1技术创新能力与技术支持
公司十分重视技术创新,坚持走科技兴厂、科技创新之路。现有各类专业技术人员达到400余人,能够独立自主地研制开发新项目,革新改造生产工艺和设备改进。近年来,通过技术攻关,自行创新设计安装的项目达20余项,如工业汽轮机替代传统的电机拖动设备,涡轮机回收高位能量,变频调速等项目,其中的部分技术为国内首创。正是因为重视技术研发上的投入,公司的生产规模和技术水平不断提高。
公司除重视自身技术开发外,还坚持走“产、学、研”联合的道路,先后与16家知名大学和科研设计单位保持长期的合作关系,对于变压吸附技术系统工程、规整填料和垂直筛板塔应用等方面的创新和研究,二氧化碳回收装置及工艺技术改造、醇烃化工艺替代污染严重的铜洗工艺、无动力氨回收、含油废水处理等诸多方面提供先进的技术和指导。2008年10月公司经省经贸委批准成立“企业技术中心”。
2注重节能减排,促进环境保护
2.1加大水综合利用的建设规模
合成氨及热电生产中有大量的蒸汽和冷凝液消耗或产生,根据多年生产运行情况,结合化肥厂分散分级供水、配水的生产特点,按照因地制宜、节约水资源、综合治理的原则,总投资约3800万元,陆续设计建成两套尿素循环水、合成氨循环水、氢氮气压缩机循环水、热电循环水、脱硫循环水、造气污水处理等7大循环水冷却处理系统;尿素、变换、造气三大冷凝水回收系统等,根据循环水水质干净清洁无结垢、腐蚀的特点,陆续更换了许多换热设备,实现了带压回水,减少了水的渗漏、飞溅等损失,节约了水资源。同时将造气、脱硫、合成氨及尿素循环水处理设施的补水点由原来4处改为1处,即保留尿素循环水**补水点,实现梯级补水,即:尿素循环水排水作为合成氨循环水补水源,合成氨循环水排水作为造气循环水补水源,造气循环水排水作为脱硫循环水补水源,脱硫循环水排水进入“污水终端处理”处理后达标排放。
2.2进一步完善终端污水处理工程
终端污水处理工程采用源头治理与末端集成联动处理工艺,因源头治理是收益所在,应是治污重头戏。而末端处理作为全厂治污的把关设施,两者相辅相成,缺一不可,实现源头、末端治污联动处理。本装置采用短程硝化+前后置反消化A/SBR新工艺。主要实施了全厂废水收集管网的配套建设。厂区实行“雨污分流”,所有的生产污水(含排污、倒淋、蒸汽冷凝水等),全部收集在各工段所设置的集水池内,使用专用泵通过架空管道输送至终端污水处理集中处理;生活污水(岗位人员洗涮水、厕所冲洗水等)通过地下埋管(Ф400PVC塑料管)输送,主要为终端污水处理设施提供碳源支持,多余部分排至城市生活污水总管;雨水通过明沟排至城市雨水总管。根据验收监测报告和运行显示,生产污水综合处理效果显著提高,污染物达到国家和地方排放标准,每年可削减COD48t,减排废水12.59万t,污染物排放总量均达到控制指标要求,减排效果显著。
为减少除盐水系统再生酸碱废液排放,我们废除原有阴阳离子除盐工艺,选用较为先进的反渗透除盐水工艺,2007年投资约1000万元(其中设备投资720万元),建设了处理能力为360m3/h的反渗透除盐水装置一套,每年可减少外排酸碱废水43万t(60t/h),减少排污费24万元/a。
2.3回收生产工艺产生的废水,实现中水回用
