化工企業(yè)高能耗生產(chǎn)工藝過程節(jié)能降耗技術(shù)措施分析

葛長喜

（江蘇省元之臻工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210000）

化工行業(yè)普遍所消耗的能源總量和比重比較高，能源成本在產(chǎn)值中所占成分比較高，因此被列入高能耗行業(yè)。近來受國家宏觀調(diào)控、限制“兩高”（即高能耗、高排放）、完善能耗“雙控”（即控制能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量）政策以及高質(zhì)量發(fā)展理念的影響，迫使化工企業(yè)越發(fā)重視節(jié)能降耗技術(shù)的運(yùn)用和研究，注重在化工生產(chǎn)過程中導(dǎo)入新的基礎(chǔ)設(shè)備和先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)優(yōu)化現(xiàn)有的生產(chǎn)流程，有效降低動(dòng)力損耗、能源損失，提高化工原料的利用率。針對(duì)生產(chǎn)廢水、廢渣和廢氣進(jìn)行回收處理和循環(huán)利用，既做到了降低能耗，又提高了生產(chǎn)效率。

1 化工企業(yè)耗能情況與節(jié)能降耗的重要性分析

1.1 化工企業(yè)能耗情況分析

在化工企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中，工藝過程消耗能源的工序多、種類多、比例高，是能源消耗的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在能源消耗結(jié)構(gòu)中蒸汽、電的消耗占比最高。并且由于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝以及操作等方面因素，導(dǎo)致化工生產(chǎn)中能源的浪費(fèi)和過度消耗問題非常嚴(yán)重。通過對(duì)化工生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查和分析，能夠得知在化工生產(chǎn)時(shí)，其能耗會(huì)受到多方面因素影響，其中非常大一部分因素就是生產(chǎn)操作人員不規(guī)范操作所導(dǎo)致的。而過高的能源消耗不但會(huì)造成能源的浪費(fèi)，而且還會(huì)致使化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益下降，不利于企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

1.2 化工企業(yè)節(jié)能降耗的重要性

隨著現(xiàn)代化工行業(yè)的高速發(fā)展，化工企業(yè)之間的競爭也逐漸趨于白熱化，面對(duì)這種激烈的市場競爭形勢，如何進(jìn)一步提升自身的核心競爭力，是所有化工企業(yè)都必須要重視的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)?；て髽I(yè)通過采取合理的節(jié)能降耗技術(shù)，有助于有效降低企業(yè)的能源消耗，減少企業(yè)在能源方面的支出，繼而更好地保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?；て髽I(yè)生產(chǎn)成本與綜合效益的提升，對(duì)于保障和提升企業(yè)的市場競爭力非常關(guān)鍵。與此同時(shí)，化工企業(yè)節(jié)能降耗也是當(dāng)前社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，可以說，化工企業(yè)節(jié)能降耗工作的推進(jìn)不但有利于企業(yè)自身的長遠(yuǎn)發(fā)展，同時(shí)對(duì)于整個(gè)社會(huì)和人類的發(fā)展也具有積極的意義。

2 化工生產(chǎn)過程中運(yùn)用節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)遵循的若干原則

2.1 實(shí)效性原則

節(jié)能降耗技術(shù)在運(yùn)用的過程中，要能切實(shí)降低能量的損耗率、提高原料的利用率以及生產(chǎn)效率。對(duì)于現(xiàn)有的工藝流程來進(jìn)行優(yōu)化，才能保證化工企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。在進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)和相關(guān)設(shè)備挑選的過程中，也要注重考察及實(shí)際地利用效能。這樣才能提高并優(yōu)化活動(dòng)的針對(duì)性。

