化工工藝與化工設備的適應性設計

李 霞

（常州海鷗化工設計研究院有限公司，江蘇常州 213000）

新時代的市場經濟環境，為各個行業的轉型和發展帶來了新契機。化工行業是我國經濟發展的支柱型產業，必須保持良好發展的態勢。但在化工工業生產的過程中，需要高度關注資源能源利用問題和環境污染問題，因此必須綜合考慮化工工藝的適宜性和化工設備的先進性。化工生產過程中的質量問題，產品本身和設備運行的安全隱患，都需要引起化工設計人員的重視，需要根據化工生產作業的實際需求，提出有針對性的設計方法，通過強化化工工藝與化工設備之間的適應性，促進化工生產作業有序進行，為化工行業帶來良好的經濟效益和社會效益。

1 做好化工工藝和化工設備之間適應性設計的重要意義

對于化工設備來說，它需要在實際的化學生產過程中，突出設備的作用，并借助外界環境形勢，來保障化學反應的穩定性，提高化學反應的安全系數。通過對化工設備類型的分析，可以把化工設備分為靜止機械和動態控制兩種基本類型[1]。對于化工生產作業來說，它需要在化工設備的作用下，為其提供外界方面的支持，通過專業處理設備的做功，促進化學反應的逐步運行。通過對化學生產作業的工藝進行分析，可以看出它是一個包括了元素、技術以及方法等多方面內容的系統工程，在對裝備、材料進行全面整合的基礎上，借助化學反應形式，來完成對普通原材料的質變反應，突出化學用品的實用價值。對化學反應過程進行分析可以看出，在整個反應過程中，所需用的外界條件因素具有多樣性，包括原材料的準備、合理設置反應方式，并且需要借助外界設備因素的支持作用。

1.1 降低環境污染

在社會經濟的發展過程中，化工工業起到了重要的支撐作用。化工工業不僅具有高耗能的特性，而且還存在高排放、高污染。社會經濟的發展，離不開化工工業，但必須要遵循可持續發展的模式，因此就必須要在綠色生產和環保發展理念的指導下，以可持續發展為目的，對化工工藝進行優化改進，同時也需要對化工設備進行同步升級，以滿足工藝和設備的適應性要求，確保所形成的化學反應過程具備綠色化和高效性[2]。對于化工設備來說，應對生產過程中的有效產物進行妥善處理，采用綠色化的處理方式，在設備和工藝的緊密配合過程中，打造高效化的化工生產模式，并且可以提高產品的生產質量，使化工行業朝著環保化、低耗能以及綠色化的方向持續發展。

1.2 確保設備實用性

通過對傳統的化工工藝生產模式進行分析，導致存在效率低、污染排放高的一個主要原因，就是化工工藝和化工設備之間缺乏適應性，所以無法創造出高效率的化學生產過程，化工設備應用效果不佳，難以彰顯出工藝生產的實際效用。在對化工工藝和化工設備進行設計時，必須確保兩者之間的適應性，只有這樣才能在最大程度上彰顯出化工設備的實用價值，體現出化工工藝的可行性和先進性，并且可以在化工工藝中遵循安全性與穩定性的基本原則。對于化工企業來說，在針對化工工藝和化工設備進行設計時，遵循適宜性的基本設計原則，不僅能夠滿足生產工藝、安全等基本要求，還可以在符合生產需求的基礎上，進一步促進經濟效益的提升。

2 在化工工藝與化工設備適應性設計中需要遵循的基本理念

2.1 綠色環保理念

在針對化工工藝與化工設備進行適應性設計時，首先要求設計人員具備綠色化與環保化的設計理念，并在此類設計思想的指導下，結合化工生產過程展開分析，從而采取有效措施解決噪聲等環境污染問題。產生噪聲污染問題的主要原因是由于化工設備在運行的過程中，出現了較大的震動作用所導致。為此，在針對工藝和設備適應性進行設計的過程中，應結合綠色化與環保化的設計要求，采取有針對性的控制措施，完善并優化設計方式，對化工生產階段所產生的噪聲污染做到全面管控，提高化工產品的綠色生產水平，并朝著環保化的方向轉型。

2.2 耐用性設計原則

進行化工工藝和設備的適應性設計，就要對傳統的設計思想進行改善，設計人員應具備耐用性設計理念，將其融入到適應性方案的設計過程中。除此之外，還需要充分發揮化工材料的使用效果，并在充足的基礎設施支撐作用下，延長相關材料和基礎設施的使用周期，保障化工設備耐用性，提升化工材料的實用價值，為后續的設備維修作業提供便利性支持，促進養護工作有序進行。

