处为**针织印染厂,西南面50米处为一家印染厂,东北面200米处为**县联发化工厂。根据**工业区规划,待该迁建项目投产后,整个马海工业园内的村庄基本搬迁完。
马海工业园地处长江三角洲南翼经济活跃区,**平原北部,**中心城市**组团北翼,地理位置十分优越。园区范围东至规划马山工业园,南靠杭甬高速公路,西挨荷湖江,北依曹娥江,总面积约7.5平方公里(其中原马海乡用地 5.33平方公里)。
2、厂区平面
厂区平面总图见附图1。总平面布置划分为五大功能区:
1)生产中心区:按照工艺生产流程全厂中心位置集中布置造气、脱硫、变换、碳化、压缩、合成等主要生产车间,联系紧密、管线短捷。
2)原料储存区:全年6.4万吨无烟煤是合成氨生产的主要原料,大面积的原料煤库及煤球车间与污水处理装置一并布置于厂区下风侧,造气车间的南端,既方便原料运送又使全厂的卫生环境布局合理。
3)公用辅助设施:锅炉房、变电所、循环水站等均布置于生产区和生活区的交接部,处于全厂负荷中心。金、钳、铆等机电维修厂房位于厂区东南角靠近人流出口,避免对厂区干扰。
4)成品装卸区:项目建成后每年将有22万吨产品需要外运,考虑降低运输成本尽量充分利用水路通道,因此将碳酸氢铵仓库、氢气灌装站、二氧化碳灌装站、液氨灌装站等都并列布置于厂区下风侧、河岸沿线,而且专设销售管理部门和货运出入口。
5)厂前生活管理区:环境良好的厂区东北部集中布置全厂生产管理中心和生活中心,主要有办公楼、生产管理楼、生活综合楼及值班宿舍,进入主大门入口中心设有大块绿地和景观小品,东侧透空围墙内布置条块结合的乔灌绿篱,职工宿舍旁布置休闲活动场地,使整个工厂体现管理有序、生动向上的现代气息。
厂区总平面布置功能分区明确,紧凑合理,各装置区内留有一定的生产发展用地,对今后生产企业的发展奠定了良好基础。
2.1.4企业产品现状
**化工有限公司 主要产品及生产规模:液氨(工业)23400t/a、碳酸氢铵(农用)81586t/a、液体二氧化碳(食品级)7089t/a、氢气(工业)229万m3/a、工业氨水7860t/a(含氨20％)、硫磺79t/a,折合合成氨41941t/a。
从**市郊迁至**工业区马海工业园重建的合成氨(公称规模)45000t/a项目,当前主要产品及生产规模为:液氨(工业)15000t/a、碳酸氢铵(农用)1 0t/a、液体二氧化碳(食品级)10000t/a、氢气(工业)280万m3/a、甲醇10000t/a、工业氨水10000t/a、硫磺100t/a,配套有原料储存、成品装卸、公用辅助设施、厂前生活管理等辅助设施。
2.1.5主要原辅材料、能源消耗现状
企业 主要原材料消耗见表2-1。
表2-1 主要原材料消耗
序号
名 称
单耗(kg/t)
年耗(t/a)
1
白煤
折C84％
1007
45421
实物
1312
59201
2
烟煤
折7000大卡
5
225
实物
9
399
3
合成氨单电耗
1048KWh/t
4727万KWh/t
4
合成氨全电耗
1434KWh/t
6468万KWh/t
企业当前用水情况见表2-2,其中工艺用软水见表3-3。
表2-2 企业用水情况表
水源
自来水
地表水
地下水
重复用水量
年用量(万t/a)
1.57
659.76
20
336.54
总用量(万t/a)
1017.87

