合成氨工業(yè)的發(fā)展支撐了農(nóng)業(yè)化肥需求，但其環(huán)境污染問(wèn)題也必須加以重視。圖為中石化某化肥廠包裝車(chē)間。

7月1日起，《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13458—2013)開(kāi)始實(shí)施，取代原有的GB13458—2001版標(biāo)準(zhǔn)。由于排放限值加嚴(yán)，很多企業(yè)的廢水處理設(shè)施面臨升級(jí)改造，一些規(guī)模小、污染物排放量大的企業(yè)面臨被淘汰的命運(yùn)。對(duì)于亟須淘汰落后產(chǎn)能，以實(shí)現(xiàn)集約化、大型化發(fā)展的合成氨工業(yè)來(lái)說(shuō)，新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將有效促進(jìn)這一進(jìn)程，并帶動(dòng)相關(guān)污染防治技術(shù)的開(kāi)發(fā)使用。

　　日前，在2013年度國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目管理培訓(xùn)班上，環(huán)境保護(hù)部環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)研究所的周羽化介紹了我國(guó)合成氨工業(yè)的特點(diǎn)、這一標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況以及標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施可能帶來(lái)的環(huán)境效益。

　　脆弱的世界第一

　　行業(yè)仍以中小企業(yè)為主，生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)工藝都與先進(jìn)水平有很大差距。規(guī)劃到2015年，氮肥企業(yè)數(shù)量減少30％

　　雖然我國(guó)合成氨產(chǎn)量已經(jīng)躍居世界第一位，但在生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)工藝上都與其他國(guó)家存在很大差距。根據(jù)最新的《氮肥行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)意見(jiàn)》(征求意見(jiàn)稿)，我國(guó)氮肥行業(yè)在企業(yè)數(shù)量、規(guī)模上要進(jìn)一步朝集約化、大型化方向發(fā)展，規(guī)劃到2015年，氮肥企業(yè)數(shù)量減少30％，建成20個(gè)具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的大型氮肥企業(yè)集團(tuán)。

　　我國(guó)合成氨工業(yè)的發(fā)展歷史伴隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展史。新中國(guó)成立之初，為了滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切需求，我國(guó)從上世紀(jì)60年代開(kāi)始在云南、上海、衢州、廣州等地先后建設(shè)了20多座中型氨廠。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)合成氨工業(yè)已經(jīng)成為具有一定規(guī)模、生產(chǎn)配置相對(duì)完善的重要化工行業(yè)。2011年，全國(guó)合成氨產(chǎn)量超過(guò)5300萬(wàn)噸，氮肥產(chǎn)量超過(guò)4100萬(wàn)噸(折純氮)，均約占世界總產(chǎn)量的1/3。

　　據(jù)周羽化介紹，近年來(lái)，我國(guó)氮肥產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)速度一直保持在10％以上，而合成氨產(chǎn)量的平均增速為5.31％，年均增長(zhǎng)217.9萬(wàn)噸。但是，由于產(chǎn)能增長(zhǎng)速度高于需求增長(zhǎng)速度，國(guó)內(nèi)合成氨產(chǎn)能過(guò)剩情況日益突出，截至2009年，我國(guó)尿素產(chǎn)能過(guò)剩1000多萬(wàn)噸。

　　根據(jù)《化肥工業(yè)“十二五”規(guī)劃》中的數(shù)據(jù)，我國(guó)現(xiàn)有合成氨企業(yè)472家，平均規(guī)模僅14萬(wàn)噸，小于8萬(wàn)噸的企業(yè)仍有249家。

　　具體來(lái)看，在我國(guó)現(xiàn)有合成氨生產(chǎn)企業(yè)中，單廠產(chǎn)量大于18萬(wàn)噸的企業(yè)數(shù)量約占24％，產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的65％；小于18萬(wàn)噸的企業(yè)數(shù)量約占76％，產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的35％?？梢?jiàn)，我國(guó)的合成氨工業(yè)仍以中小型企業(yè)為主，但產(chǎn)能產(chǎn)量主要集中在大型企業(yè)中，而中小型企業(yè)的技術(shù)相對(duì)落后，能耗高、污染大。

　　資料顯示，國(guó)際上一個(gè)現(xiàn)代合成氨廠的生產(chǎn)規(guī)模約為30萬(wàn)噸~60萬(wàn)噸/年，新建企業(yè)的設(shè)計(jì)產(chǎn)能約為66萬(wàn)噸/年。