2.2 創(chuàng)新性原則

節(jié)能降耗技術(shù)的使用活動(dòng)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出與時(shí)俱進(jìn)，以及積極創(chuàng)新的本質(zhì)特征?；ぜ夹g(shù)研究人員要針對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的原理進(jìn)行有針對(duì)性的鉆研，進(jìn)行創(chuàng)新使用活動(dòng)，合理優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境，改善化工工藝條件。同時(shí)對(duì)于現(xiàn)有的工藝流程也要進(jìn)行積極的創(chuàng)新和優(yōu)化。將生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，以及相關(guān)的信息技術(shù)設(shè)備來進(jìn)行綜合性的運(yùn)用。

3 節(jié)能降耗技術(shù)在化工生產(chǎn)工藝優(yōu)化過程中的應(yīng)用策略

3.1 合理使用熱泵，提高熱能利用率

選用高能效比（達(dá)到一級(jí)能效指標(biāo)）的熱泵。在化工生產(chǎn)的過程中需要有良好的供熱環(huán)境來保證化學(xué)反應(yīng)可以在適宜的溫度區(qū)間內(nèi)發(fā)生，從而提高生成物的生成效率，這就需要運(yùn)用供熱裝置來進(jìn)行供熱。熱泵在工作的過程中，可以把附近介質(zhì)環(huán)境內(nèi)的能量進(jìn)行高效聚集，從而提高熱傳導(dǎo)的效率，使循環(huán)供熱系統(tǒng)的溫度得以升高或者保持不變。

3.2 合理使用熱管換熱器，優(yōu)化現(xiàn)有的工藝裝置

熱管換熱器是最常見的節(jié)能設(shè)備，變式熱管換熱器的內(nèi)部可以分隔熱水和冷水，同時(shí)由相應(yīng)的隔板來隔開?；どa(chǎn)最重要的標(biāo)準(zhǔn)便是安全性，熱管換熱器中的熱流體和冷流體可分開流動(dòng)。在進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)研究的過程中要注重運(yùn)用熱管換熱器等轉(zhuǎn)化裝置來優(yōu)化現(xiàn)有的工藝裝置，能夠節(jié)約大量的能源。為了進(jìn)一步降低流體對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)的腐蝕作用，適當(dāng)改變熱管換熱器管壁溫度，切實(shí)減少接觸面積，使具有腐蝕性的流體煙氣的危害可以降到最小。

3.3 合理運(yùn)用蓄熱器，提高熱量儲(chǔ)存效率

蓄熱器的使用可以讓化工生產(chǎn)的調(diào)節(jié)效率更高，蓄熱器可以迅速完成熱量的存儲(chǔ)。常見的蓄熱器有兩種，定壓式蓄熱器和變壓式蓄熱器，在實(shí)際化工生產(chǎn)的過程中可以根據(jù)具體的情境來選擇相應(yīng)的蓄熱器。

3.4 應(yīng)用阻垢劑，降低化工生產(chǎn)設(shè)備能源消耗

化工生產(chǎn)設(shè)備在長時(shí)間的運(yùn)行過程中，銹蝕、結(jié)垢現(xiàn)象非常常見，而化工設(shè)備一旦發(fā)生結(jié)垢和銹蝕，就會(huì)給化工生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，輕則增加能耗，縮減設(shè)備使用壽命，重則引發(fā)安全事故。所以，為了更好地保障化工生產(chǎn)的順暢進(jìn)行，就必須要做好化工設(shè)備的管理維護(hù)工作。在實(shí)際工作中，可以使用阻垢劑來減緩和避免化工設(shè)備的結(jié)垢現(xiàn)象。比如，化工生產(chǎn)過程中，交換器、鍋爐等設(shè)備的結(jié)垢現(xiàn)象非常常見，而隨著結(jié)垢現(xiàn)象的日益嚴(yán)重，必然會(huì)影響設(shè)備的傳熱效率，繼而導(dǎo)致設(shè)備能耗增加，引發(fā)能源浪費(fèi)問題。阻垢劑的合理應(yīng)用能夠較好地防止結(jié)垢現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而保障化工生產(chǎn)設(shè)備能夠具有較高的能源利用率，延長設(shè)備使用壽命。

