化工工藝中的節(jié)能措施分析

郭建強(qiáng)

（山西省化工設(shè)計(jì)院，山西 太原 030024）

引 言

新的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略一直在實(shí)行，同樣也適用于化工企業(yè)。節(jié)能是一種不斷發(fā)展的手段，也是我國的重大發(fā)展戰(zhàn)略。在化學(xué)工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源和降低能耗是很重要的，企業(yè)通過先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，新興的化學(xué)工藝都可以節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的利益最大化。同時(shí)，我國面臨的能源問題不容樂觀，要想解決能源問題，不僅僅是開發(fā)資源，也要進(jìn)行節(jié)能?；瘜W(xué)工業(yè)中能源集中、消耗巨大，因此成為人們關(guān)心節(jié)能減排的主要方面［1-3］。

1 化工工藝中節(jié)能的必要性

首先，隨著我國生產(chǎn)目標(biāo)的提升，能源的消耗變得日益巨大，只有足夠的能源才能實(shí)現(xiàn)國家的發(fā)展。但是，我國的能源有限，尤其是一些不可再生能源面臨著短缺問題，給我國的發(fā)展帶來巨大的挑戰(zhàn)。因此，化學(xué)工業(yè)只有實(shí)現(xiàn)化工工藝的節(jié)能，減少能源的消耗，才能可持續(xù)發(fā)展。其次，節(jié)能可以給企業(yè)帶來巨大的利潤?；瘜W(xué)工業(yè)中都是高耗能的產(chǎn)業(yè)，減少耗能，以最小的能耗生產(chǎn)出質(zhì)量好的產(chǎn)品，才能提高化學(xué)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，讓企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中獲得利潤，立于不敗之地。最后，我國的環(huán)境問題不容樂觀。我國一直都在號(hào)召節(jié)能減排，作為我國高耗能的化學(xué)工業(yè)，必須也要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，減少資源浪費(fèi)，增加廢物的再利用。

2 化工工藝中的能耗

化工工藝中的能耗有2個(gè)方面，第一，大型的機(jī)械化作業(yè)，使得能耗必須保證機(jī)械的動(dòng)力，必須有一個(gè)最小的動(dòng)力，但很多能耗又是無法進(jìn)行控制的，很多生產(chǎn)工藝步驟都沒有實(shí)現(xiàn)節(jié)能措施。第二，在化工生產(chǎn)中，人為的操作是常見的，若操作不規(guī)范就會(huì)導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。而且，化工生產(chǎn)的工藝不完善、不合理，也會(huì)導(dǎo)致能源額外損耗。對(duì)于這種損耗，可以通過加強(qiáng)化工人員的專業(yè)素質(zhì)和提高生產(chǎn)工藝來進(jìn)行節(jié)能。

