化工工藝中的新型節(jié)能降耗技術(shù)及其應(yīng)用

丁秋琴

（江蘇君信新華安全科技有限公司揚(yáng)州分公司，江蘇揚(yáng)州 225200）

從進(jìn)入到工業(yè)社會(huì)背景下，工農(nóng)業(yè)消耗大量能源，從而出現(xiàn)能源短缺問(wèn)題，并且導(dǎo)致出現(xiàn)環(huán)境問(wèn)題，影響了經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行分析，屬于各行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)、重點(diǎn)問(wèn)題。在化工行業(yè)中，節(jié)能降耗技術(shù)能夠使化工生產(chǎn)中能源消耗得到降低，提高能源綜合使用效率，使溫室氣體排放得到降低，從而實(shí)現(xiàn)化工行業(yè)可持續(xù)、綠色的發(fā)展[1]。以此，要對(duì)化工行業(yè)節(jié)能降耗的作用進(jìn)行明確，并且使用多種措施，使節(jié)能降耗技術(shù)的使用水平得到提高。

1 化工工藝節(jié)能降耗技術(shù)的意義

在化工生產(chǎn)過(guò)程中，大部分工藝對(duì)能源具有較大的需求，并且化工生產(chǎn)過(guò)程中能源類型都是不可再生資源，資源過(guò)渡的開(kāi)采使用導(dǎo)致資源逐漸短缺。因此居民生活與社會(huì)生產(chǎn)在未來(lái)還要持續(xù)不斷供應(yīng)能源，在化工工藝中使用節(jié)能降耗資源為重點(diǎn)。所以，在化工工藝探索和使用節(jié)能降耗綠色技術(shù)中，要降低資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[2]?；すに囍惺褂眯滦凸?jié)能降耗技術(shù)的主要意義為：

其一，能夠提高能源綜合使用效率。相應(yīng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表示，地球化石能源總量不斷降低，假如保持目前消耗與開(kāi)采速度，會(huì)導(dǎo)致能源供應(yīng)短缺。化工行業(yè)能量消耗占據(jù)社會(huì)生產(chǎn)總能源消耗很大比例，為了避免出現(xiàn)能源短缺問(wèn)題，要使能源綜合使用效率得到提高。

其二，能夠降低化工行業(yè)對(duì)環(huán)境污染。化工行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體與廢氣，在環(huán)境中直接排放，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)嚴(yán)重生態(tài)污染，對(duì)居民身體健康造成嚴(yán)重影響。使用節(jié)能降耗技術(shù)，能夠降低化工工藝對(duì)環(huán)境污染，使生態(tài)環(huán)境改善，從而提高居民生活質(zhì)量[3]。

2 化工工藝節(jié)能降耗技術(shù)的使用

2.1 使用節(jié)能降耗新設(shè)備

所有的工藝都要根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，要想能夠節(jié)能降耗，就要求先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行基礎(chǔ)保證。比如凈化和分離技術(shù)，和傳統(tǒng)使用高壓精餾塔分離提純對(duì)比，目前先進(jìn)可調(diào)電壓精餾塔中能耗有所降低，還能夠降低熱泵整流壓力、回流比和吸熱反應(yīng)，節(jié)約能耗，使化工產(chǎn)品綜合效益提高。

2.2 加強(qiáng)化工生產(chǎn)能耗監(jiān)控

使化工生產(chǎn)過(guò)程中能耗監(jiān)控和調(diào)整得到加強(qiáng)，可以通過(guò)以下方面實(shí)現(xiàn)，要做好回收再使用工作，并且使用變頻調(diào)速技術(shù)[4]。

首先，化工生產(chǎn)可回收能源包括水資源和余熱資源。在回收余熱資源過(guò)程中，利用蒸發(fā)器等設(shè)備使余熱在有機(jī)工質(zhì)中傳輸，使吸熱能夠達(dá)到飽和狀態(tài)，并且產(chǎn)生有機(jī)蒸汽。之后使有機(jī)蒸汽在專用螺桿膨脹機(jī)中傳輸，轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能。在產(chǎn)生電能之后，能夠?qū)τ酂徇M(jìn)行回收再使用，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗效果。

