化工工藝及典型化工設(shè)備節(jié)能途徑

趙 靜（中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌330000）

化工工藝及典型化工設(shè)備節(jié)能途徑

趙 靜（中國瑞林工程技術(shù)有限公司，江西南昌330000）

在經(jīng)濟(jì)與科技不斷發(fā)展的影響下，逐漸提高了對化工工藝的需求，尤其是在建設(shè)社會(huì)主義節(jié)約型社會(huì)的今天，強(qiáng)化化工工藝及典型化工設(shè)備節(jié)能能力，已經(jīng)成為現(xiàn)階段最重要的問題，因此，本文將從化工工藝節(jié)能降耗的必要性入手，結(jié)合化工工藝及典型化工節(jié)能裝置，重點(diǎn)研究化工工藝及典型化工設(shè)備節(jié)能途徑。

化工工藝；典型化工設(shè)備；節(jié)能途徑

前言

盡管我國地大物博，擁有較多資源，但依然受能源短缺困擾，這就需要重視節(jié)能，充分利用能源，做好化工工藝及典型化工設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。通過研究發(fā)現(xiàn)，我國化工工藝上所使用的設(shè)備，能源利用率僅為32.5%，用熱設(shè)備的能源利用率僅為54.5%，無論是哪種設(shè)備對于能源利用率并不充分，但在某種程度上也反映出，我國化工企業(yè)依然有較大節(jié)能空間。因此，有必要對化工工藝及典型化工節(jié)能途徑展開研究。

1 化工工藝節(jié)能降耗的必要性

之所以要做好化工工藝節(jié)能降耗，主要在于以下幾方面：①在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的影響下，化工企業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就要在生產(chǎn)中重視能源充分利用，然而，我國化工企業(yè)卻出現(xiàn)了能源短缺問題，影響了化學(xué)工作的進(jìn)一步發(fā)展。但化工企業(yè)又離開化工原料，所以，在實(shí)際利用中就要重視能源生產(chǎn)，只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，進(jìn)而提升化工工藝生產(chǎn)效率[1]。②有效減少能源浪費(fèi)，隨著化工工藝及典型化工設(shè)備節(jié)能降耗的實(shí)現(xiàn)，不僅可以降低化工成本，還能防止80%的化工能源浪費(fèi)，這也是促進(jìn)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長的有效方式。③保護(hù)生態(tài)環(huán)境，在化工工藝與典型化工設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)能以后，因化工產(chǎn)生的二氧化硫等污染物會(huì)大大減少，同時(shí)也可以有效避免分成等污染物的產(chǎn)生，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

2 化工工藝節(jié)能途徑

2.1 改變反應(yīng)工藝條件

降低工藝能耗：①降低反應(yīng)壓力，從而抑制輸送反應(yīng)物機(jī)泵能耗、尤其是明顯降低氣態(tài)反應(yīng)物的壓縮功耗。②降低吸熱反應(yīng)溫度，從而降低供熱溫位。③提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，抑制副反應(yīng)，從而減少反應(yīng)能耗和產(chǎn)品分離能耗。

2.2 提高催化劑的活性

催化劑是化工生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能的關(guān)鍵物質(zhì)，一種新的催化劑可以形成一種新的更有效工藝過程，使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率大幅提高，溫度壓力條件下降，單位產(chǎn)品能耗降低；另外通過提高催化劑的選擇性，減少了副產(chǎn)物，既節(jié)約原料消耗，又降低了分離過程的負(fù)荷和能耗。

2.3 加強(qiáng)余熱回收

在化工過程中總會(huì)有余熱的排放，余熱亦為二次能源，它是一次能源在轉(zhuǎn)化中的產(chǎn)物，又是化工生產(chǎn)可被直接利用的能量，如將高溫反應(yīng)余熱回收用于產(chǎn)生蒸汽供發(fā)電等工藝使用，或?qū)⒌蜏匚挥酂嵊糜陬A(yù)熱工藝物料。低溫?zé)峄厥諏⒊蔀閷頍峄厥盏闹攸c(diǎn)。

2.4 氣體回收利用

整個(gè)化工生產(chǎn)過程會(huì)生產(chǎn)出中間氣體及尾氣，通過氣體回收，既減少了有毒有害氣體的排放，又降低了原料能耗。

3 化工工藝及典型化工節(jié)能裝置

在化工企業(yè)中常見的節(jié)能裝置主要有以下幾種：

（1）熱管換熱器（詳見圖1），利用該裝置主要是將熱流體與冷流體區(qū)分開來，如果在利用中某個(gè)熱管發(fā)生故障也不會(huì)影響其他部分運(yùn)行，即便是在易燃易爆區(qū)域使用也可以。再加上在該裝置被應(yīng)用以后，冷熱流體逆流換熱也可實(shí)現(xiàn)，且具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

圖1 熱管換熱器結(jié)構(gòu)圖

（2）熱泵，熱泵主要是消費(fèi)自身能量，且將周圍能源匯集在一起，然后經(jīng)過傳熱循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)加溫，這樣一來就可以將冷凝器中的熱量釋放出去，并傳遞到儲(chǔ)水箱中，然后再在膨脹閥的作用下回到蒸發(fā)器中，這樣就實(shí)現(xiàn)了節(jié)能[2]。

（3）蓄熱器，它主要是在工業(yè)鍋爐中存儲(chǔ)一定熱量，并在需要的時(shí)候釋放熱量，同時(shí)該裝置能夠有效穩(wěn)定過濾能力，強(qiáng)化鍋爐燃燒能力，能源利用率也會(huì)隨之提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在蓄熱器應(yīng)用以后，化工企業(yè)每年至少可以節(jié)省12萬元。