　　環(huán)保壓力有多大？

　　我國(guó)以煤制氨為主，能耗、排污量大；廢水中氨氮污染問(wèn)題突出　　隨著我國(guó)合成氨工業(yè)的快速發(fā)展，其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也日益顯現(xiàn)。與其他國(guó)家約80％的企業(yè)采用天然氣為原料制氨不同，煤制氨在我國(guó)仍占主要地位，以煤為原料的合成氨生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量約占84％，其合成氨產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的76％；以天然氣為原料的合成氨生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量約占16％，其合成氨產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的22％。但是，煤制氨的能耗和排污量要比以天然氣為原料制氨的企業(yè)高。

合成氨工業(yè)是我國(guó)污染防治的重點(diǎn)行業(yè)之一，其廢水中氨氮的污染問(wèn)題尤為突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)合成氨工業(yè)的氨氮排放量約占全國(guó)工業(yè)行業(yè)總排放量的26％，COD排放量約占全國(guó)工業(yè)總排放量的4％，廢水排放量約占全國(guó)工業(yè)總排放量的7％

目前，我國(guó)合成氨企業(yè)的排污狀況相差較大，以天然氣和水煤漿為原料制氨企業(yè)的排污狀況較好；因工藝路線不同，以無(wú)煙塊煤為原料制氨的企業(yè)噸氨廢水排放量為5-50噸。有的企業(yè)生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，仍然采用稀氨水脫硫、銅洗變換等工藝，沒(méi)有污水終端處理設(shè)施等，導(dǎo)致其排污量較大，甚至有個(gè)別企業(yè)出現(xiàn)超標(biāo)排放的情況。而有的企業(yè)采用了先進(jìn)的清潔生產(chǎn)工藝，并在企業(yè)排污口前設(shè)置了污水終端處理設(shè)施，有效削減了氨氮和其他污染物的排放。

　　最新公布的《氮肥行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)意見(jiàn)》(征求意見(jiàn)稿)要求，到2015年，60％以上的合成氨企業(yè)要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放和循環(huán)水超低排放，廢水排放量減少20％，氨氮減少22％，COD減少16％。

　　周羽化介紹說(shuō)，經(jīng)過(guò)多年的自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，我國(guó)合成氨工業(yè)水污染物控制技術(shù)有了突破性進(jìn)展。

　　新標(biāo)準(zhǔn)如何調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局？

　　企業(yè)需要進(jìn)行升級(jí)改造，年產(chǎn)小于8萬(wàn)噸的合成氨企業(yè)滿足新標(biāo)很困難，30％-40％的企業(yè)面臨淘汰

　　據(jù)周羽化介紹，相比之前的標(biāo)準(zhǔn)(GB13458－2001)，新標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍增加了聯(lián)醇企業(yè)，包括合成氨、尿素、硝酸銨、碳酸氫銨以及聯(lián)醇企業(yè)的排放管理。這是因?yàn)槲覈?guó)大多數(shù)合成氨企業(yè)以煤為原料，而以無(wú)煙煤為原料、采用固定床制原料氣的合成氨企業(yè)大多數(shù)在合成氨工藝流程中串聯(lián)了甲醇生產(chǎn)。而合成氨行業(yè)原料氣精制也在大力推廣以雙甲(甲醇化、甲烷化)或醇烴化取代銅洗的清潔生產(chǎn)技術(shù)，由于原料路線相同，聯(lián)醇企業(yè)的廢水特征污染物與碳銨、尿素企業(yè)相同。

　　新標(biāo)準(zhǔn)中保留了GB13458－2001中的所有污染物項(xiàng)目，即氨氮、COD、氰化物、SS、石油類(lèi)、揮發(fā)酚、硫化物和pH值。為防止水體富營(yíng)養(yǎng)化，新標(biāo)準(zhǔn)中增加了總磷、總氮兩項(xiàng)污染物控制指標(biāo)。在排放限值方面，新標(biāo)準(zhǔn)要求新建企業(yè)在今年7月1日起氨氮、COD、總磷和單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量分別降低到25mg/L、80mg/L、30mg/L和10m3/噸氨，相比之前的標(biāo)準(zhǔn)都大幅加嚴(yán)。

　　周羽化告訴記者，僅考慮企業(yè)末端處理工藝和技術(shù)改造，如果按照建設(shè)投資1500元/噸水•日、噸廢水實(shí)際運(yùn)營(yíng)成本5元進(jìn)行估算，如果要達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)排放要求，企業(yè)新建環(huán)保設(shè)施所需費(fèi)用約為55.63億元，年運(yùn)行費(fèi)用約為67.68億元。據(jù)初步計(jì)算，企業(yè)執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)后，合成氨企業(yè)2015年的廢水量、COD、氨氮排放量將比2012年削減68.6％、82.8％和88.4％。