2.3 安全性設計原則

對于化工企業來說，在實際的生產過程中，所接觸的化學物質具有多樣性，且毒性相對較強，部分化學物質還具備腐蝕特性。若化學物質長期處于高壓、高溫的環境條件時，則為安全隱患問題的發生提供了可能性[3]。為此，在化工工藝與化工設備適應性設計過程中，需要將安全性等基本原則作為首要設計理念，在此類安全思想的指導下，提出有效控制措施，加大對化工產品生產環境、溫度的控制力度，保障產品制造流程具備規范性。基于嚴格要求，加大對材料和設備質量的管控力度，確保化工企業生產作業安全系數得以提升。

3 保持化工工業與化工設備適應性設計的相關策略

3.1 優化工藝參數

在化工生產作業中，工藝參數的設計非常重要，它屬于化工工藝中的必要條件，基于準確的參數指標，能夠使化工設備持續處于正常運行狀態。在實際生產作業中，所涉及的工藝參數具有多樣性，需要提出有針對性的優化措施，保障工藝參數優化的合理性，確保設備性能得以正常發揮，并在后續的運行過程中，確保工藝設備的穩定性。與此同時，還需要派遣專業工作人員，使其能夠對不同類型的工藝參數進行整合，提出合理化的管控措施，從整體的化工生產作業流程出發，基于全方位的角度，加大對工藝參數的監測力度。在物料的供應過程中，同樣需要對工藝適應性提出嚴格要求，使其符合物料在運行階段的需求，提出合理化的調控措施，保障參數設置的適宜性，基于合適的物料反應速度，在管控反應快慢的基礎上，站在全面化的角度，有效控制整體生產過程。在優化工藝參數的過程中，需要站在多個不同的角度，對相關設計內容進行綜合考慮，從溫度和壓力等多個層面，突出工藝參數設計的全面性與重要性。在設計工藝參數時，還需要綜合考慮化工設備所能夠承受的能力，保證工藝參數設計的適應性。

3.2 化工設備結構防腐設計

在化工生產作業的實施過程中，對于大多數化工產品來說，在生產階段通常需要涉及高溫和高壓等基礎條件。在處于高溫和高壓的狀態下時，化學原材料的活躍程度相對較強，為化學反應的產生提供了可能性[4]。為了避免活躍性所帶來的危險因素，還應采取系統化的安全防護措施，保證人員的安全。在生產過程中，應對化工設備的性能、質量提出較高的要求，由于涉及的運行環境具有特殊性質，應確保設備能夠持續處于穩定、高效地運轉狀態，并且可以承受由高壓和高溫所帶來的影響。除此之外，還應確保設備的耐腐蝕性能符合規定要求，在適應性設計作業中，應對化工設備結構的防腐問題予以重點考慮。在化工生產作業中，不僅涵蓋了大量的工業設備，并且還具備相應的原材料等物質，在生產作業的前期準備環節，需要從多個方面出發，促進準備工作有效落實，并對設備結構的腐蝕設計予以優化并完善，使設備在運行過程中持續處于穩定狀態，以此來延長設備的使用周期，同步提升化工工藝與化工設備之間的適應性水平。化工生產作業需要具備創新性和持續性，期間所涉及的操作流程具有多樣性，需要將防腐作為基本要求。在化工工業中，燒堿發生器等設備較為常見，對于多數化工生產環節，都需要在燒堿發生器的作用下，促進相關化學反應的有序進行。為此，需要對燒堿發生器材料的本身條件進行考慮，避免其在使用過程中發生化學反應，對其他物質的化學反應造成不良影響。在開展燒堿發生器管控作業時，應對燒堿發生器的自身狀態進行全面檢查，從高溫、高壓以及耐腐蝕特性等環節出發，提出有針對性的腐蝕問題解決措施，避免對燒堿發生器的生產穩定性造成不良影響，減少過度損害等問題，降低燒堿發生器變形、裂縫等問題的發生概率，實現對爆炸等事故的有效規避。

