化肥厂清洁生产审核报告.doc

目目 录录 前前 言言3 第一章第一章 筹划与组织筹划与组织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 第二章第二章 预评估预评估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 第三章第三章 评估评估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 第四章第四章 方案的产生和筛选方案的产生和筛选86 4.1 备选方案的产生86 4.2 方案筛选91 第五章第五章 可行性分析可行性分析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 第六章第六章 方案实施方案实施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 第七章第七章 持续清洁生产持续清洁生产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 前前 言言 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。清洁生产可以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”通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。通过“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2005201 号文件，*化工限公司（2000 年改制前为*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。目前已经按程序 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。 第一章第一章 筹划与组织筹划与组织 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 是通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 12。 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。 2005.10.25 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。 2005.10.30 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。 2005.11.15 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。 2005.11.20 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。 2005.11.25 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。 2005.11.28 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。2005.12.30 审核小组 市环境* 编写审 核报告 编写最终审核报告。2006.6.15 审核小组 市环境* 1.4宣传、发动和培训宣传、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，2005 年 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 以及其他负责人共计 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。通过授课培训， 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，但 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 第二章第二章 预评估预评估 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，通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企业基本情况企业基本情况 2.1.1 企业简介企业简介 *化工有限公司改制前原名为*化肥厂，属国有制企业，后于 2000 年 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 2000 年 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 组织机构组织机构 *化工有限公司组织机构图： 生产副总生产副总 总总 经经 理理 技术副总技术副总 行政副总行政副总总会计师总会计师 造气车间 人保科 碳化车间 合成车间 工会 财务科 综合办 供应科 销售科 修车间机 基本建设科 能源科 质检科 安环科 设备科 生技科 2.1.3 地理位置和厂区平面图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 291530 11，东经 1200212015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，所以将碳酸氢铵仓库、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，并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 企业产品现状企业产品现状 *化工有限公司 