第３９卷第３期 ２０１３年６月 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 。３ ５‘ 合成氨生产的三废治理 汝志山 （中化吉林长山化工有限公司，吉林前郭 １３１１０９） 摘要：介绍合成氨生产三废（废水、废气、废渣）的来源及特性，采取相应的治理措施后，取得了一 ． 定的效益。 关键词：合成氨；废水；废气；废渣；治理 中图分类号：Ｘ７８１．４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３—６４９０（２０１３）０３—００３５—０２ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｗａｓｔｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ Ａｍｍｏｎｉａ Ｐｌａｎｔ ＲＵ Ｚｈｉ—ｓｈａｎ （Ｓｉｎｏｃｈｅｍ Ｊｉｌｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉａｎｇｕｏ Ｊｉｌｉｎ １３１１０９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ， ｗａｓｔｅ ｇａｓ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｅｓｉｄｕｅ．Ｔａｋｅ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ａｒｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｍｍｏｎｉａ；ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ；ｗａｓｔｅ ｇａｓ；ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｅｓｉｄｕｅ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｏ 引 言 中化吉林长山化工有限公司是中型氮肥厂， １９６９年建厂，１９７５年投产。装置经过改造，现 （１）物理性废液 来源于氨合成、空分及尿素系统压缩机产生 的废油及间断排出级间分离器的废液，主要是 水、溶解的氨和二氧化碳、气缸油；由于这些废 液对环境污染较小，原设计多是直接排放。 （２）合成氨生产中的废水（化学性废液） 生产能力为合成氨１８０ ｋｔ／ａ，尿素３００ ｋｔ／ａ。由 于环境保护要求的日益提高，加之工艺设计与实 际生产的偏差等原因，在三废治理方面也产生了 一我公司净化车间采用的是高、低、低变工 艺，生产中产生约８０ ｍ。／ｈ冷凝液，组分复杂， 排人１０ 线，使排污水超标，而且造成附近空气 的污染。该冷凝液成分如表１。 恩德炉及动力车间锅炉采用湿法除尘，产生 些问题。因此，决定加强全厂能源利用，对各 车间污水采取源头治理为主，污水终端处理为辅 的方法等，从而达到节能与治污的目的，为减少 企业对环境的污染而努力。 １ 三废来源及特性 １．１废水来源及特性 大量废水。恩德粉煤气化炉煤气到气柜前除尘采 用三级湿法除尘，即采用空心喷淋塔、填料洗涤 塔、文丘里水膜除尘器，气化工艺废水成分见表 ２。而且在水力除灰系统中，粉煤灰中有碱性物 （主要是活性氧化钙）。 表１ 净化冷凝液成分分析表 氮肥装置在正常生产中产生的废液主要分两 类，即物理性废液和化学性废液。 收稿日期：２０１３—０４—２０ 作者简介：汝志山（１９６９一），男，吉林松原人，助工，现任中化吉林长山化工有限公司生产调度处值班调度长。 ・ ３６ ・ 化工设计通讯 第３９卷 表２气化工艺废水成分分析表 ｍｇ／Ｌ （３）尿素生产中的废水（化学性废液） 尿素生产中虽然有解吸系统，但产生的工艺 冷凝液中的尿素不能回收，这部分尿素随解吸后 废液被排放了。生产不正常的情况下，排放废液 含氨达０．１５ 、尿素达２．０ ；１ ｔ尿按排放 ０．４ ｍ。计算，则生产１ ｔ尿素会损失０．２８ ｋｇ氨， 而且还会导致废水中氨氮超标。 １．２气化废气的来源及特性 在煤气化过程中，粉尘污染主要是煤场仓 库、煤堆表面粉尘颗粒的飘散和煤的破碎、筛分 现场飞扬的粉尘。而有害气体的污染，主要是煤 气的泄漏及放散：煤气炉加煤装置的煤气泄漏 （造成的污染较为突出）；煤气炉开炉、设备检 修、放空以及事故时的放散操作，都直接向大气 放散不少的煤气。此外，在冷却净化处理过程 中，有害物质飘逸在循环冷却水沉淀池和凉水塔 周围，随着水分的蒸发而逸出至大气中。此类废 气中含有有害物质酚及氰化物。 １．３气化废渣的来源及特性 煤的燃烧会产生大量的废渣，由于动力和气 化车间产生的煤灰存贮于堆灰场，会污染水源和 大气。同样，在气化过程中，煤在高温条件下与 气化剂反应，煤中的有机物转化成气体，而煤中 的其余物质则形成灰渣。灰渣是一种不均匀的金 属氧化物的混合物。 ２ 治理方法 ２．１废水治理 （１）造气废水治理 动力车间锅炉由原来的水膜除尘法改为布袋 式除尘法，减少灰水排量。而且，布袋式除尘得 到的灰可以外售，除环保达标外，企业也得到经 济效益。 造气产生的废水，送人污水池经过沉淀，加 入阻垢剂后予以回用。公司上污水处理系统，对 一部水进行处理，从而达到回用标准。 （２）净化废水治理 我们将其作补水送到４ 供水滤后水池；恩 德炉洗涤水至西水库冷却，经过无阀过滤器到 ４ 供水滤后水池，作电除尘洗涤水。此外，又 根据北方冬季气温低，污水系统又需要提温等特 点，经过改造，用净化车间脱硫冷凝液给污水处 理水提温，解决了水温低，影响ＣＯＤ超标问 题。 （３）尿素废水治理 据生产情况，新建一套尿素深度水解装置。 尿素生产中产生的废液经过深度水解后，回收的 氨和二氧化碳又作为生产尿素的原料，尿素深度 水解排出的废液达到国家排放标准。而且，深度 水解后的废水既可以用作合成生产中合成或净化 系统的废锅加水，还可以用作造气系统煤干燥的 除尘水。尿素工艺废水经处理后，可以减少排水 约３５ｍ。／ｈ。 尿素生产中氨泵和一甲泵需要维修时，必需 排放一部分氨和一甲液，为防止对污水系统的影 响，新建一个地下贮槽，将检修时排放的一部分 氨和一甲液排入地下贮槽，同时贮槽有自吸泵， 可将贮槽内液体送到深度水解贮槽而返回生产系 统。当生产出现波动时，也可以将洗涤物料排人 到深度水解贮槽，重新回收利用。 ２．２ 废油治理 合成氨生产中由于采用往复式压缩机，压缩 机级间分离器排出不少油和水，这部分油水如果 不进行处理，不但污染环境，而且对污水处理装 置的运行来说存在不安全因素。据生产实际情 况，决定在空分、合成、尿素等车间新建油水贮 槽，然后用工业桶装满后送到油回收装置，进行 加热、过滤、提纯后，加入一部分新油，再送到 各车间重新利用。 ２．３废气治理 对于煤气化过程中煤的破碎、筛分及上煤系 统中皮带产生的煤粉尘，经与设计部门研究，采 用小型静电除尘方法，在上煤皮带上部及破碎、 筛分房间内采用回收系统及静电除尘等方式，不 仅生产环境得到改善，而且回收的粉尘可以用作 流化床锅炉的燃料，给企业带来效益。煤场仓库 产生的粉尘，则采用在贮煤厂喷水和用车压实等 方法，避免煤自燃和在大风时飞扬现象的发生。 气化炉启动过程中，由于放散气流量多变及不连 续性，在国内除了采用火炬燃烧或放空外，暂时 没有别的办法。 （下转第４Ｏ页） ・４Ｏ・ 化工设计通讯 第３９卷 ４油加热器 （１）在油箱液位没有低报警时，如果３个油 ６压缩机外围设备的控制 外围包括各段气缸吸入口温度、压力和流量 等外围条件及压缩机主轴的轴向推力、轴向位移 和振动等。