化工工藝中節能降耗技術的應用

王宇(蘭州石化職業技術大學，甘肅 蘭州 730060)

0 引言

從化工企業健康持續穩定發展的角度來看，提高化工工藝節能降耗水平，降低能源消耗是化工工藝進步發展的主要趨勢。在具體實踐中，可以通過優化結構、科學管理以及引入新技術等策略，提高資源利用率，避免能源的損失和浪費，從而實現效益最大化。

1 化工工藝節能降耗現狀

化工行業作為我國經濟的支柱型產業，在為國家創造了巨大經濟效益的同時，也帶來非常嚴重的資源浪費與環境污染問題，尤其是在化工生產中會產生大量的污染廢棄物，這些物質會對環境以及人類身體健康帶來很多不利影響。在倡導可持續發展的今天，化工行業能源浪費問題受到了廣泛關注，并且能源危機越發嚴重，實現化工工藝的節能降耗，已經成為化工生產行業未來的發展的必然趨勢[1]。

但是，目前化工工藝中還存在如下問題：化工企業生產技術人員缺乏，節能降耗工作得不到關注，在生產中節能降耗意識得不到落實，能源浪費問題嚴重；在化工工藝不斷升級的過程中，過去的一些機械設備無法滿足現代化的生產需求，尤其是使用時間比較長、并且缺乏維護的設備，在工藝生產過程中耗能巨大。

在化工工藝生產中能源耗損大、資源浪費嚴重是最突出的問題，從理論出發，并不存在某一種技術能夠完全避免耗損，我們也可以理解為化工生產中不可避免會產生能源耗損，引入節能降耗技術的目的，是最大限度降低耗損，可以將一些耗損的能源轉化為能量，實現能源的循環再利用；節能降耗技術的應用，還能夠規范生產操作，避免資源的進一步浪費；節能降耗技術還能夠減少污染物排放量，化工生產中會排放很多不可降解的污染物質，這些污染物質對人體會產生巨大傷害，也會對周圍環境與人類健康帶來不良影響。

2 化工生產節能降耗存在的主要問題

2.1 節能降耗的意識不強

從現階段化工企業的生產情況來看，雖然一部分企業開始引入節能降耗技術，但是，很多部門人員并沒有充分認識到節能降耗技術的意義和重要性，在生產中節能降耗技術應用不徹底，節能降耗應用效果不理想；缺少完善的組織機構對節能降耗技術應用進行監督，缺乏專門的節能降耗監督人員與技術人員，生產中過渡關注經濟效益，忽視環境效益與能源效益，這些問題在很大程度上影響了節能降耗技術作用的發揮。

2.2 節能降耗的基礎不完善

從目前化工生產的實際情況來看，化工工藝中如果想要實現節能降耗，就必須要依靠相應的基礎設施作為支持，如果設備陳舊，或者沒有及時進行更新、維修、養護，那么就會影響節能降耗效果。目前，一部分企業所使用的儀器并不是最新的，與最新的儀器相比，節能效果會大打折扣，有的甚至無法達到節能降耗要求。專業的設備是化工生產節能降耗效果得以保障的基礎前提，設施、設備不先進、不完善，必然會影響節能降耗效果。

2.3 化工節能降耗工藝落后

化工工藝水平會直接影響節能降耗效果，想要達到節能降耗的目的，勢必要優化化工工藝。但是，從現階段化工生產中采用的工藝來看，還存在工藝水平不高、工藝不穩定等情況，這在很大程度上影響了節能降耗的效果，也不利于能源的可持續發展。

3 化工工藝中節能降耗技術的作用

上文對節能降耗技術、意義進行了分析，從中可以發現，節能降耗技術在我國化工行業可持續發展中發揮著非常巨大的作用，隨著節能降耗技術在化工工藝中的應用，化工生產中的能源消耗逐漸減少，能源循環利用情況也有所灌輸，節能降耗技術在化工工藝中的應用，作用顯著。

3.1 減少化工生產的能源消耗

在過去化工工藝生產中會消耗大量的能源，并且生產效率低下，這些問題的存在嚴重影響了化工行業的發展。在節能降耗技術引用之后，化工生產中的能源消耗量大大減少，同時，也提高了能源利用率。節能降耗技術還可以控制各種有害物質的排放，降低了污染，緩解了能源危機，為化工行業的可持續發展提供了有力支持[2]。