3 化工工藝中的節(jié)能措施

3.1 采用先進(jìn)的節(jié)能裝置和設(shè)備

目前，比較好的節(jié)能裝置和設(shè)備有很多種，常用的有熱管換熱器、熱泵、蓄熱器、變壓吸附、膜技術(shù)等。這些裝置和技術(shù)可以讓能量傳遞得更有效，減少能量損失。熱泵的功能就是讓熱量從高溫物體向低溫物體傳遞，如果熱泵使用得當(dāng)，就可以把低能熱量轉(zhuǎn)化為高能熱量，變廢為寶，提高能量的利用率，節(jié)省資源。蓄熱器是儲(chǔ)存能量的容器，主要用于鍋爐和其他容器的熱量傳遞過程中，在用戶用汽量少的情況下，開啟蓄熱器，把多余的熱量進(jìn)行儲(chǔ)存，等到用戶用汽量大的時(shí)候，把蓄熱器中的熱汽釋放出去供用戶使用。這樣，既能減少熱量的浪費(fèi)，也能幫助調(diào)節(jié)用汽高低峰的用汽量。蓄熱器可以調(diào)節(jié)用汽平衡。根據(jù)壓力變化，蓄熱器可以分為變壓式和定壓式。蓄熱器主體是鋼材料的圓筒，有良好的保溫效果，在主體內(nèi)裝有蒸汽分配管、蒸汽噴嘴和水流循環(huán)筒。還有一種設(shè)備叫熱管換熱器。熱管換熱器中有多根熱管，利用介質(zhì)進(jìn)行傳熱。介質(zhì)在密閉的熱管中不斷地進(jìn)行蒸發(fā)和凝結(jié)，進(jìn)行傳導(dǎo)熱量。多根熱管可以實(shí)現(xiàn)能力強(qiáng)的導(dǎo)熱，也能傳遞較大的熱量。熱管換熱器進(jìn)行的是冷熱不接觸的換熱。變壓吸附是一種氣體分離技術(shù)，利用吸附劑對(duì)不同氣體有不同吸附能力的特性進(jìn)行氣體分離。這種變壓吸附可以在較大壓力范圍內(nèi)進(jìn)行，吸附的氣源范圍很廣，產(chǎn)品的純度很高，而且工藝很簡(jiǎn)單，有很好的節(jié)能效果。吸附技術(shù)可以很好地從合成氨中放氣，從煤氣中回收氫氣，從混合氣中提純一氧化碳，也可以進(jìn)行脫碳和甲烷凈化。

3.2 完善工藝技術(shù)

首先，要降低反應(yīng)外部的壓力，通過精確的計(jì)算來確定反應(yīng)生成的外部壓力大小，降低運(yùn)行電機(jī)的耗能，有效節(jié)能降耗，促進(jìn)生產(chǎn)。其次，要優(yōu)化控制反應(yīng)溫度，在反應(yīng)物的反應(yīng)環(huán)境確定的情況下，要對(duì)吸熱反應(yīng)的具體溫度進(jìn)行優(yōu)化控制，讓吸熱反應(yīng)溫度降到最低，降低熱量消耗，提高能量的利用率。最后，要進(jìn)行副反應(yīng)的抑制。為了提升化學(xué)反應(yīng)的效率，提高轉(zhuǎn)化率，就要對(duì)化學(xué)過程的副反應(yīng)進(jìn)行抑制，降低能耗。

3.3 實(shí)現(xiàn)余熱高效回收

化工工藝中有很多的余熱排放，造成能源浪費(fèi)。作為二次能源的余熱，有很大利用空間。余熱的最大功能就是可以產(chǎn)生蒸汽，將高溫的余熱回收，可以用于預(yù)熱材料。前面提到的先進(jìn)設(shè)備，比如熱管和熱泵等，就是回收余熱的很好裝置，這些設(shè)備和技術(shù)大大加強(qiáng)了余熱的再利用。

3.4 選用高效的設(shè)備和材料以及催化劑

化工工藝能量的轉(zhuǎn)化都是通過設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，要選用效率高的傳熱設(shè)備和新型的絕熱材料，絕熱層的厚度也要選擇合適。催化劑也是化工工藝中重要物料，提高催化劑的活性可以加快反應(yīng)速率，提高反應(yīng)效率，減少反應(yīng)副產(chǎn)物，不但節(jié)約能源，而且降低了分離過程的負(fù)荷和能耗。

4 結(jié)束語

化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，煤、石油和天然氣不僅僅是能源，而且是很好的原料，減少化工原料的使用，也就是降低了成本。通過使用先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)余熱高效回收，完善生產(chǎn)管理制度，實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用，就能提高化工企業(yè)生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 楊健，汪蘭英.化工工藝中常見的節(jié)能降耗技術(shù)措施［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（19）：27.

［2］ 陳寶民.降低燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)工藝能耗新技術(shù)［J］.有色金屬工業(yè)，2005（1）：74-75.

［3］ 惠少南.降低鎳精煉工序與工藝能耗的措施及方向［J］.有色冶金節(jié)能，1994（1）：7-10.