PDF《氮肥生产环境、健康与安全指南》

氮肥生产环境、健康与安全指南

1 氮肥生产环境、健康与安全指南 前言 《环境、健康与安全指南》 (简称《EHS指南》 )是技术参考文件,其中包括优质国际工业 实践(GIIP)所采用的一般及具体行业的范例.

1 .如果有世界银行集团的一个或多个成员国参 与项目,则应根据这些成员各自政策和标准的要求执行《EHS指南》 .本《EHS指南》是针对具 体行业,应与《通用EHS指南》共同使用,后者提供的指南针对所有行业都可能存在的EHS问题.如果遇到复杂的项目,可能需要使用针对多个行业的指南.在以下网站可以找到针对各行 业的指南:http://www.ifc.org/ifcext/sustainability.nsf/Content/EnvironmentalGuidelines 《EHS 指南》所规定的指标和措施是通常认为在新设施中采用成本合理的现有技术就能实 现的指标和措施.在对现有设施应用《EHS 指南》时,可能需要制定具体针对该场所的指标, 并需规定适当的达标时间表. 在应用《EHS 指南》时,应根据每个项目确定的危险和风险灵活处理,其依据应当是环境 评估的结果,并应考虑到该场所的具体变量(例如东道国具体情况、环境的吸收能力)以及项目 的其他因素.具体技术建议是否适用应根据有资格和经验的人员提出的专业意见来决定. 如果东道国的规则不同于《EHS 指南》所规定的指标和措施,我们要求项目要达到两者中 要求较高的指标和措施.如果根据项目的具体情况认为适于采用与本《EHS 指南》所含规定相 比要求较低的指标和措施,则在针对该场所进行的环境评估中需要对提出的替代方案作出详尽 的论证.该论证应表明修改后的指标能够保护人类健康和环境. 适用性 氮肥生产环境、健康与安全(EHS)指南包括了氨基氮肥和混合型氮肥生产装置的相关信 息,其中氨基氮肥包括氨(NH3) 、尿素、硝酸(HNO3) 、硝酸铵、硝酸铵钙(CAN) 、硫酸铵, 混合型氮肥则包括尿素-硫酸铵(UAS)和硝酸铵脲(UAN)液体肥料(氮(N)含量为 28%、 30%或32%) . 本文件包含下列章节:

1 具体行业的影响与管理

1 定义是:熟练而有经验的专业人员在全球相似情况下进行同类活动时,按常理可预期其采用的专业技能、努力程度、谨慎程 度、预见性.熟练而有经验的专业人员在评估项目可采用的污染防控技术时可能遇到的情况包括(但不限于) :不同程度的环 境退化、不同程度的环境吸收能力、不同程度的财务和技术可行性. 氮肥生产环境、健康与安全指南

2 2 指标与监测

3 参考文献和其他资料来源 附录 A 行业活动的通用描述

1 具体行业的影响与管理 本章概述氮肥制造在操作阶段最严重的 EHS 问题,并提出如何对其进行管理的建议.关 于如何管理大多数大型工业活动建造阶段和报废阶段各种常见 EHS 影响的建议包含于《通用 EHS 指南》 . 1.1 环境 与氮肥生产相关的潜在环境问题如下: z 大气排放物 z 废水 z 危险物质 z 废弃物 z 噪声 大气排放物 氮肥生产装置的废气排放物主要包括:温室气体(GHGs 以二氧化碳和氮氧化物为代表) 、 其他气态无机化合物,以及颗粒排放物,其中造粒工艺产生的气体动力学直径小于

10 微米的 颗粒物(PM10)尤为重要. 《通用 EHS 指南》提供了装机容量不高于

50 兆瓦的小规模燃烧源的排放物控制指南等, 包括废气排放物的指南. 氨生产过程的工艺排放物 氨生产装置的工艺排放物主要包括天然气、氢气(H2) 、二氧化碳(CO2) 、氨气(NH3) 和一氧化碳(CO) .是否存在硫化氢(H2S)气体排放则取决于所使用的燃料.贮罐、阀门、 法兰和管道也可能发生氨的无组织排放,尤其是在运输和转移过程中,发生这种现象的可能性 更高.工艺失常或事故导致的非常规排放物中可能含有天然气、一氧化碳(CO) 、氢气(H2) 、 二氧化碳(CO2) 、挥发性有机物(VOCs) 、氮氧化物(NOx)和氨气. 排放物防控措施如下所述: z 采用合成氨气体吹扫技术回收氨和氢气,之后将初级转化炉残余物焚烧;

z 提高初级转化炉高温区废气停留时间;

z 收集容器或存储设备安全阀或压力控制装置的氨排放物, 并送到火炬或者湿式洗涤器处 理;

z 安装泄漏检测仪器来监测氨生产工艺和存储过程的无组织排放;

z 执行维护计划, 尤其是对阀杆和安全阀的密封处的填料函进行维护, 以减少和避免密封 氮肥生产环境、健康与安全指南

3 不严的情况. 从氨生产设备排放的二氧化碳形成高浓度的二氧化碳排放物. 将氨和尿素生产设备整合在 一起是比较理想的工艺,因为如果生产的氨用来转化为尿素的话,借此几乎可以把氨生产工艺 产生的二氧化碳完全消耗掉.此外,氮肥生产是一能量密集型工艺过程,尤其需要消耗大量化 石燃料所产生的能量, 因此这一工艺会产生大量的温室气体. 除了能源效率及节能方面的论述, 温室气体的管理措施,可参见《通用 EHS 指南》 . 尿素生产工艺排放物 尿素生产设备的工艺排放物主要由氨气和灰尘组成,罐体、阀门、法兰和管道也可能会产 生氨气的无组织排放.造粒塔和制粒机是尿素灰尘的主要排放源.最终的产品要制成颗粒状, 这一过程需要大量的冷却气体,冷却气体随后被排入大气. 废气排放防控措施推荐如下: z 以粗粒化(granular)产品取代小球状或粉状产品(prilled product) ,以减少灰尘排放;

z 以自然通风冷却的造粒塔取代强制通风冷却造粒塔;

z 洗涤后的废气经冷凝处理后再排入大气,并对回收得到的尿素溶液进行再处理;