3.2 實現能源的循環利用

化工工藝中節能降耗技術的應用，促進了能源的循環利用。任何國家的發展都需要強度的物質基礎作為支持。我國物產豐富，能源豐盈，但是，由于地域廣闊，能源存在分布不均以及人均占有量少的問題，比如我國西、北、東部地區的煤炭資源比較多，但是油氣貧乏。化工行業具有一定特殊性，化工生產需要大量的能源供應，但是，從現階段耗能量的情況來看，化工行業耗能嚴重，不利于自身以及能源的可持續發展。節能降耗技術的應用，是我國能源持續發展的需求，也是化工生產行業穩定發展的需求，節能降耗技術在化工生產中的應用可以說是時代發展的必然結果，它大大緩解了能源大量消耗的問題，有利于可持續發展目標的實現。

4 節能降耗技術在化工工藝中的應用

4.1 有效應用節能設備

4.1.1 熱管換熱器應用

熱管換熱器是一種比較常見的節能設備，并且節能效果顯著。熱管換熱器具有良好的導熱性質，熱傳遞是通過全封閉真空管內工質的蒸發與凝結實現的，因此，熱管具有良好等溫性，還能夠根據實際情況進行傳熱面積的靈活調節，也因此可以實現遠端傳熱。另外，材質不同，熱管的耐高溫性與抗氧化能力也不同，受到材質的限制，可以通過加入陶瓷換熱器的方式彌補這個問題。在經過一段時間的使用之后，熱管換熱器會積累一定量的灰塵，進而出現堵灰的問題，解決這個問題，要在事前進行受熱面積調節。如果生產中出現腐蝕性氣體，則可以通過調整管壁溫度避免腐蝕情況。

4.1.2 蓄熱器應用

蓄熱器一般在工業鍋爐中應用比較多，它的功能是在將儲存和回收熱量，這些熱量被儲存起來，在生產需要的時候這些能量會釋放，進而實現循環利用，以此達到降低能耗的目的。以鍋爐工作為例，鍋爐工作會出現氣量波動，氣壓會因此受到影響，還可能出現水位浮動的情況，在這樣的情況下，就會給鍋爐的操作帶來難度，也會導致燃燒效率的降低。針對上述情況可以采取蓄熱器，就能夠使鍋爐工作更加穩定，也可以有效降低其負荷，使鍋爐更好的運行，提高鍋爐的工作效率，最終達到節約能源的目的[3]。

從類型上分析，蓄熱器包括兩種，分別是定壓式蓄熱器、變壓式蓄熱器。前者是一種比較常見的蓄熱器，并且運行穩定，在用汽量比鍋爐蒸發量低的時候，多余的蒸汽就會用于加熱給水，之后給水轉變為飽和水儲存在大鍋爐中，相對來說給水蓄熱器根據實用性，與小鍋爐、大型鍋爐溫度比較高，其蓄熱能力也會下降，此時壓力受到影響，也就是說熱量的增加或者減少，都會引發壓力的變化，鍋爐蒸發量比蒸汽量大的時候，多余的蒸汽進入到蓄熱器中對飽和水進行加熱，飽和水加熱之后就會出現水汽凝結，水汽凝結之后蓄熱器內部就會出現壓力上升的情況；反之，蓄熱器內部壓力會增加，壓力增加會導致沸點降低，這樣一來蓄熱器內部水就會沸騰，沸騰產生的水蒸氣會向鍋爐提供能量，鍋爐負荷保持不變。自動閥門會進行氣壓控制，從而保持蓄熱器與鍋爐壓力的常態。

4.1.3 熱泵應用

作為一種新型的能源技術，熱泵技術在我國很多領域得到了普及和應用，其主要功能是可以實現低位熱源向高位熱源傳導，并且可以從自然界中獲取熱能，獲取之后的熱能會用語電力做功，進而實現能量轉化，滿足生產需求。通常來說，采用COP性能指數對熱泵性能進行評價，大多數熱泵制冷系數會保持在3～4之間，也就是說熱泵可以將自身能量的3～4倍的熱能進行傳導，這種熱傳導是從低溫物體向高溫物體傳遞的，這樣的裝置就是一種能量提升裝置，使用會消耗電能，但是，轉換提取的能力卻遠遠高于電能的消耗，因此，其效益還是十分顯著的。

