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化工工艺节能降耗技术运用分析

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摘要:在化工生产中,化学工艺一直发挥着非常重要的作用,但也正是由于对化工工艺的运用,化工生产业不可避免的会消耗大量的能源,并产生很多污染物或有害气体,从而使环境污染与能源短缺这两大世界性问题进一步加剧。为此,本文对化工工艺节能降耗的必要性进行了简单分析,并对化工生产领域各种常见节能降耗技术的运用展开了探讨。

关键词:化工工艺;节能降耗;化工生产

随着人民生活水平的不断提高,现代社会对化工产品的需求量与消耗量日益增加,这在推动化工企业发展的同时,也使得化工生产对于节能降耗技术的应用变得更为迫切,因此,对于节能降耗技术运用的研究是非常具有现实意义的。

1化工工艺节能降耗的必要性

化学工艺主要是指通过化学反应以及配套生产工序将原材料转变为产品的方法和过程,也就是说化学生产中原材料必然会发生各种各样的化学反应,而这些化学反应则是需要以能源支持为基础的。例如:在很多化工工艺中,原材料必须在高温、高压等特殊条件下才能够发生化学反应,进而转化为商品,而要想制造高温、高压的生产环境,自然也就需要大量的能量与能源作为支撑。因此,化工工艺对于能源的消耗是非常大的,而通过对各种节能降耗技术的应用,则可以使化工工艺对于能源的需求大大降低,并提高对能源的利用效率,从而达到节能降耗的效果。同时,节能降耗技术的应用还能够在很大程度上降低化工生产中所产生的污染。以污水回用技术为例,很多化工工艺对水资源都有着很大的需求,而在经过化学反应后,很多化学元素就会进入到水中,产生大量的污水,而在这些污水在化学生产结束后则会被排放到河流、湖泊、海洋中,造成大面积的水资源污染,进而使当前的水资源短缺问题变得更为严重。而通过污水回用技术,则可以在化学生产结束后,对产生的污水进行一定的处理,使其能够对清洁的水资源进行有效替代,从而降低对水资源的消耗,这样一来化学生产污水所造成的水资源污染也会大大降低。例如在甲醛等化学材料的生产中,需要对褐煤进行加工,如果能够选择新型的BGL熔渣气化炉替代传统的鲁齐炉进行加工,那么碳转化率、热效率、褐煤利用率都会大大降低,而氧耗则因此会降低,其节能降耗的效果是非常突出的。

2节能降耗技术在化工工艺中的运用

2.1高性能设备选用从目前来看,化工工艺中的节能降耗技术主要集中在原材料、生产设备以及生产参数等几个方面,而对于高性能化学生产设备的选择,则是其中最为直接也最为有效的技术之一。在现代化工生产中,各生产工序主要都由相关机械设备来完成,因而这些设备的性能会直接关系到生产效率以及生产过程中的能源损耗。以提纯设备为例,很多化学工艺都需要对原材料进行分离提纯,将产品生产化学反应所需的物质提取处来,但在分离提纯的过程中,原材料以及能源的消耗却会因提纯设备的性能不同而存在差异,高性能的提纯设备能够将原材料中绝大部分所需提取的物质分离出来,并提高提纯效率,降低能源消耗,反之性能较差的提纯设备则会导致需提取物质的大量流失,进而增加能源损耗。因此,在化学工艺中,对于高性能设备的选择非常重要,在进行设备采购时,必须要明确化学生产所应用的主要工艺,并明确工艺对设备的性能要求,之后综合该类设备的当前市场信息展开筛选,在保证性能符合要求的情况下综合考虑经济性等多方面因素制定采购方案。在采购设备时,也要注意对设备厂家资质以及设备质量进行检验,从而保证设备能够在化学生产中体现出高生产效率、低能源损耗的效果。