表2-3 工艺软水用量表
岗位
锅炉
造气
变换
脱硫
中置锅炉
碳化、吸氨
精炼
合成、膜分离
用水量(t/h)
1
8
5
1
7
5
2
5
总用量(t/h)
34
2.1.6主要生产设备
表2-4 现有主要设备一览表
序号
编号
设备名称
制造厂
数量(台)
1
ZJ1-11-14
离子交换器
无锡锅炉辅机厂
4
2
ZJ1-15
脱碳塔
**化肥厂
1
3
ZC2-01-02
鼓风机
上海鼓风机厂
3
4
ZC2-03-04
引风机
上海鼓风机厂
2
5
ZJ2—01-02L
锅炉
上海四方锅炉厂
2
6
ZC3-01-05T
自动机
南通石油化机厂
5
7
ZC3-06-10T
炉条机
上海新建机械厂
5
8
ZJ2-05-07
旋风除尘器
上海四方锅炉厂
2
9
ZJ2-06
水封冲灰器
上海四方锅炉厂
2
10
ZJ3-01-05
煤气发生炉
上海新建机器厂
5
11
ZJ3-ILS
煤气炉蒸汽聚集器
上海新建机器厂
5
12
ZJ3-ILE
热交换器
无锡新苑公司设备厂
4
13
ZJ3-29
蒸汽过热器
**化肥厂
5
14
ZJ3-18-22
集尘器
**化肥厂
5
15
ZJ3-23-27
洗气塔
**化肥厂
5
16
ZJ4-01
冷却塔
**化肥厂
1
17
ZJ4-02
脱硫塔
**化肥厂
1
18
ZJ4-03
清洗塔
**化肥厂
1
19
ZC5-01-05
罗茨鼓风机
上海鼓风机厂
5
20
ZJ5-IME
冷凝塔
**化肥厂
2
21
ZJ7-05
余热锅炉
杭州锅炉厂
1
22
ZJ7-04
燃烧炉
**化肥厂
1
23
TJ1-IILR
碳化塔
锦西化机厂
2
24
TJ1-03IILR
综合塔
锦西化机厂
1
25
TJ1-07
弛放气回收塔
**化肥厂改制
1
26
TC4-05-06Y
空压机
沈阳气体压缩机厂
3
27
TJ4-IIME
立式冷凝器
上海第一冷冻机厂
4
28
HC1-01-10Y
氨氮气压缩机
上海精业机器厂
10
29
HJ1-05-40
油水分离器
**化肥厂
36
30
HJ1-61-69
进出口缓冲器
上海压缩机厂
9
31
HJ1-79-80
半水煤气冷却器
**化工总厂
2
32
HJ2-01-02ⅢHR
铜液塔
南京二化机厂
2
33
HJ2-08
铜液压滤器
**化肥厂
1
34
HJ2-11-13
铜液储槽
**化肥厂
3
35
HJ2-23
喷射吸收塔
**化肥厂
1
36
HC3-01-03Y
循环机
沈阳气体压缩机厂
3
37
HJ3-01ⅢHR
1#合成塔
上海四方锅炉厂
1
38
HJ3-02ⅢHR
1#冷交换器
上海四方锅炉厂
1
39
HJ3-03ⅢHE
热交换器
杭州锅炉厂
2
40
HJ3-04ⅢHS
油分离器
上海化工机械总厂
2
41
HJ3-05ⅢHS
1#氨油分离器
广东佛山化机厂
1
42
HJ3-07IIME
1#氨冷凝器
青岛通用机械厂
1
43
HJ3-08ⅢME
1#废热锅炉
上海四方锅炉厂
1
44
HJ3-13ⅢHS
2#氨油分离器
广东佛山化机厂