另外，使用變頻調(diào)速技術(shù)。此技術(shù)能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)外部電源供熱頻率改變，從而使電動(dòng)機(jī)頻率改變，以改變負(fù)載轉(zhuǎn)速。對(duì)于此原理，能夠使化工工藝生產(chǎn)過(guò)程中靜態(tài)發(fā)展朝著節(jié)能動(dòng)態(tài)調(diào)速閥門(mén)調(diào)整，對(duì)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在切換輸入輸出狀態(tài)的時(shí)候，保證動(dòng)態(tài)平衡，以節(jié)約化工工藝能耗[5]。

2.3 反應(yīng)工藝條件技術(shù)改造

就化工生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō)，其中反應(yīng)工藝條件包括生產(chǎn)能量、外部壓力、化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。使用節(jié)能降耗技術(shù)要求基于此工藝條件的改造，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的。在控制外部壓力過(guò)程中，使用節(jié)能降耗技術(shù)要合理計(jì)算壓力。和實(shí)際生產(chǎn)工藝結(jié)合，對(duì)最佳外部壓力計(jì)算，并且實(shí)現(xiàn)有效控制，保證化工生產(chǎn)能夠穩(wěn)定高效，并且提高反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)，最大化使用反應(yīng)物，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源目的。在熱量生產(chǎn)過(guò)程中，節(jié)能降耗技術(shù)主要是控制化學(xué)生產(chǎn)溫度，保證生產(chǎn)過(guò)程中的溫度滿足化學(xué)反應(yīng)需求，避免過(guò)高溫度導(dǎo)致能源損耗，避免化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生額外熱量。另外，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的溫度進(jìn)行控制，對(duì)化學(xué)反應(yīng)溫度穩(wěn)定性進(jìn)行保證，降低溫度變化中能量需求變化。以此可以看出，化學(xué)工藝中改善化學(xué)溫度條件尤為重要。在化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率中，優(yōu)化重點(diǎn)為降低化工工藝中所使用反應(yīng)物的量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是利用節(jié)能降耗技術(shù)提高化學(xué)反應(yīng)，并且使用有效反應(yīng)工藝使反應(yīng)物量調(diào)整，尋找能源消耗低、成本低的反應(yīng)物替代產(chǎn)品。另外，使各反應(yīng)物回收使用得到加強(qiáng)，也能夠降低能耗，此為未來(lái)化工工藝優(yōu)化主要方向[6]。

2.4 加強(qiáng)化工工藝培訓(xùn)

為了使工業(yè)人員良好操控儀器，根據(jù)生產(chǎn)基本模式選擇原料，使原料能耗降低，提高整體檔次。此生產(chǎn)方式能夠使員工通過(guò)技能培訓(xùn)提高自身技術(shù)，控制供給過(guò)程中原料運(yùn)輸。在生產(chǎn)過(guò)程中，設(shè)備升級(jí)能夠提高員工技術(shù)。部分員工要能夠參與到培訓(xùn)中，滿足全新設(shè)備需求?？傮w來(lái)說(shuō)，員工要重視節(jié)能降耗，使其具備節(jié)約意識(shí)，全面預(yù)測(cè)化工產(chǎn)業(yè)，掌握其技術(shù)要領(lǐng)，根據(jù)教育培訓(xùn)系統(tǒng)內(nèi)容開(kāi)展[7]。

2.5 提高污水回收使用率

一般，在化工生產(chǎn)加工中產(chǎn)生大量污水，所以使用先進(jìn)污水回收技術(shù)，高效、綜合處理污水，有效使用水資源，對(duì)水資源進(jìn)行多次循環(huán)使用，有效節(jié)約大量水資源?；どa(chǎn)過(guò)程中的污水具有一定量熱能和壓力，能夠妥善使用污水壓力和余熱，加強(qiáng)余熱和污水的二次使用，使能源損耗得到降低。在污水處理廠對(duì)污水處理過(guò)程中會(huì)消耗能量，相關(guān)部門(mén)對(duì)于此問(wèn)題正在整改，全面優(yōu)化污水處理廠各處理工藝。對(duì)化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，和自身企業(yè)發(fā)展情況結(jié)合，以企業(yè)實(shí)際用水情況綜合處理化工生產(chǎn)過(guò)程中的污水，提高化工污水回收使用率。