这些条件都是对压缩机本体起保护作 用，比如振动位移过大会造成压缩机的损坏等。 所以，对于这些温度、压力和流量及压缩机主轴 箱温度探头全部低报警而且对应的高报警正常， 那么油加热器将自动运行。 （２）在油箱液位有低报警、引起加热器运行 的油箱温度探头到了高报警、油温探头低报警消 失，那么油加热器将自动停止。 （３）压缩机启动后油加热器要自动停止。 的轴向推力、轴向位移和振动等条件，通常都要 求设置联锁报警控制系统。在这些条件中只要有 一５ 负荷控制 我装置的氨气压缩机负荷控制通过调节入口 导叶来实现。入口导叶的控制为压力控制器输出 个条件超出联锁报警值，压缩机组就会跳车， 将机组保护起来。 ７ 结 语 综上所述，我公司合成氨装置氢氮气联合压 缩机的控制方案中，压缩机的防喘振控制，采用 打回流的方法防止氨气压缩机喘振；压缩机的负 荷采用调节入口导叶以调节入口压力的控制方案 Ｅ１，与一个预先设定的固定值（ｆｉｘｅｄ ｖａｌｕｅ）和固 定函数Ｒａｍｐｌ（压缩机启动后在３０ Ｓ内导叶开度 从０ ０ ０—１ＯＯ 的值）做低选的值Ｅ２作函数来决 定，即入口导叶的开度Ａ—Ｅ２－ｋ（Ｅ１—５０）×２× （１００一Ｅ２）／ｌＯＯ。压缩机一级入口导叶与三级入 口导叶机械定位会有一定开度（一般为１５。）。压 实现。在氢氮气联合压缩机运行过程中，这些控 制方案充分发挥了优势，使压缩机能够平稳、安 力控制器的输出为分程控制，当ＰＩＣ输出为Ｏ一 ５Ｏ时，去参与防喘控制阀；当输出为５０—１００ 时，参与入口导叶函数开入口导叶。压缩机允许 启动条件满足后，入口导叶根据上面的函数关系 自动进行调节来实现负荷的控制。 （上接第３６页） 全地运行，并且保证了送往合成氨装置的氢氮气 合格稳定，进一步为合成氨装置的连续、平稳、 安全生产提供了保障。结合实际经验作出的以上 总结，可以给国内大型机组的试车运行提供一定 的借鉴。 ｌ●…ｌ◆ｌｌｌｌ◆ｌｌ¨●ＩＩＩＩ●ｌｌＩ１４Ｐ－ＩＩ ●… ◆ｌｌＩ【◆ Ｉ●…●ｌＩｌ● ｌ＇Ｏ－ｌｌｌ１◆Ｉ Ｉ◆ｌＩＩ● ｌ●ｌＩ●…◆ｌｌｌ◆…◆ｌｌｌ● ｌ●ｌｌｌ◆ｒ Ｉ◆ｌｌｌ◆ Ｉ●Ｉ Ｅｌ●…◆ｌｌ｜１◆ｌｌｌｌ◆…◆ｌｌｌ◆…●ｌｌ¨４Ｄ－ｌｌｌｌ● ｌ４Ｐ－ｌＩ ●ｌｂ ｌｌ●ｔ Ｉ●ＩＩｌｌ●…●…１ｔＤ－Ｉ¨ ●…●ＩＩＩＩ●ＩＩＩＩ●ｌ 烧结砖项目。这项技术以粉煤灰掺量多，技术成 熟，收益率高而被列为企业重要项目。经过１ ａ 多建设，粉煤灰制空心砖项目于２０１２年投产， 成为企业另一个效益增长点。 ２．４废渣治理 煤气化过程中产生的废渣主要是气化炉排放 的煤渣及除尘洗涤水中深沉产的灰渣。合成氨生 产、锅炉生产中产生的废渣量也不少。这部分废 渣不仅占用大面积的堆存场地，还对周围的环境 产生粉尘污染。通过对附近几家化工厂考察，又和 ３ 结 语 近２ ａ来，我公司在合成氨三废治理上投入 了大量资金，在治理三废的同时也得到一定的经 设计部门沟通，对生产中产生的煤灰进行了分析。 气化炉产生的灰主要呈黑色，粉状，松散， 干基发热值为９ ０００～１１ ０００ ｋＪ／ｋｇ；动力灰呈块 济效益。为了合成氨企业的可持续发展，对三废 进行治理也是非常必要的。 状，灰白，发热值为８００～１ ０００ｋＪ／ｋｇ，其灰分 如表３。 表３炉灰灰分表 参考文献： ［１］令狐荣科．对煤气化三废的治理ＥＪ３．硅谷，２００９，８（１８）． ［２］余经海编著．工业水处理技术（第二版）［Ｍ］．北京：化 学工业出版社，２００３． ［３］台炳华编著．工业烟气净化（第二版）ＥＭ３．北京：冶金 工业出版社，１．９９９． ［４］汪群慧主编．固体废物处理及资源化［Ｍ］．北京：化学工 据我公司实际情况，决定实施粉煤灰制空心 、 出版社，２００４．Ｉ