3.5 促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)催化劑綜合活性提升

催化劑是現(xiàn)代化工生產(chǎn)中非常常見的輔助添加試劑，通過合理的使用催化劑能夠極大提升化工反應(yīng)效率，降低生產(chǎn)過程對(duì)于能源的消耗。隨著現(xiàn)代化工生產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，化學(xué)反應(yīng)催化劑的種類也愈來愈豐富，為了進(jìn)一步推行節(jié)能降耗發(fā)展策略，相關(guān)研發(fā)人員需要對(duì)催化劑的種類和性能進(jìn)行更加深入的分析和研究，提升化學(xué)反應(yīng)催化劑的綜合活性，降低化工生產(chǎn)對(duì)于能源的消耗。

4 節(jié)能降耗技術(shù)在化工生產(chǎn)中的具體運(yùn)用策略

近些年，綠色、低碳、環(huán)保發(fā)展已經(jīng)成為了全球各個(gè)國家的共識(shí)。對(duì)于化工企業(yè)來講，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝存在著較多的能源浪費(fèi)情況，這無論是對(duì)于單個(gè)化工企業(yè)的發(fā)展還是對(duì)于整個(gè)化工行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展都非常不利，因此，在化工企業(yè)生產(chǎn)中推行節(jié)能降耗技術(shù)已經(jīng)成為了一種必然的趨勢?；て髽I(yè)管理者需要進(jìn)一步提升對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的重視程度，積極對(duì)化工生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提升化工生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化效率；同時(shí)，還應(yīng)該加強(qiáng)管理，規(guī)范相關(guān)生產(chǎn)人員的操作水平，盡可能避免由于操作問題而導(dǎo)致的能源的無端浪費(fèi)；另外，還應(yīng)該重視對(duì)阻垢劑、催化劑的合理使用。為了保證相關(guān)工藝流程的順利工作，要全面進(jìn)行監(jiān)督管理職責(zé)的落實(shí)，保證節(jié)能降耗滿足新時(shí)期發(fā)展要求，帶動(dòng)相關(guān)企業(yè)的長期合理發(fā)展。

4.1 合理運(yùn)用新型基礎(chǔ)設(shè)備，優(yōu)化現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境

化工企業(yè)在進(jìn)行節(jié)能降耗實(shí)踐探究的過程中可以投入專項(xiàng)資金來進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代工作。首先需要做的事便是挑選效能更高的先進(jìn)設(shè)備，使其既能提高生產(chǎn)效率，同時(shí)還能做到節(jié)能和降耗。新型設(shè)備的導(dǎo)入對(duì)于現(xiàn)有生產(chǎn)體系起到很好的改造和優(yōu)化作用。力爭實(shí)現(xiàn)閥門動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，提高電機(jī)的工作效率，降低時(shí)間損耗和設(shè)備能耗。以供熱設(shè)備為例，如果可以提高供熱系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，則可以相信更進(jìn)一步的提高生產(chǎn)效率和能量利用率。對(duì)于現(xiàn)有的供熱設(shè)備來進(jìn)行更新?lián)Q代，最大限度減少高熱情況的發(fā)生。以熔渣氣化爐代替老式的魯奇爐為宜，并且運(yùn)用新型的變壓式蓄熱器來代替老式變壓蓄熱器。在運(yùn)用新型技術(shù)設(shè)備的過程中，可以結(jié)合蒸餾技術(shù)、結(jié)晶技術(shù)、分析技術(shù)，層析技術(shù)來優(yōu)化現(xiàn)有的生產(chǎn)流程。進(jìn)而提高能源利用率以及生產(chǎn)效率，優(yōu)化現(xiàn)有的生產(chǎn)管理。