2.6 使用高效催化劑

將催化劑應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)中，能夠降低化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物，提高化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換效率和化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物產(chǎn)量。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，利用高效催化劑能夠降低生產(chǎn)中能量損耗，使企業(yè)生產(chǎn)效率得到提高，對(duì)于節(jié)能降耗具有重要意義。以此，化工企業(yè)要大力推廣催化劑的使用，并且實(shí)現(xiàn)應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新和研究[8]。

3 新型節(jié)能降耗技術(shù)的實(shí)際使用

3.1 水煤氣技術(shù)

將水煤氣技術(shù)應(yīng)用到化工甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，能夠使生產(chǎn)工藝能耗得到降低。通過(guò)水煤氣技術(shù)能夠產(chǎn)生合成氣，其氫碳比例為0.5。傳統(tǒng)化工工藝最佳氫碳比例為2.1～2.2，以此表示甲醇生產(chǎn)工藝中，水煤氣技術(shù)的使用能夠降低能耗。圖1為水煤氣技術(shù)的流程，粗煤氣通過(guò)加熱處理進(jìn)入到預(yù)變爐中。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，預(yù)變爐合成氣體進(jìn)入到主變爐中。在主變爐中氣體交換溫度超過(guò)300℃，最后使合成氣體在副產(chǎn)蒸汽和粗煤氣原料中輸入，合成氣體溫度降低到176℃。在合成氣體降低到40℃左右，輸入到低溫甲醇生產(chǎn)工藝中[9]。

圖1 水煤氣技術(shù)的流程

3.2 酸性氣體脫除技術(shù)

煤炭中具有硫元素和氮元素，在煤氣化甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)一定量酸性氣體，比如三氧化硫、氨氣、二氧化碳、硫化氫。酸性氣體會(huì)對(duì)甲醇生產(chǎn)設(shè)備造成腐蝕，還會(huì)污染外界大氣環(huán)境。在低溫甲醇洗工藝中使用酸性氣體脫除技術(shù)，能夠?qū)状寂欧艔U氣污染得到控制。酸性氣體脫除技術(shù)是使用物理吸收策略脫除氣體，在低溫甲醇生產(chǎn)時(shí)，煤化氣體具有大量酸性氣體，此氣體在煤化氣體中融合，對(duì)甲醇提取工藝效率和質(zhì)量進(jìn)行保證。要脫除合成氣體中酸性氣體，從而保證甲醇生產(chǎn)。在脫除酸性氣體過(guò)程中，通過(guò)吸收式智能裝置提供給酸性氣體-40℃工作環(huán)境。合成氣體利用制冷裝置，基于低溫作用被酸性氣體吸收。二氧化碳通過(guò)吸收塔上部實(shí)現(xiàn)脫除處理，硫化氫氣體在吸收塔下部實(shí)現(xiàn)脫除處理，對(duì)煤化合成氣體性能進(jìn)行保證?；谥评溲b置使煤化合成氣體溫度降低，保證低溫煤化合成氣體能夠在甲醇生產(chǎn)中參與。基于酸性氣體脫除技術(shù)的處理，降低合成氣體二氧化碳含量到1.5%以下，降低硫化氫含量為0.1×10-6，滿足甲醇生產(chǎn)節(jié)能降耗原則[10]。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，高污染、高耗能為化工企業(yè)主要標(biāo)簽，雖然化工企業(yè)能夠促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，使人民群眾生活得到滿足。但是，如果不改變高污染、高能耗的情況，在目前國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和重視環(huán)保問(wèn)題的背景下，化工企業(yè)發(fā)展會(huì)受到阻礙。以此，在新時(shí)期環(huán)境下，化工企業(yè)要使用新型節(jié)能降耗技術(shù)，加大新技術(shù)、新設(shè)備的研發(fā)和使用力度，使生產(chǎn)管理水平得到提高，使發(fā)展觀念得到轉(zhuǎn)變，利用相應(yīng)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，促進(jìn)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展，并且促進(jìn)化工行業(yè)的健康發(fā)展。