2005 年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，目前主要产品及生产规模为：液氨（工业）15000t/a、 碳酸氢铵（农用）120000t/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、能源消耗现状主要原辅材料、能源消耗现状 企业 2002 年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） 折 C84100745421 1白煤 实物131259201 折 7000 大卡5225 2烟煤 实物9399 3合成氨单电耗1048KWh/t4727 万 KWh/t 4合成氨全电耗1434KWh/t6468 万 KWh/t 企业目前用水情况见表 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）1.57659.7620336.54 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)18517525 总用量(t/h)34 2.1.6 主要生产设备主要生产设备 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) 1ZJ1-11-14离子交换器无锡锅炉辅机厂4 2ZJ1-15脱碳塔*化肥厂1 3ZC2-01-02鼓风机上海鼓风机厂3 4ZC2-03-04引风机上海鼓风机厂2 5ZJ201-02L锅炉上海四方锅炉厂2 6ZC3-01-05T自动机南通石油化机厂5 7ZC3-06-10T炉条机上海新建机械厂5 8ZJ2-05-07旋风除尘器上海四方锅炉厂2 9ZJ2-06水封冲灰器上海四方锅炉厂2 10ZJ3-01-05煤气发生炉上海新建机器厂5 11ZJ3-ILS煤气炉蒸汽聚集器上海新建机器厂5 12ZJ3-ILE热交换器无锡新苑公司设备厂4 13ZJ3-29蒸汽过热器*化肥厂5 14ZJ3-18-22集尘器*化肥厂5 15ZJ3-23-27洗气塔*化肥厂5 16ZJ4-01冷却塔*化肥厂1 17ZJ4-02脱硫塔*化肥厂1 18ZJ4-03清洗塔*化肥厂1 19ZC5-01-05罗茨鼓风机上海鼓风机厂5 20ZJ5-IME冷凝塔*化肥厂2 21ZJ7-05余热锅炉杭州锅炉厂1 22ZJ7-04燃烧炉*化肥厂1 23TJ1-IILR碳化塔锦西化机厂2 24TJ1-03IILR综合塔锦西化机厂1 25TJ1-07弛放气回收塔*化肥厂改制1 26TC4-05-06Y空压机沈阳气体压缩机厂3 27TJ4-IIME立式冷凝器上海第一冷冻机厂4 28HC1-01-10Y氨氮气压缩机上海精业机器厂10 29HJ1-05-40油水分离器*化肥厂36 30HJ1-61-69进出口缓冲器上海压缩机厂9 31HJ1-79-80半水煤气冷却器*化工总厂2 32HJ2-01-02HR铜液塔南京二化机厂2 33HJ2-08铜液压滤器*化肥厂1 34HJ2-11-13铜液储槽*化肥厂3 35HJ2-23喷射吸收塔*化肥厂1 36HC3-01-03Y循环机沈阳气体压缩机厂3 37HJ3-01HR1#合成塔上海四方锅炉厂1 38HJ3-02HR1#冷交换器上海四方锅炉厂1 39HJ3-03HE热交换器杭州锅炉厂2 40HJ3-04HS油分离器上海化工机械总厂2 41HJ3-05HS1#氨油分离器广东佛山化机厂1 42HJ3-07IIME1#氨冷凝器青岛通用机械厂1 43HJ3-08ME1#废热锅炉上海四方锅炉厂1 44HJ3-13HS2#氨油分离器广东佛山化机厂1 45HJ3-25HR2#冷交换器上海四方锅炉厂1 46HJ3-10HR2#合成塔上海四方锅炉厂1 47HJ3-161#煮油器*化肥厂1 48HJ3-172#煮油器*化肥厂1 49HJ3-19-21水冷器杭州锅炉厂3 50HJ3-22夹套冷却器*化肥厂1 51HJ3-23ME2#废热锅炉湘东化工机械厂1 52YC1-03-04T破碎机*化肥厂2 53YC1-13-17皮带机*化肥厂5 54YJ2-01-04ILE热交换器*化肥厂4 55YJ2-05-08冷凝塔*化肥厂4 56YJ2-09-26碳化罐*化肥厂18 57JQ101-108车床沈阳第一机床厂7 2.2企业公用工程现状企业公用工程现状 2.2.1 供水供水 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企业生产工艺和产排污 2.3.1 劳动定员及生产安排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 现有污染因素分析现有污染因素分析 2.3.2.1 工艺流程简述工艺流程简述 *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。 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。 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。 图 2-4 工业氨水生产简图 放空气（精炼气） 尾气（回压缩机三进） 氢气去罐装膜分离提氢 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 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 2-1 碳酸氢铵、液氨生产工艺流程简图 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 2.3.2.2 各工段工艺流程、和污染源因子详细分析各工段工艺流程、和污染源因子详细分析 2.3.2.2.1 碳酸氢铵、液氨生产碳酸氢铵、液氨生产 （1）造气工段 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） 工艺流程图（见图 2-5） 图 2-5 造气工段工艺流程图 工艺过程说明 燃料（无烟煤）由煤气炉（2.4m，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。 