4.2 降低生產(chǎn)過程中的動(dòng)力能耗

化工生產(chǎn)過程中會(huì)運(yùn)用到大量的機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力消耗量在整個(gè)化工生產(chǎn)過程中的能耗占比也是非常大的。所以，技術(shù)人員需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際采用合理的措施，來有效降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力消耗，達(dá)成節(jié)能降耗的目標(biāo)。通過對(duì)整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行詳盡的分析研究，可以通過以下3個(gè)方面實(shí)現(xiàn)降低化工工藝的動(dòng)力能耗。①推廣使用變頻節(jié)能調(diào)速，是電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)降低電能消耗的有效措施。在變頻節(jié)能調(diào)速的使用過程中，通過采用變頻節(jié)能動(dòng)態(tài)調(diào)速方案，將傳統(tǒng)化工企業(yè)使用的閥門靜態(tài)調(diào)節(jié)方案加以改造和升級(jí)，能夠?yàn)殡姍C(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在輸入和輸出期間提供長期動(dòng)態(tài)平衡保障，特別是在解決化工企業(yè)普遍存在的裝置負(fù)荷率低的問題上，能夠起到有效規(guī)避電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)長時(shí)間處在工頻運(yùn)行工況的重要作用，并減少電能資源的浪費(fèi)現(xiàn)象出現(xiàn)。②優(yōu)化組合化工供熱系統(tǒng)?；て髽I(yè)應(yīng)該以節(jié)能降耗為理念，從整體上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置?？梢詮墓嵯到y(tǒng)的溫位熱源的功能特征出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)各裝置之間的有效聯(lián)合，從而擴(kuò)大冷、熱能源流的轉(zhuǎn)換范圍，最大限度減少和預(yù)防“高熱低用”等現(xiàn)象的發(fā)生。③化工生產(chǎn)對(duì)于水資源的消耗是非常大的，所以如果能夠通過合理的措施來實(shí)現(xiàn)水資源的回收再利用，那么就能夠極大地減少對(duì)水資源的浪費(fèi)。所以，化工技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合不同化工工藝生產(chǎn)的特點(diǎn)，結(jié)合不同化工廢水的特點(diǎn)制定行之有效的化工廢水回收利用措施，提高水資源的利用效率，從而降低化工工藝生產(chǎn)所消耗的水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)化工工藝的節(jié)能降耗改造。

4.3 注重提高廢棄物循環(huán)利用率，優(yōu)化節(jié)能降耗技術(shù)的使用策略

節(jié)能降耗技術(shù)可以提高生產(chǎn)效能，這一點(diǎn)已經(jīng)為廣大技術(shù)人員所熟知?；て髽I(yè)在進(jìn)行正常生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生廢棄物。以廢水為例，通常而言使用的是冷凝水回收系統(tǒng)，并且這樣的回收系統(tǒng)往往是開放式的，容易造成閃蒸降溫。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)有針對(duì)性的優(yōu)化流程，進(jìn)一步提高廢棄物的循環(huán)利用率。將開放式的冷凝水回收系統(tǒng)變成封閉式的冷凝水回收系統(tǒng)，這需要運(yùn)用新工藝和新設(shè)備來優(yōu)化舊有的循環(huán)回收系統(tǒng)。同時(shí)企業(yè)還可以導(dǎo)入自動(dòng)監(jiān)控閃蒸消除裝置、溫度調(diào)控系統(tǒng)、廢水理化性質(zhì)測量系統(tǒng)。這樣既能提高熱力系統(tǒng)的利用效率，同時(shí)還能讓相應(yīng)的廢水做到循環(huán)利用，降低污水處理費(fèi)用以及水資源使用量，為企業(yè)創(chuàng)造更多的附加效益。針對(duì)工業(yè)廢渣可以利用化學(xué)藥品來進(jìn)行綜合性的處理，提煉出有用的金屬、鹽。對(duì)于廢氣可以進(jìn)行有針對(duì)性的收集活動(dòng)，將其制成相應(yīng)的酸堿溶液如碳酸氫鈉、碳酸鈉、硝酸等，進(jìn)一步提高附加值和循環(huán)利用率。