1
45
HJ3-25ⅢHR
2#冷交换器
上海四方锅炉厂
1
46
HJ3-10ⅢHR
2#合成塔
上海四方锅炉厂
1
47
HJ3-16
1#煮油器
**化肥厂
1
48
HJ3-17
2#煮油器
**化肥厂
1
49
HJ3-19-21
水冷器
杭州锅炉厂
3
50
HJ3-22
夹套冷却器
**化肥厂
1
51
HJ3-23ⅢME
2#废热锅炉
湘东化工机械厂
1
52
YC1-03-04T
破碎机
**化肥厂
2
53
YC1-13-17
皮带机
**化肥厂
5
54
YJ2-01-04ILE
热交换器
**化肥厂
4
55
YJ2-05-08
冷凝塔
**化肥厂
4
56
YJ2-09-26
碳化罐
**化肥厂
18
57
JQ101-108
车床
沈阳第一机床厂
7
2.2企业公用工程现状
2.2.1供水
企业用水主要为自来水和自备水,自来水主要为生活用水,生产用水采用自备水,自备水采自内河水体。厂内生活用水量为20t/h;生产用水量为3253t/h,其中补充水量200t/h,设循环水装置3000t/h与400t/h各一座。进水管径DN350,供水压力0.3MPa。
2.2.2排水
造气废水闭路循环系统中当水量不平衡时排出的多余废水达到**污水厂接管标准,与生活污水一起排入工业园区污水管网,再进入**污水处理厂。
2.2.3供电
本项目电源有一路35kV高压线从厂外一号路引入本厂35kVA变电所,同时引入一路10kV电源作为全厂的检修电源。本项目设有变电所3座,其中35KV/6KV变电所为厂区总变,内设变压器2台,容量分别为8000kVA和5000kVA;1#变电所设在碳化变化厂房内,内设变压器4台,容量分别为1250KVA两台及1000KVA两台;2#变电所设在机修车间西侧,内设变压器2台,容量为500KVA。
2.2.4供热
本项目设有10t余热回收锅炉一台和烟煤锅炉二台,全厂生产所需蒸汽17.18t/h,而生产装置富产蒸汽13.27t/h,其中造气夹套炉2.835t/h、煤气余热回收器1.78t/h、吹风器余热锅炉5.245t/h、合成余热锅炉3.41t/h,不足蒸汽由烟煤锅炉提供。
2.3企业生产工艺和产排污
2.3.1劳动定员及生产安排
**化工有限公司公司下设4个车间,2个分公司和11个科室部门,共有员工456人,其中:女职工78人,具有高级技术职称的6人,中级技术职称的9人,初级技术职称的51人,工人技师31人,中层以上管理人员(公司股东)40人。生产班制为4班3运转制,生产天数为340天。
2.3.2现有污染因素分析
2.3.2.1工艺流程简述
**化工有限公司的主产品为碳酸氢铵和液氨,副产品为食品级二氧化碳、氢气和工业氨水。每个产品的生产工艺流程简述如下:
(1)碳酸氢铵和液氨生产
合成氨生产以煤气化为原料制取半水煤气,经脱硫、变换、碳化、压缩、铜洗等过程,将氢氮混合气净化后,送往合成系统合成氨,氨再送碳化,制取成品碳酸氢铵,剩余的氨制成商品液氨,工艺流程见图2-1。
(2)氢气
氢气采用的是中空膜纤维法制取,工艺流程简图见图2-2。

