芷江化肥工业有限公司造气、锅炉工段节能减排技改情况分析
摘要：从芷江化肥工业有限公司节能减排技改出发，分析了该公司造气和锅炉工段技改前后的实际情况，结果表明：造气工段技改后节能减排、经济和社会效益取得了明显成效。
关键词：化肥公司；造气；锅炉工段；节能减排；分析
中图分类号：X24 文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2013）01-0031-03
1 引言
芷江化肥工业有限公司（以下简称“公司”）始建于1978年，位于湖南省芷江县城河西，最初设计能力3000t合成氨/年，经过2005年改制和多次的技术改造，现已是50000t合成氨/年的生产能力，通过造气工段余热回收，减少锅炉工段能源消耗和污染物的排放，该公司实现了蒸汽自给能力的重大突破，主要是实现两煤变一煤（即造气用原料煤和生产蒸汽锅炉用煤两煤，减少到只用原料煤生产原料气），通过对造气工段产生的污染物进行治理，公司完成了国家“十一五”节能和环保减排目标任务[1]。
公司现有固定资产近5000万元，年销售收入1.25亿元，有生产设备158台套，每年耗煤（主要是原料煤）55000余t，用电3800万kW·h。每年排放工业废水520万t，占该县工业废水排放量的85%以上，造气工段有废水处理设施1套，每年产生粉煤灰超过2万t，处置利用率95%，主要用作建筑材料，年创收益24万元。
2 公司造气、锅炉工段技改前概况
2.1 锅炉工段技改前
该工段改造前有10t蒸汽/h沸腾锅炉1套，每天24h生产，产生的水蒸汽主要供给公司其他工段使用，现使用20余年，使用年限久，锅炉老化严重，产气量达不到要求，影响合成氨生产。该工段余热主要产生于排放的烟气中，除加热锅炉用水外，余下的热量温度不高，利用价值低，因此，该工段余热弃之不用。
该工段每年消耗燃料煤近15000t，电108万kW，环保设施有水膜除尘，投资12万余元，主要是消烟除尘、脱硫，经长期运转，到2005年末，脱硫、除尘效果差，稳定达标困难，由于是湿法除尘，每天排除尘废水达30t，污染水环境。
该工段污染排放情况分析：主要污染物是废气。根据资料表明，在锅炉工段每燃烧1t煤，SO2平均排放170kg、NO2 排放1.4kg、H2S排放0.5kg、烟尘排放11kg[2]。依据系数折算，该工段每年SO2排放2550t，NO2排放21t，H2S排放7.5t，烟尘排放165t。锅炉烟囱废气实际监测结果表明SO2、烟尘等污染物排放浓度和排放量均超过国家标准（表1）。
主要污染物烟尘实际年排327.6t，SO2 实际年排1305.1t，同理论值相比，烟尘多排162.6t，排放浓度超标6.7倍，除尘效果差；SO2监测浓度值超5.6倍，设施脱硫效果差。
2.2 造气工段技改前
技改前，该工段有Φ2400的造气炉4台套，造气工段产生的半水煤气，作为以煤为原料的化肥已生产的重要原料，是化肥生产过程中必不可少的环节，该工段虽然经过多次技改，余热回收利用不大。
能源利用情况：主要是产气用的原料煤，属无烟煤的一种，含硫量低（小于1%），每天需原料煤140t，用水量6300t/d，用电量8000kW·h/d。技改前余热利用不高，能耗浪费严重，因此，该工段余热利用是节能降耗的主要目的。
环境保护情况：主要污染源有风机、大功率电机产生的噪声，声源最高值达125dB；在以煤为原料的造气吹风气中，主要污染物有SO2和CO，根据原料煤的不同，其含硫量不同，一般每合成1t氨，所排放的吹风气中SO2的含量有1～2.5kg，CO为240～300kg[3]，还产生大量废水，经测算，每天排造气废水3200t，废水中主要含有悬浮物（粉煤灰）、COD、氨氮等对环境有影响的污染物。
治理情况：废气方面，该工段废气中的SO2，由于原料煤中硫含量低，排入大气中的SO2未超标，未作处理排入环境大气中，对于CO污染物，加入空气进行燃烧，排放到大气中CO浓度含量不高[3]。废水方面，由于废水中污染物的含量高，特别是温度比较高，生化处理困难，对废水的处理，主要是多级沉淀，该公司花费40多万元，建1000m2的沉淀池，但废水中污染物难以达标，影响地表水水质安全。实际废水监测情况见表2。
资料分析表明，废气污染物排放量较少，由于工厂布局较合理，噪声厂界外基本达标。在半水煤气制造过程中，还产生大量的废渣，炉渣是化肥厂造气过程中产生的副产品，炉渣中含有25%左右[4]的碳，它是以无定型碳的形式存在，由于废渣利用价值高，基本不外排，对环境影响有限。主是废水排放超标，COD年排1980t，氨氮年排1279.2t，悬浮物年排1144t，影响环境。因此，该工段主要是废水污染。
3 公司技改后现状分析
3.1 能源现状
造气工段和锅炉工段对于节能减排来说，主要是在节能的同时，减少污染物的排放，锅炉余热利用价值不高，设备老化严重，影响生产，同时锅炉耗煤量大，有废气和废水污染物排出，为节能减排，技改后，现锅炉工段已停运，主要由造气工段余热回收产生的蒸汽供给其他工段使用。造气工段的余热回收是化肥厂合成氨节能和环保减排的主要环节[5]。锅炉工段能源消耗分析见表3。
改造后，由于造气工段的余热利用完善，能完全满足原锅炉工段的产气量。锅炉工段现已停止运行，每年节约用电近108万kW·h，节约锅炉燃料煤15000t，节约用电占化肥厂总量的2.9%，节约用煤占总量的21.4%。造气工段能源消耗分析见表4。