氮肥：清洁生产与末端治理结合
■ 本刊记者 唐茵
进入2016年氮肥行业的环保压力又加重了。根据《合成氨工业水污染物排放标准》（GB13458-2013），
一、 环保法规标准不断升级
通过近30年的发展，我国氮肥行业获得长足发展，已经形成具有一定规模生产能力，生产配量相对完善的重要化工行业。但伴随产能迅速扩张，产能过剩情况也逐渐显现，其中以煤原料为主体的合成氨工业尤为突出。据统计，目前我国合成氨工业氨氮排放量约占全国工业行业总排放量的26%，化学需氧量排放量约占全国工业总排放量的4%，废水排放量约占全国工业总排放量的7%。
合成氨工业是我国污染防治重点行业之一，其废水中氨氮的污染问题尤为突出。近年来，除了《合成氨工业水污染物排放标准》外，国家的其他有关污染物排放标准也做了相应修改和提高，例如《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）（65吨/时及以下）燃煤锅炉二氧化硫排放浓度限值降低了56%，并增加了氮氧化物排放限值要求；《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）（65吨/时以上）现有燃煤锅炉二氧化硫排放浓度限值降低了50%，氮氧化物排放浓度指标降低了56%～82%，并增加了汞及其化合物排放限值要求。环保标准趋严，加速了行业减排水平的提升。
在相关政策的推动下，行业内大力推广了一系列先进的大气污染物治理清洁生产工艺，如锅炉烟气氨法脱硫、尿素造粒塔尾气粉尘和氨洗涤回收等，全行业废气及粉尘、二氧化硫、氨氮等主要污染物排放量明显降低。
2015年年底，环保部发布了《合成氨工业污染防治技术政策》（以下简称《技术政策》）。环保部科技标准司有关负责人在解读该政策时指出，《技术政策》一方面指导现有企业进行技术改造，满足当前环境管理的要求；另一方面结合未来环境管理需求，提出了污染治理技术发展重点和方向，指导新建和现有合成氨企业的技术发展和进步。针对精细化管理的发展趋势，《技术政策》结合合成氨工业污染排放控制技术的发展，提出了鼓励“将氨氮排放水平稳定控制在10毫克/升及以下”，引导企业在达标排放的基础上不断加强对氨氮等重点污染物的控制。
二、废水减排同时注重节水与增效
氮肥污染物的末端排放水平与所采用的清洁生产工艺密切相关。以废水为例，若不采用清洁生产工艺，有的工序将排放高达每升几万毫克浓度的含氨废水，仅靠末端治理是较为困难的。因此，清洁生产与末端治理结合是氮肥污染防治的关键。同时，注重资源的综合利用及无害化处置，分类收集、分质处理等也将提高企业的污染防治水平。
中国氮肥工业协会专家指出，氮肥废水减排和资源化利用，应本着节水、增效与污染物减排为原则，从六方面入手，即采用节水技术与设备，减少水消耗量；源头治理，采用清洁生产工艺与优化管理，减少水污染物产生；水污染物资源化利用；循环冷却水超低排放；末端治理；中水回用等。
例如，在采用清洁生产工艺与优化管理方面，以醇烃化、醇烷化气体净化替代铜洗工艺，消除铜洗再生气回收产生的过剩稀氨水外排，从而实现清洁生产；在循环冷却水超低排放方面，采用膜渗透技术制取脱盐水，将反渗透脱盐水作为循环冷却水系统的补充水，降低补充水含盐量，在保证循环冷却水水质的前提下，大幅提高水的浓缩倍数，使循环冷却水做到基本不外排；在中水回用与分质盐结晶方面，末端处理合格后的含盐废水，经预处理除去大部分钙、镁离子，再经反渗透装置制取脱盐水回用于生产，高含盐废水经结晶制得高纯度氯化钠和硫酸钠，作为工业原料回收利用。
三、废气减排从四方面入手
氮肥行业大气污染防治的主要问题是原料堆场及各生产工序的大气污染物的无组织排放，硫化氢酸性气体、氨合成放空气、氨罐弛放气，以及尿素、硝酸铵造粒塔（机）排气中的颗粒物。对此，专家建议，氮肥行业大气污染物减排技术改造可从四方面入手：
一是提升“三废”综合利用技术水平，延伸产业链提高效益。其中包括合成氨尾气联产清洁能源LNG；采用深冷技术以LNG的形式回收甲烷，回收氩气，提升尾气综合利用价值；自主知识产权的ECOSA H2S湿法制硫酸技术，副产硫酸（98wt%），尾气排放SO2浓度可达到100毫克/标准立方米以下，实现达标排放，副产硫酸可作为商品出售，也可用于企业生产复合肥。
二是转变余热利用方式提高清洁生产标准，减少大气污染物排放。实施吹风气余热回收装置升级改造，以大型高压、次高压三废炉替代小型中低压吹风气余热回收装置。建设65吨/时以上的“三废”炉，替代65吨/时及以下副产中低压蒸汽的吹风气余热回收装置，回收造气吹风气、造气炉渣、细煤灰余热，副产9.8MPa或6.28MPa、5.3MPa高压、次高压蒸汽。蒸汽能量可先背压发电后供生产使用，这样既可提高余热回收效率，又可实现热电联产以及蒸气能量梯级利用，还能使尾气符合更严格的《火电厂大气污染物排放标准》要求。
三是燃煤锅炉升级改造，区域供热一体化，减少大气污染物排放。实施燃煤锅炉的优化改造，以大型高压、次高压燃煤锅炉替代本企业和周边区域小型中低压燃煤锅炉，可将锅炉热效率由小于80%提高至90%左右，并且还可减少区域燃煤消耗量，减少烟尘、二氧化硫和氮氧化物的排放。
四是尿素造粒塔粉尘洗涤回收。实施尿素造粒塔粉尘洗涤，可将尾气中的尿素粉尘含量从100毫克/标准立方米以上降至30毫克/标准立方米以下，氨含量由50毫克/标准立方米以上降至10毫克/标准立方米以下。改造企业，颗粒物减排50%以上，SO2减排50%以上；氮氧化物减排50%以上。
四、加强监控细化管理
业内专家指出，虽然氮肥是能源消耗高、污染排放相对较多的行业，但长期以来，缺少行业口径的排污统计，阻碍了污染减排工作的顺利推进。《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中指出，要建立和完善严格监管所有污染物排放的环境保护管理制度。各工业企业作为排污单位，应履行排污自我监督监测的责任，逐步实现环境精细化管理。因此，加强污染物排放全面监控不论是对于氮肥行业还是单个企业来说都至关重要。只有全面掌握常规及特征污染物排放的特点和规律，健全环境风险防控体系和环境应急管理制度，才能更好地研发和应用达到更低排放水平的污染防治技术。
为全面掌握氮肥行业污染物排放总体情况，中国氮肥工业协会计划牵头建立行业排污统计平台，与目前的企业产能、产量、能耗统计工作并行操作。