1 z 使用集尘过滤器来防止转运点、 筛分器械和装袋机等产生的高含尘量气体的排放, 并与 尿素粉尘溶解系统配套使用,从而可以把尿素回用于生产工艺;

z 对超过规定规格的固态尿素产品采用热熔处理,从而把尿素回用于生产工艺;

z 在干燥的台面上收集溢出的固态尿素,并注意避免其表面沾湿;

z 将氨/尿素泵的安全阀/密封处及罐的通风口连接到火炬上. 硝酸生产过程的工艺排放物 硝酸生产设备产生的工艺排放物主要包括一氧化氮、 二氧化氮及酸吸收塔尾气中的氮氧化 物、一氧化二氮、酸贮罐填料释放的痕量硝酸雾和氨气. 氮氧化物排放防控建议如下: z 确保为氧化装置和吸引装置提供充足的空气;

z 确保高压条件,尤其是确保硝酸吸收柱的高压环境;

z 防止冷却-冷凝器和吸收器处于高温状态;

z 制定维护计划来防止设备带病运行, 如导致低压、 泄漏和装置生产效率降低的带病压缩 机或泵;

z 提高工艺中现有吸收塔的效率或者通过增设吸收塔来减少氮氧化物的释放;

2 z 应用催化还原工艺处理吸收塔尾气;

3 z 使用活性分子筛把一氧化氮催化氧化为二氧化氮, 并且选择性地吸收二氧化氮, 即通过

1 湿式洗涤器的灰尘去除效率可达 98%(见IPPC BREF(2006) ) .排放的气体中氨分压低时,会导致氨洗涤/回收效率降低. 酸化可以提高处理效率,所得氨溶液应回用于生产工艺.

2 可以通过增加吸收器塔板数目、提高吸收器操作压力、冷却吸收器中的弱酸液体等措施来提高吸收效率.

3 可将尾气加热至着火点温度,与燃气(如,天然气、氢气、石脑油、一氧化碳或者氨)混合,并使其通过催化床(如,五氧 化钒、铂、沸石) (IPPC BREF(2006) ) .在降低氮氧化物含量方面,催化还原可比扩浓度吸收取得更好的效果. 氮肥生产环境、健康与安全指南

4 加热使二氧化氮解吸并回送到吸收装置中;

1 z 安装使用强碱氢氧化物或碳酸盐、氨水、尿素、高锰酸钾,或者碱性化学品(比如使用 氢氧化钠、碳酸钠或其他强碱的碱式洗涤器)溶液的湿式洗涤器,把一氧化氮和二氧化 氮回收为硝酸或硝酸盐;

2 一氧化二氮排放防控措施推荐以下: z 安装选择性催化还原(SCR)装置,使其在

200 左右且装有不同催化剂(铂、五氧化 钒、沸石等)的环境中运行,或者使用非选择性催化还原(NSCR)装置.但是后种方 法不很常见;

z 在燃烧器中加装分解室, 增加气体在氧化反应器中的停留时间, 从而减少一氧化二氮的 产生;

3 z 在氧化反应器的高温区(800 和950 之间)使用选择性催化剂,去除N2O;

4 z 在终端尾气加热器和尾气涡轮间安装一个具有一氧化二氮和氮氧化物综合减排功能的 反应器.该反应器由

2 个催化剂层(铁沸石分子筛)组成,两层催化剂间以氨气作为填 充介质.5 正常操作的装置,其尾气不会导致酸雾的排放.吸收器出口气流中可能含有少量酸雾,在 其进入催化还原单元或者膨胀单元之前,应当使用分离器或者收集器将这部分酸雾去除. 硝酸铵和硝酸铵钙生产过程的工艺排放物 硝酸铵和硝酸铵钙生产工艺的排放物主要包括氨,以及中和器、蒸发器、造粒塔、制粒机、 干燥器和冷却器等产生的灰尘.贮罐和其他工艺设备也会产生氨的无组织排放. 排放物防控措施推荐如下: z 安装蒸汽液滴分离装置(例如,密制金属网、网孔去雾垫、波纹板分离器、纤维板分离 器(如聚四氟乙烯(PTFE)纤维) ) ;

或者洗涤装置(例如,填料柱、文丘里洗涤器、 淋降筛板) ,来减少中和器及蒸发器蒸汽中的氨或硝酸铵排放.6 联合使用液滴分离装置 和洗涤装置来去除硝酸铵颗粒排放物.游离态的铵使用硝酸中和;

z 采用气提或蒸汽气提技术处理和回用受污染的冷凝液 (在必要时, 向冷凝液中加入碱来 释放离子铵) ,或者也可采用蒸馏和膜分离工艺(如反渗透) ........