放空气(精炼气)
尾气(回压缩机三进)
氢气去罐装
膜分离提氢

图2-2 氢气生产工艺流程简图
(3)食品级二氧化碳
食品级二氧化碳采用变压吸附法生产,工艺流程简图见图2-3。
变压吸附
脱碳放空气
放空
液态CO2
去储槽
活性炭脱硫
压缩
干燥
提纯

图2-3 食品级二氧化碳生产简图

(4)工业氨水
工业氨水采取软水吸收法生产,工艺流程简图见图2-4。

软水
液氨储罐驰放气
液氨(气氨)
驰放气去吹风气回收锅炉
工业氨水储罐
氨回收系统

图2-4 工业氨水生产简图

吹风气
驰放气
白煤
蒸汽
蒸汽
半水煤气
硫磺
二出
变换气
放空气去回收
原料气
碳酸氢铵
再生气
原料气
液氨
液氨
(去提氢)
放空气
精炼气
提氢末尾气
商品液氨
驰放气去氨回收
液氨储槽
合成
压缩机
精炼
压缩机
碳化
变压吸附脱碳
变换
压缩机
脱硫
造气
锅炉
吹风气回收锅炉

图2-1 碳酸氢铵、液氨生产工艺流程简图

2.3.2.2各工段工艺流程、和污染源因子详细分析
2.3.2.2.1碳酸氢铵、液氨生产
(1)造气工段
①原理
造气是用气化剂对固体燃料进行热加工,生成可燃性气体的过程。企业所用固体燃料为无烟煤(白煤),气化剂为氧和水蒸气。
主反应如下:
a、碳与氧的反应
C + O2 ＝ CO2 + 393.3 kJ (1)
2C + O2 ＝ 2CO + 220.7 kJ (2)
2CO + O2 ＝ 2CO2 + 565.55 kJ (3)
CO2 + C ＝ 2CO - 172.2 kJ (4)
b、碳与蒸汽的反应
C + 2H2O (g) ＝ CO2 + 2H2 – 89.8 kJ (5)
C + H2O (g) ＝ CO + H2 -131.2 kJ (6)
c、其它主要副反应
C + 2H2 ＝ CH4 + 74.8 kJ (7)
CO + 3H2 ＝ CH4 + H2O + 206.29 kJ (8)
2CO + 2H2 ＝ CH4 + CO2 + 247.44 kJ (9)
CO + 4H2 ＝ CH4 + 2H2O + 162.867 kJ (10)
2C + 2H2O ＝ CH4 +CO2 + 125.448 kJ (11)
S2 + H2 ＝ H2S + 40.2 kJ (12)
CO + H2S ＝ COS + H2 + 123.1 kJ (13)
N2 + 3H2 ＝ 2NH3 (14)
2C + H2 + N2 ＝ 2HCN (15)

②工艺流程图(见图2-5)
◇噪声
蒸汽
半水煤气
蒸汽
空气
◇噪声
◇噪声
◇噪声
☆废气
冷却水
造气炉
余热回收锅炉
蒸汽锅炉
气柜
烟囱
洗涤塔
蒸汽过热器
集尘器
水加热器
造气废水闭路循环
◆煤渣
烟煤
☆废气
补充新鲜水
★废水
☆废气
◆粉尘
☆废气
无烟煤
◆煤屑
◆粉尘
驰放气
吹风气