3.3 完善節能環保設計

化工生產中產生的污染力度相對較大，容易造成嚴重的污染問題。對于傳統的化工生產作業來說，部分化工企業為達到節約成本預算的目的，實現經濟效益最大化的發展目標，在處理化工廢水和污水的過程中，通常會采用直接排放的形式，所以對周邊的生態自然環境帶來了嚴重的污染。在綠色發展理念不斷推進的過程中，各個行業都大力提倡可持續發展原則，并且對化工企業提出了嚴格要求，迫使其不得不朝著節能化、環保化的方向轉型。為了實現化工企業的可持續發展目標，化工企業需要從各項生產流程出發，讓綠色環保理念得以全面落實。對化工工藝與化工設備的適應性設計來說，需要對設備進行優化設計，基于環保化的基本要求，落實環保生產作業的開展，降低污染物和污染問題的產生概率。與此同時，還需要將綠色發展理念融入其中，在工藝設計階段，應促進前期準備工作有效落實，綜合考慮多方面的影響因素，從高溫、高壓等環境條件出發，確保化工生產作業穩定運行。比如在使用U型束彎管時，需要適當融入防震設計，確保管道在運行過程中的穩定性。在設計化工設備時，需要加大對設備材料篩選的管控力度，確保材料具備環保、節能等特性，并且具有優良的保溫性能，優化最終的傳熱和儲熱效果，可以在使用時減少熱量損失，進而實現節能效益[5]。通過對化工生產產生噪聲污染的主要原因分析，可以看出通常是由換熱管所導致，針對這個問題，就可以在設計中采取合理的調整措施，對換熱管的尺寸進行調整，以此來降低換熱管產生的噪聲幅度。

3.4 構建安全防護管理方案

在篩選化工工藝過程中，需要保證工藝篩選的合理性，并定期組織相關人員開展化工設備維護工作，將工藝篩選和設備維護作為首要目標，在安全性基本原則的指導下，促進防護工作有序進行，保證工藝和設備之間的適應性。為此，在設計過程中，需要充分強調防護管理方案制定的重要性，對化工產業的設備維護人員提出明確要求，使其能夠嚴格遵循安全性的基本原則，將安全性原則作為事故方案在制定階段的重點內容。在化工企業長久化的發展過程中，應對維護工作人員提出嚴格要求，使其能夠結合項目中所常用的化工設備，結合設備的運行特點進行綜合考慮，并加大對化工設備的管理力度，突出安全防護作業的實用價值，提高設備安全系數，降低安全隱患事故的發生概率，確保化工生產作業得以穩步運行。除此之外，在使用安全防護措施的過程中，應堅持專業化與規范化的基本要求，實現對專項資金的充分利用，將其應用于安全防護管理工作全過程中，促進安全防護作業穩步進行，以此來保證設備的穩定運行，為化工生產作業的開展提供助力支持。

3.5 耐用性設計

在化工生產作業中，涉及的化工設備類型具有多樣性，在使用階段容易出現問題，從而影響設備運行。例如：在設備接觸時，若產生摩擦作用，則會對設備的表面造成影響，破壞設備表面的完整性。若處于長期摩擦階段，則會降低設備的耐久性，無法實現高效化的設備運行目標，且整體的生產效率有所降低。為此，在化工設備的運行過程中，為了滿足長期化和穩定化的運行目標，并有效降低生產階段的設備運行成本，需要從設計階段入手，全面考慮對設備的運行條件，針對可能會影響設備運行的相關因素進行綜合考慮，從技術性的層面出發，對化工設備設計進行優化，提高設備在運行過程中的性能指標。除此之外，還需要從耐久性的角度出發，對化工設備設計進行優化，確保設備設計的合理性，使設備的使用周期得以延長。在化工設備投入使用的后期，磨損、腐蝕等問題可能會進一步加劇，都會在不同程度上形成破壞，所以在篩選化工設備材料時，應確保材料具備抗磨損和抗腐蝕的能力，保證設備在運行階段的長久性和穩定性，也能降低后續的維護維修成本。在設備后期的維護維修過程中，應對設備的零部件情況進行全面檢查，提出有針對性的優化改進措施，確保優化和改進方法的合理性，可以讓設備在完成維修后，繼續保持平衡可靠的運轉狀態。

4 結束語

要保證化工產業的長久化、持續化發展，就應實現對化工工藝和化工設備的綜合利用率，確保工藝和設備之間的適應性，使化工原料能在基于比較適宜的設備及環境條件下，按照既定的生產工藝完成質變的化學反應，并且在具備高安全、高質量、高效益的前提下，實現低排放和低污染。化工設計人員一定要對化工產業生產特點進行全面分析，從化工工藝和化工設備兩個層面出發，通過對工藝與設備的適應性設計，堅持安全化、環保化、綠色化的生產理念，打造高效化的設備利用模式，促進化工工藝的革新升級，提高化工產品生產作業的總體效率，減少對能源和資源的損耗，有效降低化工生產中對周邊生態自然環境所帶來的污染與危害，符合綠色持續發展理念。