4 化工工藝及典型化工設(shè)備節(jié)能途徑

4.1 優(yōu)化設(shè)備，減少損失

對于化工企業(yè)來說，其工藝及典型化工設(shè)備的主要工作是分離提純產(chǎn)品，但卻經(jīng)常會(huì)遇到在提純中能源損失過多的情況，這就需要聯(lián)系實(shí)際情況選擇具有節(jié)能作用的化工設(shè)備，只有這樣才能最大程度的減少能量損耗，如在實(shí)際工作中，可以適當(dāng)優(yōu)化精餾塔工作壓力，這樣就可以有效強(qiáng)化回流比，同時(shí)也可以通過熱泵蒸餾的方式減少分離能源損耗。此外，也可以通過降低反應(yīng)壓力的方式實(shí)現(xiàn)壓縮，這樣既能降低吸熱反應(yīng)溫度，還能降低供熱溫位，進(jìn)而降低副反應(yīng)發(fā)生幾率，這也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有效措施。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能，可以將高效填料應(yīng)用到設(shè)備設(shè)計(jì)中，尤其是注意具有良好絕熱材料的應(yīng)用，并運(yùn)用最新生產(chǎn)方式，只有這樣才能有效提升設(shè)備效率，最大程度的減少能源損失。

4.2 回收反應(yīng)預(yù)熱裝置

在化工企業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生余熱，而這些余熱實(shí)際上就是二次能源的一種。一般來講，在化工生產(chǎn)技術(shù)中，在第一次能源轉(zhuǎn)化以后可以釋放出75%的熱情，并直接被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，但剩余的沒有被利用的25%余熱，如果不并利用就會(huì)被浪費(fèi)，化工企業(yè)投入成本也會(huì)增多，因此，這就需要安裝回收反應(yīng)預(yù)熱裝置，將余熱利用起來，減少能源浪費(fèi)。現(xiàn)階段，應(yīng)用最多的反應(yīng)預(yù)熱裝置就是熱管泵技術(shù)，該技術(shù)的利用可以有效增強(qiáng)余熱回收能力，之所以利用該技術(shù)主要是由于它的體積相對緊湊，壓力很小，且具有良好的控制露點(diǎn)腐蝕作用，尤其適合在合成氨工業(yè)、硫酸工業(yè)等化工工業(yè)中運(yùn)用，通過研究發(fā)現(xiàn)，將該技術(shù)應(yīng)用到合成氨工業(yè)中，能源利用率至少可以提升37.5%，在硫酸工業(yè)中運(yùn)用，能源利用率則可以提升4.9%。總的來說，熱管泵技術(shù)的運(yùn)用可以有效提高能源利用率，化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)隨之提升。

4.3 強(qiáng)化管理能力

對于化工企業(yè)來說，要實(shí)現(xiàn)化工工藝與典型化工設(shè)備的節(jié)能，還要有良好的管理能力做基礎(chǔ)。良好的管理不僅可以優(yōu)化工藝流程，還能最大程度的減少能源損耗，所以，化工企業(yè)應(yīng)選擇管理能力強(qiáng)、懂得化工生產(chǎn)流程、具有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任管理工作，確保化工管理工作正常開展，只有這樣才能更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)，保證所有節(jié)能制度落到實(shí)處。為真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能，化工企業(yè)應(yīng)明令禁止超負(fù)荷設(shè)備的使用，并做好品位分類，調(diào)整好各個(gè)流程，采用合適的管理方式，明確設(shè)備維護(hù)機(jī)制，將所有管理工作落實(shí)到具體人員身上，進(jìn)而強(qiáng)化管理作用[3]。

4.4 強(qiáng)化催化劑活性

催化劑是化工企業(yè)常用的物質(zhì)，在催化劑被應(yīng)用以后，可以有效加強(qiáng)或減緩化學(xué)反應(yīng)，所以，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，就要強(qiáng)化催化劑活性，利用高活性催化劑減少原料的使用，如日本某企業(yè)為強(qiáng)化汽車廢氣處理能力，應(yīng)用了氧化鋁催化劑，隨著該催化劑的運(yùn)用快速、徹底的清除存在于汽油中的雜質(zhì)，提高了汽油純凈度，該款汽車所排放的尾氣中基本不帶有二氧化硫等有害氣體，有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境不受污染，可見，在化工工藝與典型化工設(shè)備中運(yùn)用高活性催化劑可以有效減少工藝能耗，因此，應(yīng)不斷加大催化劑活性，并研制新型催化劑。

5 結(jié)束語

現(xiàn)階段，我國正處于社會(huì)主義節(jié)約社會(huì)建設(shè)時(shí)期，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，就要從化工工藝及典型化工設(shè)備入手，提高化工處理技術(shù)，強(qiáng)化節(jié)能裝置，注意先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用，加強(qiáng)與化工企業(yè)實(shí)際情況的聯(lián)系，不斷提高設(shè)備節(jié)能效果。應(yīng)用一定的反應(yīng)預(yù)熱裝置，提高管理能力，應(yīng)用高活性催化劑，注重環(huán)保性的考慮，只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能，加強(qiáng)對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，進(jìn)而促進(jìn)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長。

[1]虞正鵬.提升化工工藝節(jié)能降耗的途徑探析[J].河南科技，2013，09：154.

[2]孔東波，邵俊華，羅傳軍.化工工藝中的節(jié)能措施研究[J].科技致富向?qū)В?012，30：330+318.

[3]郝石杰.提升化工工藝節(jié)能降耗的途徑探析[J].化工管理，2015，19：154.

TQ083.4

A

2095-2066（2016）32-0263-02

2016-11-3

趙 靜（1984-），女，浙江杭州人，工程師，本科，從事化工工藝工作。