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只需在現(xiàn)有合成氨工藝中使用新型高效Fe1-xO基熔鐵催化劑，由高壓合成轉(zhuǎn)換為低壓合成，就可大幅降低合成氨能耗；如果使用與該催化劑相配套的合成新工藝，節(jié)能效果更加顯著，有望實現(xiàn)低壓合成氨工藝的新突破。這是記者昨日采訪浙江工業(yè)大學(xué)劉化章教授時獲知的信息。
劉化章表示，國內(nèi)合成氨工業(yè)節(jié)能減排的方向在于減少提供動力的燃料消耗，即降低合成壓力及其動力消耗，而關(guān)鍵之處就是高效催化劑及其配套工藝技術(shù)。新型的Fe1-xO基氨合成催化劑的活性很高，尤其在低壓下更具優(yōu)勢。因此，以新型高效催化劑為核心，對我國現(xiàn)有合成回路為30兆帕的中小型合成氨裝置進(jìn)行低壓節(jié)能改造，投資省，收效快，效果好；而對我國自行設(shè)計的年產(chǎn)20萬噸國產(chǎn)大型合成氨裝置，采用新型高效催化劑及低能耗合成氨新工藝技術(shù)，把合成壓力降到10~15兆帕也是可行的。
模擬試驗表明，對于年產(chǎn)20萬噸合成氨裝置，當(dāng)氨合成壓力從30兆帕降到15兆帕和10兆帕?xí)r，節(jié)能效率分別可達(dá)12.34%、18.31%；噸氨節(jié)約標(biāo)煤分別可達(dá)51.34千克、76.16千克，年節(jié)約標(biāo)煤可達(dá)1.03萬噸和1.52萬噸，減排二氧化碳2.35萬噸和3.49萬噸。8.53兆帕渣油、粉煤或水煤漿氣化制氣的7.5兆帕的等壓合成氨工藝，節(jié)能效果尤其顯著。同時，由于壓縮機和設(shè)備壓力等級降低，相關(guān)費用下降，15兆帕比30兆帕的合成氣壓縮機及設(shè)備費用可節(jié)約37.2%，合成回路主要設(shè)備費用可節(jié)約12.1%。
劉化章研發(fā)團(tuán)隊在200多個催化劑配方的實驗研究基礎(chǔ)上，采用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GRNN）模型和智能計算方法，獲得最優(yōu)催化劑配方，研制出新型高效Fe1-xO基氨合成催化劑。而每一種催化劑均有一種與之相適應(yīng)的合成氨新工藝。例如，與鐵—鈷催化劑相適應(yīng)的英國ICI-AMV低壓合成工藝，與釕催化劑相適應(yīng)的美國KAAP新工藝等。
劉化章指出，我國合成氨能耗偏高問題始終未能得到有效解決，主要緣于采用高壓合成工藝，合成壓力及動力消耗巨大。雖然我國擁有世界上較先進(jìn)的氨合成催化劑，卻用在了較落后的合成氨工藝上，迄今仍沒有與低壓高活性催化劑性能相匹配的低壓合成氨工藝，而國外低能耗大型氨廠的發(fā)展方向之一就是低壓合成氨工藝。因此，行業(yè)亟須與低壓合成氨相配套的新型催化劑及新工藝，以完成愈加緊迫的節(jié)能減排任務(wù)。
(關(guān)鍵字：氨 合成氨)