　　據(jù)測(cè)算，新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，現(xiàn)有企業(yè)約40％可達(dá)標(biāo)，加上新建企業(yè)，約有60％的企業(yè)可以達(dá)標(biāo)，而這正好與國(guó)家淘汰30％~40％落后企業(yè)的比例相銜接。雖然近年來(lái)合成氨工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整取得積極進(jìn)展，但行業(yè)發(fā)展中仍存在產(chǎn)能過(guò)剩、企業(yè)規(guī)模較小的問(wèn)題，導(dǎo)致環(huán)境污染治理成本增加。提高企業(yè)規(guī)模化水平、淘汰落后產(chǎn)能已經(jīng)成為我國(guó)氮肥(合成氨)行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

　　周羽化說(shuō):“標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施不會(huì)直接使一些企業(yè)關(guān)停，但是小型企業(yè)在市場(chǎng)的考驗(yàn)下很難生存。比如，對(duì)年產(chǎn)小于8萬(wàn)噸的合成氨企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果既滿足產(chǎn)業(yè)政策要求又滿足環(huán)境管理要求，投資就會(huì)非常大。”而對(duì)于有實(shí)力的大中型企業(yè)，這方面的技術(shù)創(chuàng)新和升級(jí)改造將相對(duì)容易。

　　清潔生產(chǎn)是污染防治的關(guān)鍵

　　污染防治應(yīng)遵循清潔生產(chǎn)與末端治理相結(jié)合、綜合利用與無(wú)害化處置相結(jié)合的原則

　　今年3月，《合成氨工業(yè)污染防治技術(shù)政策》(征求意見(jiàn)稿)對(duì)外發(fā)布，其中指出，要重點(diǎn)控制合成氨工業(yè)廢水中氨氮及化學(xué)需氧量的排放，降低單位產(chǎn)品廢水排放量；合成氨工業(yè)污染防治應(yīng)遵循清潔生產(chǎn)與末端治理相結(jié)合、綜合利用與無(wú)害化處置相結(jié)合的原則；注重源頭控污，加強(qiáng)精細(xì)化管理，提倡分類(lèi)收集、分質(zhì)處理，采用先進(jìn)、成熟的污染防治技術(shù)。

　　這是因?yàn)?，合成氨生產(chǎn)的末端污染物排放水平與其采用的清潔生產(chǎn)工藝密切相關(guān)。以廢水為例，若不采用清潔生產(chǎn)工藝，有的工序?qū)⑴欧艥舛雀哌_(dá)幾萬(wàn)毫克每升的含氨廢水，僅靠末端治理是較為困難的。因此，清潔生產(chǎn)與末端治理的結(jié)合是合成氨行業(yè)污染防治的關(guān)鍵。同時(shí)，注重資源的綜合利用及無(wú)害化處置，分類(lèi)收集、分質(zhì)處理等也將有力地提高企業(yè)污染防治水平。

　　在合成氨生產(chǎn)過(guò)程中，低溫變換工序和甲烷化工序的工藝?yán)淠褐泻休^高濃度的氨、甲醇及其他污染物。目前，成熟的治理技術(shù)是采用汽提法脫NH3，去除率為96％左右，其余污染物可以采用離子交換法進(jìn)行處理后作為鍋爐給水，這也是歐盟生產(chǎn)合成氨的最佳可行性技術(shù)。為從源頭上減少氨氮排放量，許多企業(yè)都淘汰了氨水脫硫工藝，并采用醇烴化技術(shù)替代銅洗工藝等。

　　據(jù)介紹，河南某氮肥生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)35萬(wàn)噸合成氨、60萬(wàn)噸尿素、30萬(wàn)噸復(fù)合肥、10萬(wàn)噸甲醇，投資1037萬(wàn)元建設(shè)了污水治理工程。項(xiàng)目實(shí)施后，每年減排廢水30萬(wàn)噸、氨氮298噸、COD490噸，年節(jié)約新鮮水60萬(wàn)噸，水循環(huán)利用率大于98％，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益150余萬(wàn)元。目前，這家企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)廢水排放僅剩反滲透膜分離濃水、生活污水及部分循環(huán)冷卻水。經(jīng)過(guò)終端處理后，總排口主要污染因子COD、氨氮濃度分別控制在70mg/L、20mg/L以下，均低于新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于現(xiàn)有企業(yè)的限值要求。