合成氨生产中能源消耗状况及节能策略研究

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  [摘要]从整体上看,我国的氮肥行业中,其合成氨在生产过程中的能源消耗比较大,面对当前的社会条件以及能源形势,生产合成氨的过程中就必须要对其予以节能生产。所以,对我国生产合成氨的能耗情况和合成氨生产过程中的节能潜力进行了分析,此外,政府在能源节约方面的宏观调控潜力也非常大,若将70%和30%小型裝置中的氨产量向大型装置中转移,那么就可以节约标煤11795kt/a和5055kt/a。如果将其全部向大型装置生产中转移,那么就可节省16850kt/a的标煤。
  [关键词]合成氨生产,能源消耗,节能,宏观调控,策略与研究
  中图分类号:F426.72 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0295-02
  在我国,氮肥的生产中,除天然形成氮肥(比如,智利硝酸盐)之外,几乎大多数氮肥基本上都有氨生产,此外,生产合成氨所需燃料及原料都从能源中获取,所以,氮肥产业的生产对能源的依赖性非常大,属于能源消耗高的产业。在怎样对能源节约的目标予以实现的问题上,大多数科研工作都将节约能源在技术更新及设备改造方面集中,却很少分析其政策因素。我国的氮肥行业中,其合成氨在生产过程中的能源消耗比较大,面对当前的社会条件以及能源形势,生产合成氨的过程中就必须要对其予以节能生产[1]。所以,对我国生产合成氨的能耗情况和合成氨生产过程中的节能潜力进行了分析。本文从政策角度进行分析,对我国的合成氨节能潜力进行探讨与分析。
  一.研究合成氨节能的方法
  1.获取相关数据
  其数据来自我国氮肥工业协会在2009年对其技术指标的统计,其中标本量中,有27个大型企业,36个中型企业,113个小型企业。其合成氨装置中不同规格的技术数据主要来自相关的文献资料。
  2.合成氨节能方法分析
  1.2.1 选取节能目标
  其氨生产的节能目标主要依照化工协会及其它单位在我国十一五计划中提出的建议进行确定(见表1)。
  1.2.2 选取节能政策
  一些在其行业上的政策调整,在氨生产节能方面也会起到一定的作用,在比较适用的政策调整方面,用理论假设的方式对我国生产合成氨节能潜力进行分析。政府在能源节约方面的宏观调控潜力也非常大,若将这些含有一定比重小型装置中的氨产量向大型装置中转移,那么就可以节约标煤11795kt/a和5055kt/a,如果将其全部向大型装置生产中转移,那么就可节省16850kt/a的标煤[2]。在合成氨生产节能的基础上,将其原料的规模类型以及结构上的调整,通过相关政策的设置,对其节能的潜力进行分析:a.将全部的燃油装置更改为大型的煤电或者气头装置;b.将全部的中型装置更改为大型装置;c.将30%的小型设备向大型装置产能进行转移;d.将50%的小型设备向大型装置产能进行转移;e.将70%的小型设备向大型装置产能进行转移;f.将全部的小型设备进行大型装置产能的更改g.将中、小型的设备全部进行大型装置的转移[3]。
  二.研究结果及其分析
  1.分析大、中、小型企业合成氨的综合性能源消耗
  从表2中可以看出,在其规模与类型上,我国氮肥企业合成氨的平均能耗中,中型企业具有最高的能源消耗幅度,而大型氮肥生产企业则耗能最低。从能耗变化的幅度来看,这三种类型的企业在合成氨的能源消耗方面存在着非常明显的差距,而小型企业的变化幅度最小,大型企业的变化幅度最大,但是也已经节省了1076kgce/吨氨。而节能变异系数也更加说明了合成氨在小型企业耗能中存在着非常大的差距。
  从合成氨生产的原料类型来说,在合成氨的平均能源消耗上,煤头企业居于最高,而气头和油头单位的差距不大。另外,从这三种原料类型的变化幅度看,煤头企业的变化幅度最大,高低间的差距甚至高达2182kgce/吨氨,而油头企业则为最小,其变化幅度仅为521kgce/吨氨.此外,气头企业存在着最大的变异系数,高达23.2%,这种情况表面上看来,气头企业存在着相当大的技术差异(见表3)[4]。