4.4 注重生產(chǎn)設(shè)備的清潔和維護(hù)工作，提高節(jié)能降耗技術(shù)使用頻率

化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備需要做到定期維護(hù)和更新，這樣才能保證正常生產(chǎn)順利進(jìn)行。以供熱為例，鍋爐等加熱設(shè)備在使用的過程中可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，此時(shí)就需要定期清除。為了進(jìn)一步提高運(yùn)行的效率，可以運(yùn)用一些化學(xué)試劑或者足夠的設(shè)備，如超聲波除垢設(shè)備，從而保證鍋爐的傳熱系數(shù)，提高鍋爐的運(yùn)行效率。其他的生產(chǎn)設(shè)備和反應(yīng)爐也很有可能出現(xiàn)銹蝕和結(jié)垢的問題，在進(jìn)行清理和維護(hù)的過程中可以使用阻垢劑。既能抑制水中難溶性鹽的沉淀或結(jié)垢，同時(shí)還能保證相關(guān)儀器設(shè)備中的熱傳導(dǎo)效率，使生產(chǎn)設(shè)備可以做到高效運(yùn)行。技術(shù)人員要針對(duì)生產(chǎn)流程和生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況來制定維護(hù)和清理計(jì)劃，定期開展相關(guān)的維護(hù)活動(dòng)和檢修活動(dòng)，這樣才能進(jìn)一步提高生產(chǎn)的運(yùn)行效率。每次完成設(shè)備的清潔和維護(hù)以后，都需要登記造冊記錄，相應(yīng)的清理和維修時(shí)間地點(diǎn)、設(shè)備名稱。對(duì)于下一階段的生產(chǎn)設(shè)備清潔和維護(hù)策略的完善工作起到重要的補(bǔ)充作用。在完成設(shè)備的清洗和維護(hù)以后可以為相應(yīng)化工反應(yīng)的進(jìn)行提供很好的反應(yīng)環(huán)境。

4.5 注重優(yōu)化化工反應(yīng)的工藝條件和流程，提高節(jié)能降耗的整體效率和水平

提高節(jié)能降耗技術(shù)的使用效率，優(yōu)化化學(xué)工藝流程的最關(guān)鍵性因素在于優(yōu)化現(xiàn)有的化工生產(chǎn)體系，切實(shí)提高化工工藝水平，優(yōu)化現(xiàn)有的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)技術(shù)。化工工藝反應(yīng)效率主要受到溫度、壓強(qiáng)轉(zhuǎn)化率等因素的限制，這是事物的客觀規(guī)律。研究者們應(yīng)當(dāng)在把握規(guī)律的基礎(chǔ)上來進(jìn)行有針對(duì)性的研發(fā)和創(chuàng)新工作。外部壓力和反應(yīng)效率有密切關(guān)系，應(yīng)當(dāng)對(duì)于壓力進(jìn)行更加高效的掌控。經(jīng)過合理的計(jì)算以及科學(xué)的判斷，從而施加適宜的外部壓力條件。在進(jìn)行一些有氣態(tài)物質(zhì)參與的化學(xué)反應(yīng)計(jì)算的過程中，研究者可以導(dǎo)入計(jì)算機(jī)設(shè)備和相應(yīng)的信息技術(shù)來進(jìn)行在線模擬活動(dòng)，從而精準(zhǔn)把控生產(chǎn)條件，更加科學(xué)地控制好反應(yīng)壓力，從而提高能源和物質(zhì)的使用效率。

5 結(jié)語

總而言之，針對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的分析和研究工作取得了積極的實(shí)踐成果，這對(duì)于化工企業(yè)正常生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過降耗技術(shù)、節(jié)能降耗設(shè)備可以提高電力利用率、原料的使用率，以及整體的生產(chǎn)效率和能效水平，已經(jīng)成為化工企業(yè)的共同選擇。在以后的實(shí)踐研究過程中需要更進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備的更新進(jìn)度、制定詳細(xì)的維修和檢測方案、根據(jù)具體的生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)環(huán)境來制定節(jié)能降耗方案，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況來進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的更新工作，從而提高相關(guān)研究活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)的針對(duì)性和有效性。