郝莉莉

（海洋石油富島有限公司，海南 東方 572600）

某氮肥企業(yè)因其水的利用途徑復(fù)雜，較難尋找出節(jié)水降耗的清潔生產(chǎn)途徑[1]，因此采用從水的單一用途——脫鹽水——尋找減污增效、節(jié)能降耗的清潔生產(chǎn)機(jī)會(huì)。本文參照清潔生產(chǎn)審核物料核算的操作規(guī)范[2-3]，在氮肥裝置清潔生產(chǎn)審核中對(duì)脫鹽水進(jìn)行了平衡建立與測(cè)算分析，可為氮肥企業(yè)水資源利用及其深入研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

1 水平衡測(cè)算分析的操作框架

參照清潔生產(chǎn)審核對(duì)于物料平衡的操作規(guī)范和清潔生產(chǎn)審核程序中物料平衡建立與測(cè)算的工作步驟，水平衡核算操作步驟主要包括：原始資料收集/基礎(chǔ)資料整理、水平衡的建立、核算與分析。其中，原始資料收集/基礎(chǔ)資料整理需在輸入物料數(shù)量和確定輸入/輸出物料位置的基礎(chǔ)上，以現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)報(bào)表中的指標(biāo)設(shè)置為基礎(chǔ)確定輸入/輸出物質(zhì)數(shù)量，并在對(duì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表中缺省的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。

2 脫鹽水平衡的建立

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

一般情況下，氮肥裝置的生產(chǎn)運(yùn)行采用DCS系統(tǒng)進(jìn)行控制，即：在DCS上可以獲得脫鹽水系統(tǒng)水平衡測(cè)算分析所需的相應(yīng)數(shù)據(jù)。基于氮肥裝置連續(xù)式的生產(chǎn)方式，按照清潔生產(chǎn)審核的操作規(guī)范，該氮肥裝置脫鹽水系統(tǒng)水平衡測(cè)算分析的數(shù)據(jù)來(lái)源于正常工況下的72h內(nèi)的日常生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（以“日”為單位）。

2.2 產(chǎn)品中含水成分的核算

由于脫鹽水在氮肥生產(chǎn)中亦作為原料使用，故在建立脫鹽水平衡的過(guò)程中需要對(duì)NH3產(chǎn)品、CO2產(chǎn)品、CO（NH2）2產(chǎn)品中的脫鹽水成分進(jìn)行核算，包括：①根據(jù)氮肥裝置的生產(chǎn)工藝特征，由合成氨裝置生產(chǎn)的NH3產(chǎn)品中的H元素來(lái)源于脫鹽水，即：脫鹽水亦作為原料使用，故需要根據(jù)NH3產(chǎn)品的產(chǎn)量對(duì)脫鹽水的消耗量進(jìn)行核算。②根據(jù)NH3的化學(xué)表達(dá)式、NH3的化學(xué)反應(yīng)方程式（2H2O→4H2→8/3NH3）可知：以NH3質(zhì)量A為基礎(chǔ)經(jīng)計(jì)算得到的NH3（含H量）質(zhì)量為A*3/17/*1/2。根據(jù)氮肥裝置的生產(chǎn)工藝特征，由合成氨裝置生產(chǎn)的CO2產(chǎn)品中的O元素來(lái)源于脫鹽水，即：脫鹽水亦作為原料使用，故需要根據(jù)CO2產(chǎn)品的產(chǎn)量對(duì)脫鹽水的消耗量進(jìn)行核算；③根據(jù)CO2的化學(xué)表達(dá)式、CO2的化學(xué)反應(yīng)方程式（2H2O→CO2）可知：以CO2質(zhì)量B為基礎(chǔ)經(jīng)計(jì)算得到的CO2（含O量）質(zhì)量為B*32/44。根據(jù)氮肥裝置的生產(chǎn)工藝特征，由尿素裝置生產(chǎn)的CO（NH2）2產(chǎn)品中的H、O元素來(lái)源于脫鹽水，即：脫鹽水亦作為原料使用，故需要根據(jù)CO（NH2）2產(chǎn)品的產(chǎn)量對(duì)脫鹽水的消耗量進(jìn)行核算。根據(jù) CO（NH2）2的化學(xué)式、CO（NH2）2的化學(xué)反應(yīng)方程式，易知：以CO（NH2）2質(zhì)量C為基礎(chǔ)經(jīng)計(jì)算得到的CO（NH2）2（含H、O量）的質(zhì)量為C*18/60。

2.3 水平衡的建立

通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的整理匯總與測(cè)算，可建立該氮肥裝置脫鹽水系統(tǒng)的水平衡，詳見(jiàn)圖1。

3 脫鹽水平衡的測(cè)算分析

圖1 氮肥裝置脫鹽水系統(tǒng)水平衡圖

圖2 氮肥裝置脫鹽水系統(tǒng)水平衡匯總圖

基于已建立的氮肥裝置脫鹽水系統(tǒng)的水平衡（圖1），可得到該氮肥裝置脫鹽水系統(tǒng)的水平衡匯總圖，詳見(jiàn)圖2。對(duì)于該氮肥裝置脫鹽水消耗，經(jīng)測(cè)算分析，表明：水平衡建立期，合成氨裝置脫鹽水消耗量為5.871噸/噸氨，高于合成氨裝置設(shè)計(jì)值5.10噸/噸氨，單位尿素脫鹽水消耗量為3.258噸/噸尿素。

基于該氮肥裝置脫鹽水平衡的測(cè)算結(jié)果，按照清潔生產(chǎn)審核思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可從合成氨裝置蒸汽管線疏水閥和蒸汽排空截止閥是否存在跑冒蒸汽現(xiàn)象、合成氨裝置脫氧槽存在大量蒸汽放空現(xiàn)象、合成氨裝置/尿素裝置是否監(jiān)控了脫鹽水輸送環(huán)節(jié)、合成氨裝置（如：脫氧槽、輔助鍋爐等）是否存在低壓蒸汽的排放現(xiàn)象、是否優(yōu)化合成氨裝置操作過(guò)程、是否對(duì)同等條件下水資源消耗量較少的當(dāng)班員工建立獎(jiǎng)勵(lì)措施、循環(huán)利用合成氨裝置排污水等方面著手制定相應(yīng)的方案。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)氮肥裝置-脫鹽水系統(tǒng)建立水平衡，經(jīng)測(cè)算后表明：平衡建立期的合成氨裝置脫鹽水消耗量為5.871噸/噸氨，高于合成氨裝置設(shè)計(jì)值5.10噸/噸氨，單位尿素脫鹽水消耗量為3.258噸/噸尿素?；谠摻Y(jié)果，可進(jìn)一步制定相應(yīng)的清潔生產(chǎn)方案以提高該氮肥裝置脫鹽水的利用效率。

[1]李文湘.企業(yè)清潔生產(chǎn)審計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1996.

[2]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司.清潔生產(chǎn)審計(jì)培訓(xùn)教材[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2001:61-78.

[3]葉新,李漢平.清潔生產(chǎn)審核中的物料平衡操作規(guī)范[J].化工環(huán)保,2010，30(4):340-343.□