为减少含氨氮废水外排量,公司投资约320万元上马了尿素工艺冷凝液深度水解装置,投资106.8万元上马了冷凝液回用装置。我们对尿素冷凝液进行深度水解,使出装置的冷凝液含氨和尿素小于5ppm,再通过冷凝液回用装置去除其中的少量硬度及铁、氯等有害物质,加入气相保护剂后作为造气锅炉的用水而不外排。根据尿素合成反应方程式可知,尿素生产有水产生,这部分水按年产40万t尿素计算,每年产生废水约12万t,经“尿素工艺冷凝液深度水解及回用装置”处理后,代替部分除盐水,用于其他岗位补充用水。这样,原含氨氮废水中的氨得以回收利用,同时每小时可回收软水25t.减少废水的排放量24.8t/h,年减少尿素及氨的排放量1950t/a,年效益292.25万元,每年可节约新鲜水13万t。
2.4加大对废气的回收利用,减少排空量
造气炉的吹风气含有部分可燃气体,加之自身温度很高,送至三废混燃炉用来生产蒸汽,既节约了能源,又保护了环境。合成氨生产中,由于合成反应的累积,甲烷气达到一定浓度后,要有一定的气量排出系统,我们采取膜分离的方法把氢气、甲烷及氢氮气分离出来,在分离过程中会产生氨水、甲烷气、氢氮气等,其中氨水送至无动力氨回收用来生产碳铵,也可以送尿素再利用,甲烷气送三废混燃炉作为燃料,氢氮气返回系统作为合成氨的原料。变压吸附脱碳CO2尾气排放空气中会产生温室效应,通过回收CO2气体,变废为宝,减排温室气体,既避免了大气污染,又适应节能减排环保发展的要求,产生良好的经济效益和社会效益。我公司产生的废气主要有:造气吹风气、合成弛放气、液氨贮槽放空气、变压吸附脱碳CO2尾气等,其废气回收综合利用情况如图2.现只就无动力氨回收、脱碳变压吸附CO2气体回收技术叙述如下。
(1)无动力氨回收
2007年下半年,公司投资200多万元,上马了一套无动力氨回收装置,以此作为企业节能降耗的一个重要举措。这一环保节能技术,有效减少了污染物的排放,环境保护效果和循环经济效益显著。为了增加氨的附加值,有条件的厂家都在逐渐淘汰碳铵,改产尿素或附加值更高的产品,但是随着尿素工程的投产运行,生产过程中合成氨弛放气(放空气)氨回收工艺大多仍采取水洗的办法,除氨后,得到大量的稀氨水(18%左右),有的直接销售氨水,有的逐级提浓再转化为低附加值的碳铵产品,也有的把氨水送往尿素解析蒸氨。前两种工艺方法降低了合成氨的附加值,同时会有大量氨水无法处理,对环境保护构成严重威胁。后一种工艺方法增加了尿素解吸系统与吸收系统负荷,浪费大量蒸汽。2007年8月,我公司投用无动力驱动节能型氨回收装置以来,有效地避免了上述问题,同时节省了大量的排污费用。
通常,在合成氨的原料气中含有大量的甲烷、氩等气体,从而导致压缩到氨储罐的气体中包含有浓缩了的甲烷和氩,必须放空一部分,我们称放出的这部分气体为弛放气,其中含有大量没有液化的氨。据衡算,每生产一吨合成氨,平均要排出150m3(标)左右的弛放气(根据各厂的工艺和技术水平不同而异),根据有关资料和我们国家中、小化肥的技术水平,以10万t/a的生产能力计,平均每天排出的弛放气中大约含有13~14t的气态氨,通过对弛放气进行氨回收处理,使其转变为液氨,将会节约大量的能源,并带来巨大的经济效益。相当于每天节约标准煤(根据经验公式)9.72t;一年可创造经济效益495万元,相当于每年节约标准煤9.72×330(年生产天数)=3207.6t。
(2)脱碳变压吸附CO2气体回收技术
根据目前生产能力,现脱碳变压吸附CO2气体排放量约为38000m3/h(碳源),为此,公司建设了30万t/a二氧化碳技术回收项目(碳汇项目).