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 噪声噪声 蒸汽 半水煤气蒸汽空气 噪声噪声噪声噪声 噪声噪声 废气废气 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 烟煤废气废气补充新鲜水废水废水废气废气 粉尘粉尘 废气废气 无烟煤 煤屑煤屑粉尘粉尘驰放气 吹风气 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 原理 企业目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+2H2OV5+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） 工艺流程图（见图 2-6） 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，脱硫液高速通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通过溶液加热 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。 图 2-6 脱硫工段工艺流程图 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 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， 噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声噪声噪声噪声噪声 废水废水 制备用 原材料 脱硫后 半水煤气 富、贫液泵 贫液槽 熔硫釜 再生槽 真空分离机 硫泡沫塔 富液槽 制备槽 脱硫塔罗茨机富、贫液泵 硫磺 废水废水废水废水废气废气 废气废气废水废水 冷却水 清洗塔 是在变换工段进行的。 反应式如下：CO + H2O CO2 + H2 + 41.16kJ （26） 工艺流程图（见图 2-7） 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。 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 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+H2O2NH4HCO3 （32） 工艺流程图（见图 2-8） 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。 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，主要污染因子为 NH3-N；另外还有一部分冷却废水的排放。 b、废气 碳化工段的产生的废气主要是无组织排放的含氨废气，主要来源 于碳化塔、综合塔、离心机、稠厚器、包装、稀（浓）氨水储槽以及 稀（浓）氨水泵，主要污染因子为 NH3。 c、噪声 碳化工段的噪声源主要是碳化塔、离心机、稠厚器、各类泵件发 出的噪声；管道输送介质时所产生的噪声；产品包装时发出的噪声。 （5）变压吸附脱碳 原理 变压吸附的基本原理是利用吸附剂对混合气体中不同气体的吸附 容量随压力的不同有差异的特性，在吸附剂选择性吸附的条件下，加 压吸附混合物中以吸附组分，减压减吸这些组分而使吸附剂得以再生， 以供下一个循环使用。当合成氨变换气（H2 52%、N2 18%、CH4 1%、CO 2%、CO2 27%）在一定压力下通过装满吸附剂的吸附床层时， 吸附剂优先吸附 CO2，其次是吸附力相对较强的 CO 和 CH4，而难吸 附的组分 H2和 N2组成的混合气体作为脱碳净化气从吸附塔出口端排 出。在吸附床减压过程中，残留于吸附塔中的少量 H2、N2和大量的 CO，CH4作为解吸气排出，然后在常压下用真空泵在吸附塔入口将强 吸附组分 CO2抽出，使得吸附剂再生。 工艺流程图（见图 2-9） 图 2-9 变压吸附脱碳流程图 工艺过程说明 为了连续处理原料气和产品气，至少需要两个以上的吸附塔交替 操作（企业现有 8 个吸附塔） ，这些吸附塔组成的变压吸附系统中， 必须有一个塔处于选择吸附阶段，而其它塔则处于脱附-再生阶段的不 同步骤。 水的被吸附能力比 CO2强，故变换气在进入吸附塔之前，须经水 分离器分离掉其中的游离水。每一个吸附塔在一次循环中依次经历吸 附、一均压降、二均压降、逆方、抽空、二均压降、一均压升、最终 压升等步骤。 净化器 逆放气 抽空气 原料气 3# 吸 附 塔 5# 吸 附 塔 中 间 罐 1# 吸 附 塔 水 分 离 器 7# 吸 附 塔 6# 吸 附 塔 4# 吸 附 塔 2# 吸 附 塔 8# 吸 附 塔 图 2-7 变换工段工艺流程图 废水废水 废气废气 噪声噪声噪声噪声 废催废催 化剂化剂 噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声噪声噪声 半 水 煤 气 清 洗 塔 气 水 分 离 器 静 电 除 焦 器 焦 炭 过 滤 器 油水分离器 饱 和 热 水 塔 热 水 循 环 泵 水 加 热 器 第 一 热 交 换 器 第 二 热 交 换 器 电 加 热 炉 中 温 变 换 炉 低 温 变 换 炉 第 二 热 水 塔 软 水 加 热 器 压 缩 系 统 热水循 环泵 软水 冷却水 低压蒸汽 气水分离器II#冷却塔I#冷却塔 冷却水 去碳化和脱碳工段 去冷却塔 废水废水 冷却水 图 2-8 碳化工段工艺流程图 废气废气 废气废气 废气废气 废气废气 废气废气 噪声噪声噪声噪声噪声噪声 碳 化 氨 水 槽 农 用 氨 水 槽 碳 化 母 液 槽 稀 氨 水 槽 稀 氨 水 泵 浓 氨 水 泵 碳 铵 液 泵 气 水 分 离 器 液 封 槽 碳 化 综 合 塔 2# 碳 化 塔 1# 碳 化 塔 精炼末 气氨 变 换 气 产品去包装 无硫氨水来自 精炼稀氨水槽 离 心 分 离 机 稠 厚 器 喷 射 器 水 冷 排 管 吸 氨 泵 循 环 泵 碳化后气体 去压缩系统 噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声 噪声噪声 废气废气 废废 气气 废废 气气 污染因子分析 a、废气 变压吸附脱碳工段的废气主要是无组织排放的少量废气，主要污 染因子为 CO、CH4和 H2。 