2.2阻垢剂阻垢剂是一种以环氧树脂和特定氨基树脂为基料,同时加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成的药剂,能够去除金属设备中残留的腐蚀性物质,并清除金属表面的沉淀与结构,从而达到防腐蚀、防锈、除垢的效果,主要用于金属设备的养护。在化学生产中,化学反应经常会产生碳酸盐垢、难溶性无机盐等物质,而在化学反应结束后,这些物质则会残留在金属设备中,进而对金属设备造成腐蚀或是使设备出现沉积堵塞、生锈等问题,这样一来,设备的性能受到了影响,对于能源、原材料的消耗也会更大。而如果能够定期使用阻垢剂对设备进行保养,则恰恰能够避免这些问题,实现对化工生产设备的有效保养,保证设备的性能,从而降低化工生产的能源消耗。

2.3高活性催化剂化工工艺过程一般会分为原料处理、化学反应以及产品精制三个步骤,而化学反应则是整个化工工艺的核心,同时也是原料与能源消耗最高的环节,而高活性催化剂则正是针对这一环节,实现化工工艺的节能降耗。催化剂本身是一种能够改变化学反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质,简单来说就是催化剂能够在化学反应中引起催化作用,加快化学反应的速度与效率,并缩短化学反应的周期(具体影响如图1),从而化学生产中的能耗以及原料使用就能够大大减少。同时,催化性的活性越高,其所能够引起的催化作用就会更为明显,自然也就能够起到更好的节能降耗效果,而不同化学反应中能够起到催化作用的催化剂也是不同的。例如在氯酸钾制取氧气的化学工艺中,如果能够加入适量的高活性氧化铜作为催化剂,那么化学工艺中对于氯酸钾的需求量就会减少。

2.4自动化控制技术自动化控制技术实际上就是具有一定控制功能的系统,能够按照预定程序来执行控制任务,进而使生产过程按照预定的流程进行,其目前在化工生产中已经有了较为广泛的应用。通过自动化控制系统,很多原本必须要依靠人力完成的生产工序都可以依靠系统控制来完成,其准确率与工作效率都能够大大提升,这样既可以避免在化工生产过程中出现各种各样的人为失误,同时也能够缩短化工生产周期,这同样能够达到节能降耗的效果。

2.5余热回收在化工生产中,很多化学反应都需要一定的热量进行支持,而在这些化学反应结束后会存在余热,如果能够将这些余热进行有效回收并存储起来,在进行其他需要热量支持的化学生产时,就可以实现余热的再次利用,而不必再使用能源产生热量,从而达到降低能源消耗的效果。实际化学生产中用于余热回收的设备有很多,如蓄热器、热管换热器、热泵等等,其中蓄热器就能够在锅炉蒸发量超过化学生产实际用气量时,将多余的蒸汽吸收起来,并根据生产需求迅速释放相应的热量(具体结构如图2),其节能效果十分显著。另外,在化工生产中不仅可以对余热进行回收,如污水、废料等也都可以进行回收处理,使其在其他化学生产中代替原材料与能源。

2.6技术工艺改进化工企业大多将节能降耗方向集中在设备、催化剂等方面,但实际上化工工艺本身对于化工生产中原材料与能源消耗的影响是最大的,当前我国很多化工企业生产中仍采用比较传统的生产工艺,在生产效率与产品质量上与发达国家均存在着不小的差距,而能源损耗也是比较大的。因此,未来的化工生产在节能降耗方面必须要将化学生产工艺的创新优化重视起来,从整个生产过程入手对自身工艺水平进行提升,从而提高生产效率与产品质量,减少能源的消耗,最终达到节能降耗的目的。

3结语

总之,在环境污染与能源短缺问题日益严重的今天,化学生产对于节能降耗技术的应用是十分必要的,而要想达到良好的节能降耗效果,则需要在化工工艺中对自动化控制、高活性催化剂、阻垢剂等多种技术进行灵活运用。

参考文献:

[1]孟佳.化工工艺中的节能降耗技术与实施要点分析[J].化工设计通讯,2017,43(03):164.

[2]赵宁.分析化工工艺中常见的节能降耗技术方法[A].《决策与信息》杂志社、北京大学经济管理学院.“决策论坛——管理决策模式应用与分析学术研讨会”论文集(下)[C].《决策与信息》杂志社、北京大学经济管理学院,2016:1.

作者:刘孝凤 单位:宁夏英力特化工股份有限公司

化工工艺节能降耗技术运用分析责任编辑:张雨    阅读:人次