4.2 加強催化技術使用

催化劑是一種在化學反應中比較常見的物質，利用催化劑可以提升化學反應的活性，在規模化生產中使用催化劑，可以有效提高化學反應速率，還可以降低反應的條件，這樣一來，化學反應就可以在低壓條件進行，這樣的反應耗能低，但是反應效果不變，因此，能夠達到一定的節能目的。

4.3 加強工藝自動化控制

實現化工生產自動化，是化工行業發展的必然結果，也是提高節能降耗效果的有效途徑。引入自動化設備，可以大大降低能源消耗，以此保持工藝生產的穩定性、安全性、可靠性。比如，將PLC應用于實際化工工藝控制中，可以實現生產自動化。PLC也就是可編程邏輯控制器，其本質就是儲存器，同時還可以進行邏輯計算、編程與順序控制，可以根據實際情況對生產過程進行靈活調控。PLC系統通過數據采集對相關工作進行控制，系統模塊會對采集的數據進行分析和轉化，分析數據的準確性高，能夠為生產中的節能降耗提供有力支持。另外，系統能夠對數據進行自動掃描，結合相關的圖標、文字對數據進行綜合性分析，最終工作人員通過數據分析結果，就可以對設備進行相應的調節，已達到降低耗能的目的。工藝順序控制可以對可選功能組級進行獨立開啟，或者關閉，這樣可以滿足單項控制需求，一旦其中一個環節出現問題，不會影響其他環節的工作，這樣可以達到降低耗能的目的。PLC中斷、關閉或者停止信號，以保證程序的開啟或者關閉，自動化控制技術的應用大大提升了系統運行效率和穩定性，自動化生產也提高了操作準確性，避免了很多人為的操作，以降低能源消耗[4]。

4.4 控制生產動力損耗

生產就會出現動力耗損，而想要更好的達到節能降耗的目的，有效控制生產動力耗損也是非常必要的。比如：在生產線上鍵入變頻、調速裝置，實現速度的靈活調整，這樣即可以避免很多不必要的動力耗損。另外，引入節能變頻技術，通過調整速度頻率，可以避免設備一直在處于工頻狀態運作，這樣電量的消耗就得到了有效控制。想要更好的稻城節能降耗的目的，還可以對供熱系統進行改良，通過采取組合裝置的方式對系統進行優化和改善，這樣系統的冷熱能源轉化效率就會大大提升，最終達到滿足節能降耗的目的，還可以對余熱進行回收。傳統工藝生產工藝會消耗大量的余熱，從而造成嚴重的能源浪費，而采用特殊裝置對余熱進行回收，就可以實現能源的回收再利用，進而達到節約成本和能源的目的。

4.5 對化工工藝生產管理進行完善

化工工藝中想要真正實現節能降耗，必然需要各種專業設備的支持，同時，還需要配合相應的生產管理，這樣才能夠保障節能降耗的目的。但是，由于化工生產涉及眾多環節、生產規模大，因此，流程比較多，這也在一定程度上增加了能源耗損。管理部門以及相關人員要從生產環境入手，通過改變生產環境、生產條件等外界因素，為化工工藝生產提供更好的條件，從而減少其耗能。另外，管理部門要加大技能降耗控制的重視力度，通過構建專門的監督管理機構，在生產中進行生產操作進行嚴格管控，避免由于操作不規范導致的能源浪費。同時，進行組織化、合理化管理，預防設備出現高負荷生產，定期進行設備維修和養護，使其可以穩定、高效率運行，進而減少能源的消耗。

5 結語

化工行業的日漸繁榮，在很大程度上推動了社會經濟的發展，但在取得相關經濟效益的同時，能源消耗與環境污染問題也不容忽視。近些年，我國能源日漸匱乏、環境污染日漸嚴重，為了能夠促進社會、能源的和諧發展，化工行業生產中必須要大力投入節能降耗技術，通過優化設備、加強管理、提升工藝等策略，確保化工生產的安全性、可靠性，減少化工生產環節出現故障的幾率，最大限度節約能源，降低成本，為中國可持續發展戰略的實施提供支持。