b、噪声 变压吸附脱碳工段的噪声主要为管道输送介质时发出的声音。 （6）精炼工段 原理 经一氧化碳变换和二氧化碳脱除后的原料气中尚含有少量的 CO 和 CO2。碳化后的原料气，除 H2、N2和 CH4外，还含有 3%左右的 CO、0.1%0.2%的 O2和微量的 H2S 等有害气体，这些气体如不彻底 清除，就会使氨合成催化剂中毒。因此，精炼工段的主要任务是将碳 化来的原料气，通过化学或物理的方法，清除原料气中的 CO、CO2、O2、H2S，制成合格的精炼气（微量 CO + CO2 98%后，可送 生产部门使用。 d、污染因子分析 废水 制氢过程中产生的废水主要是工艺过程中的跑、冒、滴、漏，主 要污染因子为 NH3-N；另外还有排放的部分冷却废水。 废气 制氢过程中产生的废气主要是工艺过程中的无组织排放废气，主 要污染因子为 NH3。 噪声 制氢过程中噪声主要是净氨塔、各类泵件以及管道输送介质时发 出的噪声。 2.3.2.2.3 食品级二氧化碳生产食品级二氧化碳生产 原理 该工艺是从合成氨生产过程中变压吸附脱碳解吸气中回收纯 CO2（食品级二氧化碳） 。 食品级二氧化碳生产工艺流程图（见图 2-13） 图 2-13 食品级二氧化碳生产过程工艺流程图 工艺过程说明 原料气压缩工序：将接近常压的原料气压缩至脱硫和提纯所需的 压力，包括原料气的缓冲罐、原料气压缩机等设备。 脱硫工序：经压缩工序压缩至 1.2MPa 左右的脱碳再生气进入脱 硫工序脱除其中所含的极微量硫化物和有机硫，以满足产品质量的要 求。目前企业采用的是活性炭吸附脱硫。 干燥工序：脱硫后的原料气进入该工序进一步净化，除掉其中的 水分，包括换热器、干燥器、再生加热器等设备。 提纯工序：净化后原料气再经过加压和冷却后进入提纯工序，经 闪蒸提纯，脱除 N2、H2、CH4等杂质，使产品 CO2的纯度达到 99.98%并 成为液体输出。包括蒸发冷凝器、换热器、气液分离器、提纯器等设 备。 产品储存及充瓶工序：将纯度 99.98%的液体 CO2产品储存起来， 根据用户的不同需要，或槽车装运或充瓶供货。包括柱塞计量泵、液 体二氧化碳储槽、钢瓶等。 压缩机原料气 压缩机三级入口 二级出口 干燥工序 脱硫工序 提纯工艺 压缩工序 产品储存、充瓶工序 99.98%液体 CO2产品 放空气 图 2-12 氢回收工艺流程图 噪声噪声 噪声噪声 98%H2去 氢副塔 浓度 80%H2去压缩 机三段入口 尾气放空 去稀氨水槽 接回水合成放 空气 冷软水 热软水 2#气体 加热器氢储罐 5# 膜 分 离 器 4# 膜 分 离 器 2# 膜 分 离 器 1# 膜 分 离 器 1#气体 加热器 气 水 分 离 器 净 氨 塔 软水泵 软气缓 冲缸 软水泵 3# 膜 分 离 器 污染因子分析 a、废水 食品级二氧化碳生产过程中产生的废水主要是排放的冷却废水。 b、废气 食品级二氧化碳生产过程中产生的废气主要是提纯时排出的放空 气以及工艺中无组织排放的废气，主要污染因子为 NH3、CH4。 c、噪声 食品级二氧化碳生产过程中主要的噪声是压缩机、各类泵件以及管 道输送泵件时发出的噪声。 d、固体废弃物 食品级二氧化碳生产过程中产生的固废主要是脱硫所产生的少量活 性炭。 2.3.2.2.4 工业氨水生产工业氨水生产 工业氨水生产过程 企业工业氨水的是通过用软水来吸收液氨储槽驰放气和部分气氨 而制成的。 工业氨水生产工艺流程图，见图 2-4。 污染因子分析 a、废气 工业氨水生产过程中产生的废气主要是无组织排放的废气，主要 污染因子为 NH3。 b、噪声 工业氨水生产过程中噪声主要是由各类泵件和管道输送介质时产生 的噪声。 2.3.2.2.5 煤球生产煤球生产 （1）粉煤成球工艺 造气工段所用的造气原料为无烟块煤（白煤） ，小于一定尺寸的白 煤不能直接进入造气炉，因此企业所购的白煤中有许多碎煤、煤粉末 无法用来造气。为了充分利用白煤，降低生产成本，企业目前用粉煤 成球法来利用碎煤和煤粉。此法在白煤粉末中添加适量的粘结剂，用 压球机制成大小一定的煤球，再经干燥，固化后即可作为气化的原料。 企业采用的是石灰碳化煤球法。 原理 碳化煤球成球工艺： a、谈话煤球成球工艺流程 生石灰与水化合，生成熟石灰然后按照一定比例（煤与生石灰质 量比为 4:1 左右）与粉煤混合，拌入一定水分，送入压球机压制成球。 将生球置于碳化罐内，温度为 120左右，用石灰窑气含有二氧化碳的 气体通入碳化罐，在水存在的条件下，生球中的氢氧化钙与窑气中的 二氧化碳反应生成碳酸钙： Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O 碳酸钙在煤球中形成坚固的网络结构，使煤球具有一定的机械强 度。生球经碳化后变为熟球，从罐底卸出并储存，再送到造气工段。 工艺流程图（见图 2-14） 工艺过程说明 石灰碳化煤球所需的气体二氧化碳来自石灰窑，它使用的是含有 碳酸钙的石灰石，经煅烧后生成生石灰和二氧化碳气体，分别供碳化 煤球生产使用。 来自石灰窑的石灰窑气，经引风机加压后与水分离器出来的循环 气一起进入循环鼓风机加压，再经加热器加热，提高温度后，进入碳 化罐与煤