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在我国肥料产业存在的不足及防范措施

发布时间:2019-09-07 10:23

  我国是世界上最大的化肥生产国,化肥的产量持续增加。建国以来,我国的化肥产业历经了高速发展的时期,已形成了年产值高达千亿元人民币的完整化肥产业链[1]。我国以世界上不到7% 的土地养活了世界上22% 的人口,作为粮食的“粮食”,化肥在粮食生长过程中的重要性不言而喻。

  关键词:化肥生产;技术革命;环境污染;未来发展

  除了支撑粮食作物的生长,化肥也可以运用到牧业、林业和生物能源产业之中,化肥在生产的过程中需要消耗大量能源,同时释放很多污染物,这些污染物不仅会污染空气,同时也会在一定程度上污染土壤和水。所以,化肥的生产关系到我国的农业发展、能源资源消耗和环境污染问题等,这些和现阶段我国建设生态文明社会之间具有重要的联着更多的机遇和挑战,在这样的大环境下,怎样实现我国化肥产业的健康稳定发展,不仅关系到粮食的增产增收,同时也关系到我国能源的供应状况和环境安全[2]。

  1 研究现状及存在的问题

  1.1 研究现状

  全球知识经济时代,西方国家持续垄断传统化肥产业的知识技术,因此必须重视对先进技术的自主创新。在上世纪80 年代,我国对引进的先进装置进行了消化吸收和创新,但是对化肥生产流程的部分核心专利技术没有重视,长期以来部分核心科学技术的缺失,使得化肥生产过程中的技术落后、能源消耗过大。所以,当前需要对化肥生产流程的部分核心技术进行创新,结合国情和实际发展情况,引领我国走向节能减排、生态文明的化肥生产强国。

  1.2 当前化肥生产中存在的问题

  1.2.1 能耗问题

  作为高耗能产业,化肥生产过程中需要很多的能源,比 如电力资源和其他的二次能源,理论上21GJ的能量可以生产1吨化肥,但是实际消耗的能量达到29~45GJ。为了有效降低能耗,发达国家在上世纪70 年代做出了巨大努力,随着计算机和互联网智能技术的发展,发达国家不断地掌握了传统化肥生产的核心技术,利用数学模型等对其进行开发和计算,同时将每单位氨的能耗降低到27~29GJ(天然气流程),已经大幅度接近理论值,以当前的技术和设备,基本没有提升的可能。我国作为发展中国家,化肥产业和国外先进技术相比还存在较大差距,尤其是在化肥产业的关键核心技术上,需要加大人力、物力、财力等多方面的投入。

  1.2.2 环境问题

  化肥生产过程中会排放大量的温室气体和其他有害气体,面临着高耗能和环境污染的问题。我国需要在当前专利壁垒的保护之下加大对化肥产业研究的资金投入,研究新型化肥生产技术,最大程度地降低对环境的污染,使其符合我国建设生态文明社会的要求。

  2 化肥产业建议及未来发展方向

  化肥除了可以补充土壤中的养分元素之外,在一定程度上也可提升耕地质量,化肥产业的健康发展与农业生产息息相关。当前,我国的化肥产业正面临转型,生产量不断提升已经严重地威胁到了化肥产业的健康持续发展[3]。根据前面的分析可以得知,化肥产业的结构关系到能耗问题、环境问题和政策问题等,下面将列举我国化肥产业结构的调整措施。

  2.1 技术方面

  提升化肥企业的技术创新和规模化发展。众多中小型化肥企业的存在一定程度上降低了资源的利用效率,我国的资源利用效率不仅远低于发达国家平均水平,同时也低于世界平均水平,因此我用效率。我国的化肥企业中,大中型化肥企业的资源利用率通常要高于小型企业,同时生产的化肥产量和质量更高。所以,规模化是未来化肥企业的发展趋势。不同于其他行业,化肥生产的技术非常复杂,需要较大的技术和资金投入。我国的化肥企业需要发展新型肥料,如添加抑制剂、包膜等方式来提升化肥利用效率[4]。

  2.2 环境方面

  重视农业技术推广工作,加强科学施肥的宣传工作,不仅可以降低农业化肥的消耗量,同时也可 以引导农民科学施肥。当前,我国务农人群的文化水平相对较低,导致化肥施用量处于较高水平,施 肥过量不仅浪费资源,同时也会污染环境。化肥企 业需要加强技术集成和创新,加大研发资金投入, 结合我国作物栽培,发展作物高产和高效的化肥施 用管理技术。农村拥有较多的有机废物,其中含有 大量的氮、磷、钾等养分元素,对这些有机废物加以利用,可以降低传统化肥的施用量,同时在一定程 度上也会降低有机废物对环境的污染。

  2.3政策方面

  2.3.1 构建市场机制

  为有效增加化肥供应,提升粮食产量,我国在上世纪80~90 年代对化肥价格进行了调控,在电价、天然气价格、铁路运输价格、税收等诸多方面给 予很大的优惠,政策对市场的干预较多,使得市场 机制的调节功能不断弱化,其成为我国化肥产业产 能过剩的因素之一,不仅占用了企业的发展资金,同时也浪费了社会资源。建立合理的市场机制,使其发挥调节作用,解决产能过剩的问题,淘汰落后生产技术。