图2-5 造气工段工艺流程图
③工艺过程说明
燃料(无烟煤)由煤气炉(Φ2.4m,5台,3开2备)顶部加入。在吹风阶段,空气由炉底送入,由炉顶出来的吹风气经除尘后,与驰放气一道进入余热回收锅炉,加热水产生蒸汽。上吹风制气阶段,蒸汽(正常运行时来自余热回收锅炉,开车时来自蒸汽锅炉)由炉底进入,与无烟煤反应生产半水煤气,从炉上部出来,经除尘器、蒸汽过热器、水加热器,进入洗气塔,经冷却后,到气柜。下吹制气阶段,蒸汽由炉顶吹入,与无烟煤反应生成的半水煤气自炉底出来直接经洗涤塔送往气柜。二次上吹阶段的流程同上吹阶段相同。空气吹净阶段的流程与吹风阶段基本相同,只是空气吹净阶段产生的煤气不进入余热回收锅炉而是送入气柜。灰渣落入底灰仓,定期排出炉外。
④污染因子分析
a、废水
造气工段所产生的废水主要是造气废水闭路循环中当水量达不到平衡时所排放的废水以及生产过程中的跑、冒、滴、漏,主要污染因子为水温、pH、CODCr、NH3-N、硫化物、氰化物、挥发酚等;另外还有一部分冷却废水的排放。
b、废气
造气工段所产生的废气主要是余热回收锅炉排放的烟气,主要污染因子为SO2、NO2和TSP;开车时2台10t/h锅炉产生的燃煤烟气,主要污染因子为SO2、NO2和TSP;造气废水闭路循环中凉水塔产生的气体,主要污染因子为H2S、NH3和氰化物;工艺中产生的无组织排放废气,主要污染因子为H2S、NH3和CO。
c、固废
造气工段所产生的废固主要是造气炉和蒸汽炉产生的炉渣;无法当作造气燃料的煤矸石;集尘器中收集的粉煤灰以及造气废水闭路循环中沉淀池中的煤屑。
d、噪声
造气工段中噪声排放点主要是锅炉风机;造气废水闭路循环系统中的凉水塔;各类泵发出的声音;造气炉添加无烟煤时发出的机械噪声;管道输送介质时所产生的噪声等。
(2)脱硫工段
①原理
企业当前采用的脱硫工艺为栲胶法脱硫工艺。栲胶是由植物的皮、果、叶和杆等的水萃取液熬制而成,其主要成分是丹宁。虽然各类丹宁的分子结构很复杂,但它们大多是具有酚式结构的多羟基化合物。在脱硫工艺过程中,酚类物质经空气氧化成醌态,因而具有较高电位,故能将低价钒氧化成高价钒,进而将吸收在溶液中的硫氢根氧化,析出单质硫,从而达到脱硫的目的。栲胶脱硫溶液是在预处理过的栲胶碱性溶液中加入NaVO3配成。
反应机理如下:
a、主反应:
碱性水溶液吸收H2S:Na2CO3 + H2S → NaHS + NaHCO3 (16)
五价钒氧化HS-析出硫,五价钒被还原成四价钒:2V5++HS-→2V4++S+H+ (17)
同时醌态栲胶氧化HS-析出硫磺,醌态栲胶被还原成酚态栲胶。
醌态栲胶氧化四价钒成五价钒:TQ(醌态)+V4++2H2O→V5++THQ(酚态)+OH- (18)
空气中的氧氧化酚态栲胶,使栲胶再生,同时生成H2O2。
H2O2氧化四价钒和HS-:H2O2 + 2V4+ → 2V5+ + 2OH- (19)
H2O2 + HS- → H2O + S + OH- (20)
b、副反应
当被处理气体中含有CO2、HCN、O2时产生如下副反应:
Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 (21)
Na2CO3 + 2HCN → 2NaCN + H2O + CO2 (22)
NaCN + S → NaCNS (23)
2NaCNS + 5O2 → Na2SO4 + 2CO2 + SO2 + N2 (24)
2NaHS + 2O2 → Na2S2O3 + H2O (25)
②工艺流程图(见图2-6)
③工艺过程说明
半水煤气进吸收塔(脱硫塔)与塔顶喷淋而下的脱硫液逆流接触,脱硫后的净化气从塔顶引出经气液分离器后送往下一工序。吸收了H2S的富液从塔底引出,经溶液循环槽,用富液泵加压后送往喷射器。在喷射器中,脱硫液高速经过喷嘴产生局部负压。将空气吸入,富液与空气充分混合,再较短的时间内完成再生反应。浮选槽溢出来的硫泡沫进入泡沫槽,再经过滤后分离出硫膏,硫膏送往熔硫釜,制得块状硫磺。经液封进入溶液循环槽,继续反应后用富液泵经过溶液加热器后送入再生塔。由再生塔上部引出之贫液经液位调节器返回吸收塔(脱硫塔)循环使用。

清洗塔
冷却水
★废水
☆废气
☆废气
★废水
★废水
硫磺
富、贫液泵
罗茨机
脱硫塔
制备槽
富液槽
硫泡沫塔
真空分离机
再生槽
熔硫釜
贫液槽
富、贫液泵
脱硫后
半水煤气
制备用
原材料