二氧化碳是一种宝贵的资源,被广泛地应用于多种领域,如:化学合成工业、机械保护焊接、金属铸造加工、农业施肥、果品蔬菜保鲜、啤酒饮料灌装、石油开采、消防灭火、医药卫生等行业。二氧化碳回收和再利用为企业增加明显的经济效益,又起到环境保护作用,减少温室效应。该项目利用公司生产过程中“变压吸附脱碳装置”排放尾气中的二氧化碳为原料,资源充足而稳定,充分利用现有资源创造效益。实施后每年可为企业新增12900万产值,利税3600万元以上。该项目采用国内先进成熟工艺,具有可靠的技术保证。利用的吸附精馏法回收净化精制二氧化碳专利技术,生产出符合国家标准的食品级和工业级二氧化碳产品。生产尾气首先经过分水后,进入压缩机增压到2.5MPa,冷却分离水分后进入干燥器干燥,干燥后的物料经吸附脱除杂质、预冷后液化、精馏,进入食品级产品储罐,作为食品级二氧化碳产品出售使用;生产工业级产品,则在干燥后直接液化,进入闪蒸罐闪蒸,在闪蒸罐底得到工业级产品(液碳)。
2.5含油生产污水处理、废油回收后精炼回用
化肥生产企业有较多转动机械需要机械油润滑,在机械高速运行下,润滑油进入介质,再由油水分离器分离后排出系统。这部分含油污水数量不大,但不容易处理,危害严重。此污水溶油量、COD、NH3-N较高,若排出厂外进入河道,会形成一层水面油膜,阻断空气和水体的气体交换,导致水体溶解氧下降,使水体中生物、植物缺氧死亡,水中植物光合作用也受到影响,降低了水体自身净化功能,使水体变黑、变臭成为“死水”.若含油污水进入循环水,会促进厌氧菌生长,从而造成设备的点状腐蚀,危害设备安全;油污也会和水中泥、砂等悬浮物粘合成油垢物质,附着在传热面上形成油垢,严重影响传热,并会促使产生垢下腐蚀,油污还会促进微生物生长和藻类聚殖,给杀菌灭藻带来困难。还有,含油污水由于点多、量小,一般就近排入专用地沟或集水沟,捞取浮油时洒落一地,有碍观瞻,遇有雨天,雨水将地沟油污冲出地面,造成含油污水横流,严重影响厂区整洁卫生和文明生产。江苏徐州水处理研究所研究应用的“一元净油器”填补了含油污水的处理技术空白,解决了这一疑难问题,具有省事、一步处理、投资小、处理少、效果好的优点,处理后合格水,排入循环水代替补充水(造气循环水)用。
为此2008年底我公司投资200万元建成了一套300t/a处理能力的废油精炼回收装置,项目投入后年回收废油约260t,节约成本110.24万元/a,有效节约机械用油,避免污染和浪费。含油污水处理后浮油、沉渣等送至废油精炼回收装置。
2.6固体废物综合利用
原料煤经筛分后分为块煤和沫煤,块煤作为造气炉的原料,制气后的炉渣还有少量的可燃成分,连同除尘器分离下来的回收煤沫全部作为热电流化床锅炉的燃料,可燃成分完全烧完后,除尘器排出的炉灰作为制砖厂的原料,炉渣外售(水泥厂),彻底实现了废渣、炉灰的综合利用,实现固废的零排放。煤的综合利用情况见图3.为了充分利用热电锅炉每年产生粉煤灰19800t,公司投资1200万元上马了年产5000万块标准粉煤蒸压砖生产线,不仅全部消耗掉所产粉煤灰,还能用掉磷石膏3000t,年创效益300万元;每年出售炉渣13万t,产生经济效益325万元。
3 总结
我们在实践中认识到,化肥生产企业生产过程的节能减排、工艺结构减排是关键,而在结构减排方面,科技技术革新必须现行。只有靠改革工艺技术,科技创新,走清洁生产、循环经济之路,节能减排才能获得较好的成效,变废为宝,才会实现节能、环保与经济发展的双赢。
目前,我公司计有5套气体回收装置,4套固废回收装置,9套水处理设施。从很早以前开始“技术革新,节能减排”的攻坚战至如今,可谓战果丰硕。据统计,我公司回收原料气、折合合成氨约为7920t,综合节能折合标煤约为49437t;CO2气回收再利用每年可为企业新增利税3600万元以上;固废回收装置削减灰渣排放量15万t;减少生产废水排放260m3/h,产生综合经济效益5200多万元。
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