  2.3.2 完善当前的农业推广体系

  改革开放以来,我国在农村地区构建了庞大的农技推广体系,由于体制和管理机制等问题,很多农技推广人员并没有做好本职工作,没有完成相关的农村技术服务工作,这不利于农业科学知识的传播和接收。

  2.3.3 完善环境保护制度

  当前,我国没有出 台合理的农村环境保护制度,农民在施用化肥时没有考虑环境方面的问题, 因此需要构建环境管理制度,推动我国化肥的合理施用。可以考虑以补贴等形式促进农民的科学施肥,构 建有机废物的有偿排放制度,促 进循环利用。

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  第4期 向 洪 壳牌下行水激冷煤气化装置长周期运行瓶颈探讨 ·49·

  2.2.2 如何稳定气化炉顶锥工况

  (1)控制气化炉加减负荷速率:当气化炉氧气负荷6.0~7.0kg/s,加减负荷按照0.1~0.2kg/s;氧气负荷>7.0kg/s时,每小时加减负荷幅度不得大于0.15kg/s。

  (2)当发生1 个烧嘴跳车时,必须待顶锥水汽密度稳定后才能加负荷操作;如果此时单烧嘴负荷大于 1.8kg/s,建议不加负荷或降低加负荷幅度(每小时加负荷幅度不得大于0.1kg/s)。

  (3)气化炉正常运行时,控制适当高的热负荷(>0.39 MW),以降低顶锥渣层厚度,避免系统波动时发生顶锥厚渣层脱落。

  (4)优化石灰石添加系统运行,确保稳定的石灰石输送量。

  2.3 如何延长设备使用周期

  壳牌下行水激冷煤气化技术产生的黑水中溶有一定量的腐蚀性气体(H2S、CO2 和 O2 ),同时还伴有容易沉降的 Ca2+ 、Mg2+ ,且处于碱性环境中(灰水系统pH 值在8~9之间波动),当这些条件同时存在时容易造成设备、管道结垢。为了将结垢速率降低到最低限度,建议采取如下措施逐步改善灰水系统的运行。

  (1)加强灰水系统加药量的调整和监控,确保灰水浊度<50 mg/L,总磷含量5~20 mg/L,缓解系统结垢速率。

  (2)继续加强与灰水处理药剂厂家沟通、协调,继续调整药品配方,优化和改善 P1705 出口灰水水质(COD、SS、浊度、氨氮)。

  (3)通过调整灰水处理药剂配方、增大 V1703闪蒸量、减少石灰石添加量、适量添加硝酸等措施,降低灰水系统运行pH 值(建议pH 值控制范围6.5~7.5)。

  (4)综合考虑对管道腐蚀小、成本低、效率高的除垢方法,建议新增一套在线化学清洗系统。积渣,不定期增大渣池补水阀开度(13HV0036),加强渣池搅动,防止渣池积渣。

  2.4 加强工艺培训和技术消化吸收

  作为一套连续性生产的大型化工装置,对工艺人员要求较高,必须具有扎实的工艺技术理论知识和熟悉现场工艺流程,方能为正常生产过程中的异常工况进行分析、判断并及时采取处理措施。为了确保所有的工艺操作人员都具备相应岗位的工艺操作技能,应采取如下措施加强壳牌下行水激冷煤气化技术的培训和技术消化吸收:① 制定具有针对性的技术培训计划,培训内容应尽贴切实际生产、图文并茂;② 分岗进行技术培训,并落实培训责任人;③ 加强工艺技术培训,培训结束一周内抽查培训效果;④采取多种培训方式继续做好后备人才的培训、培养。

  3 结 语

  通过总结分析制约壳牌下行水激冷煤气化装置长周期运行的瓶颈,可知影响壳牌下行水激冷煤气化装置长周期运行的问题主要集中在给料系统的优化控制、气化炉爆破片的保护和灰水系统水质改善等关键工艺技术的消化、吸收及改进。为了解决这些问题,首要任务应加强操作人员的培训,培养操作人员分析、处理问题的能力,以便更好地指导工艺生产;其次,择机进行煤粉输送系统设备改造,确保系统运行的本职安全;此外,应继续加强灰水系统水质改善和气化炉专利部件(煤烧嘴、粗细喷嘴)使用周期的研究,减少设备、管线的冲刷、磨蚀、结垢超温损坏等,尽早实现装置长周期(A 级连续运行200d)、安全、稳定运行。

  随着科学技术的迅速发展,化肥的种类更加丰富多样,但是大量施用往往会带来更多的环境问题,必须改变传统的化肥生产模式和化肥施用模式。首先要改善化肥生产企业的生产结构,提升其技术竞争力,利用先进的方法和技术对原料的开发路线进行提升。同时,还要结合我国化肥产业的实际发展情况,制定相应的政策法律等,切实促进我国整个化肥产业的发展。

毕业论文:http://www.3lunwen.com/sk/ny/3668.html

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