★废水
◇噪声
◇噪声
◇噪声
◇噪声
◇噪声
◇噪声
◇噪声

图2-6 脱硫工段工艺流程图
④污染因子分析
a、废水
脱硫工段所产生的废水主要是气柜出口冷却塔产生的废水以及生产过程中的跑、冒、滴、漏,另外脱硫液再生时也会产生少量的废水,其主要污染因子为NH3-N和硫化物;另外还有一部分冷却废水的排放。
b、废气
脱硫工段所产生的废气主要脱硫塔和再生塔中产生的废气,主要污染因子为H2S;工艺中产生的无组织排放废气,主要污染因子为H2S、NH3、CO。
c、噪声
脱硫工段中噪声排放点主要是罗兹机、脱硫塔、再生塔以及贫、富液泵产生的噪声;管道输送介质时所产生的噪声等。
(3)变换工段
①原理
在合成氨生产中,半水煤气中26%～30%一氧化碳必须转化为二氧化碳。利用一氧化碳同水蒸气的作用,变成二氧化碳和氢气的反应,是在变换工段进行的。
反应式如下:CO + H2O ＝ CO2 + H2 + 41.16kJ (26)
②工艺流程图(见图2-7)
③工艺过程说明
脱硫后半水煤气由压缩机二段出来,压力1.35MPa,送至饱和热水塔下部,自下而上经过填料层,与自上而下淋洒的热水逆流接触,提高其饱和水汽量,从饱和热水塔出来,经蒸汽混合器,添加部分蒸汽,温度达150℃,依次经过第一、第二热交换器,与反应后变换气换热,温度达到380℃左右,进入中温变换进行反应,从中变三段出口的变换气,含有CO约6%～8%,再进入低温变换炉,使出口气体含CO在1.5%左右,气体进入软水加热器加热软水后,再进入热水加热器进一步回收热量,气体再依次经过两个冷却塔降至常温后送碳化和脱碳工段。
④污染因子分析
a、废水
变换工段的废水主要是清洗塔中产生的清洗废水,主要污染因子为NH3-N;低温变换冷凝液,主要污染因子为NH3-N;另外还有一部分的冷却废水。
b、废气
变换工段的废气主要是工艺中产生的无组织排放废气,主要污染因子为H2S、NH3、CO。
c、废固
变换工段所产生的固体废弃物主要是变换炉中所产生的废触媒。
d、噪声
变换工段的噪声源主要是清洗塔、压缩机、循环泵、中温变换炉、高温变换炉、冷却塔发出的噪声;管道输送介质时所产生的噪声。
(4)碳化工段
①原理
半水煤气经脱硫、变换后,除含有氨合成所需要的氢气和氮气之外,还含有大量的二氧化碳和微量的一氧化碳、硫化氢等,必须进行进一步清除。碳化工段就是用浓氨水吸收的方法来脱除变换气中的大部分二氧化碳,氨水与二氧化碳反应生成碳酸氢铵。碳化操作主要分为以下几个工序:浓氨水的制备,二氧化碳的脱除和碳酸氢铵的制造;悬浮液的分离;氨的回收。
反应过程如下:
总反应式:NH3 + CO2 + H2O ＝ NH4HCO3 (27)
反应中间过程:
氨基甲酸铵的生成:2NH3 + CO2 ＝ NH2COONH4 (28)
氨基甲酸铵的水解:
NH2COONH4 + H2O ＝ NH4HCO3 + NH3 (29)
氨和水生成氢氧化铵:NH3 + H2O ＝ NH4OH (30)
碳酸氢铵和氢氧化铵生成碳酸铵:
NH4HCO3+NH4OH＝(NH4)2CO3+H2O (31)
碳酸铵吸收二氧化碳生成碳酸氢铵:
(NH4)2CO3+CO2+H2O＝2NH4HCO3 (32)
②工艺流程图(见图2-8)
③工艺过程说明
气体流程:来自变换工段的变换气,依次由塔底进入1#碳化主塔、2#碳化主塔变换气中的二氧化碳分别在主塔内与碳化液和浓氨水进行反应而被吸收。反应热由冷却水水箱内的冷却水移走。气体从2#主塔顶出来,进入碳化综合塔下部回收段,气体中的少量二氧化碳和微量的硫化氢被无硫氨水继续吸收,再进入上部清洗段。气体中微量二氧化碳被软水进一步吸收,最后达到工艺指标后经气水分离后,送压缩机三段进口。
液体流程:浓氨水由浓氨水泵从吸氨岗位浓氨水槽打入2#主塔,一方面溶解塔内的结疤,另一方面吸收主塔尾气中的剩余二氧化碳,逐步提高浓氨的碳化度。然后,2#主塔的溶液由碳化泵从底部抽出,打入主塔,在塔内进一步吸收变换气中的二氧化碳,生成含碳酸氢铵结晶的悬浮液,再由底部取出管压入分离岗位进行分离。
④污染因子分析
a、废水
碳化工段的废水主要是工艺中产生的稀氨水,主要污