  2.分析合成氨总体耗能情况
  依照每种类型的企业平均合成氨产量及能源消耗,就能够预测出其合成氨的总能耗状况(见表4)。就合成氨的类型与规模来说,小型企业所消耗的合成氨占总体的65.4%,中型企业占17.9%,而大型企业则占16.7%,耗能最少。就合成氨的原料类型上说,煤头耗能最大,占77.2%,油头消耗最小,仅为7.3%。由此可见,能源的消耗基本上都是在中型和小型煤头单位中集中,大约为能源总量的75.6%[5]。
  注释:小型企业的合成氨能源消耗的依据是根据113个挑选出样本的能源消耗情况来对500家合成氨能耗企业进行估算。
  三.关于合成氨生产中节能的讨论
  从上述研究中可以看出,在节能上,不管是合成氨的技术节能,或者是相关政策方面的节能,都存在着相当大的节能潜力,因为合成氨生产能耗在氮肥生产中的耗能占比比较大,而且在一定程度上,合成氨的成本对氮肥生产的成本具有决定性影响,所以,合成氨节能的实现,不仅能有效的对我国能源利用的紧张局势进行进一步缓解,还能使企业在市场上的竞争力得到提高[6],然而,要想实现合成氨生产节能降耗,就要做到以下三点:
  1.改造合成氨生产技术
  在我国,节能降耗问题在合成氨工业的生产中,一直是其关注的对象。尽管已经引进大型企业有相当长的时间,也有利装置生产国产化的实现,合成氨技术改造上也有了相当大的成就,但是,相比于国外生产来说,我国的合成氨能源消耗量还是比较高的,在其节能增产方面还是要引进其它国家先进的改造技术,但由此以来,我国在合成氨节能技术方面的水平就会一直落后于国外,在技术上只能让国外牵着鼻子走,而且,在现阶段,我国很多企业都没有足够的资金去改造合成氨节能技术。所以,一个企业要想对合成氨节能技术进行改造,就需要政府在资金方面予以极大地支持,同时进一步加大技术研发力度,进而摆脱国外在合成氨节能技术上的控制,只有做到这些,才能更深层的解决我国合成氨生产中能源消耗过高的现象[7]。
  2.合成氨产业政策的调整
  就现阶段企业生产结构及能源消耗的形势状况来看,产业政策要做到降低合成氨的能源消耗,就必须要对其企业规模进行合理的调整。调整企业规模的原则,可以总结为加大,减小和调中,也就是说,要使企业的产能及数量进行增加,对一些中型企业的产能及数量进行适度的调整,同时在规定时间内,对少量的小型企业进行关闭性调整,目的就是要让中型及大型企业在产能方面的比重占到80%或者更多。就大型企业来说,使其产能及数量的增加;就中型企业来说,尽量保持现状,同时对一些耗能高、设备陈旧的企业进行适度调整;而就小型企业而言,特别是那些距离能源地比较远、能源消耗量高以及设备比较陈旧的合成氨生产企业,则要进行适时、适量的关闭,但关闭的小型企业所造成的产能减少量要同大型企业的产能增加量同量或者同步[8]。总而言之,政策的调整要做到的,就是在总产能不会减少的状态下,调整企业规模,只有这样做,才能保证在不影响农业生产所需氮肥的状况下,实现节能的效果。
  3.氮肥市场加以引导
  就现阶段的情况来看,我国的氮肥行业还未完全出现市场化,政府对氮肥企业的优惠政策还存在很多,这就造成很多高耗能的合成氨生产企业至今仍然存在[9],特别是依照我国对世界贸易组织的承诺,一定要在增加进口配额和降低关税的前提下,允许外国商人在中国进行化肥的生产与批发,我国的氮肥企业从投入市场就面临着外国企业激烈的产业竞争。由此可见,必须要对市场机制的引入进行进一步的加快,通过市场上的竞争对氮肥企业进行引导,最终淘汰掉能源消耗高的企业,以此实现降耗节能的效果,这样也可使我国的氮肥企业在国际上的竞争力得到极大提高。
  参考文献
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