化工工藝中的節(jié)能分析

楊志杰（內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院 010070）

近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，各個領(lǐng)域的能源消耗與日俱增，我國面臨著越來越嚴峻的能源危機。化工工藝是一項復(fù)雜的綜合性技術(shù)，通過采用多種節(jié)能減損措施，不斷提高化工工藝的生產(chǎn)效益，降低化工工藝能耗，推動我國化工工藝可持續(xù)發(fā)展。

一、化工工藝中的能耗

化工工藝的節(jié)能主要分為新技術(shù)開發(fā)、設(shè)備改進和加強管理三個階段，其目的是為了提高能源的綜合利用率，在化工生產(chǎn)過程中，最大程度地降低能源損耗。在化工生產(chǎn)過程中，主要包括兩部分的能源損耗：其一是化工工藝的最小功，為了確保化工生產(chǎn)的必要速度，需要消耗一些能量和推動力，這部分能量損耗不具有節(jié)能潛力[1]；其二是能量損耗，在化工工藝過程中，由于一些合理的因素產(chǎn)生的能源損耗，例如流體阻力過大或者推動力過大造成的能源損耗，對于這部分能源損耗，可以通過采取有效措施進行改造和完善，從而最大程度地降低這部分能源損耗。

二、化工工藝中的節(jié)能裝置解析

1.熱管換熱器

熱管換熱器是一種常見的節(jié)能設(shè)備，其內(nèi)部的隔板可以將熱管換熱器中的熱水和冷水徹底分開，可以有效避免出現(xiàn)單根熱管的不良狀況，確保了整個換熱器的良好運行，因此熱管換熱器被廣泛的應(yīng)用在一些強腐蝕、易爆和易燃的場所，具有較高的安全性和可靠性。熱管換熱器內(nèi)部的熱流體和冷流體在各自的管道中流動，從而更容易的實現(xiàn)了熱流體和冷流體的逆流換熱，同時熱管換熱器在熱能回收場所的應(yīng)用，具有很高的性價比，經(jīng)濟效益較高。當一些含塵量較高的流體進入熱管換熱器之后，熱管換熱器可以通過調(diào)整結(jié)構(gòu)受熱面積，可以有效解決堵灰問題。同時在稅后一些腐蝕性較強的流體煙氣時，熱管換熱器通過調(diào)整管壁溫度、冷凝段和蒸發(fā)段接觸面積[2]，從而減少腐蝕區(qū)域。

2.熱泵

熱泵通過利用自身的能量，凝聚周圍介質(zhì)環(huán)境中的能量，接著在傳熱循環(huán)系統(tǒng)中逐漸提高系統(tǒng)溫度，熱泵在過程中，由冷凝器釋放出大量的高溫蒸汽，這些熱量通過泵管傳遞到儲水箱，經(jīng)過冷凝之后，由膨脹閥將傳熱工質(zhì)傳送到蒸發(fā)器中，實現(xiàn)玄幻利用，在這個過程中熱泵消耗的能量轉(zhuǎn)化為輸出功。因此熱泵具有良好的節(jié)能性，可以有效節(jié)約大量的能源，是一種能源價值較高的節(jié)能裝置。

3.蓄熱器

蓄熱器在工業(yè)鍋爐供氣系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的重要作用，蓄熱器將供氣系統(tǒng)中多余的熱量儲存起來，然后在其他環(huán)節(jié)將這部分熱量釋放出去，可以有效提高熱量的利用率。供氣系統(tǒng)發(fā)生大幅度的氣量波動，會導(dǎo)致工業(yè)公路供氣系統(tǒng)的水位和鍋里汽壓發(fā)生上下波動，給鍋爐的安全操作和使用帶來很大困難，影響鍋爐的燃燒率。蓄熱器內(nèi)部含有過濾負載，可以有效提高工業(yè)鍋爐的運行效率。蓄熱器主要有兩種類型：定壓式和變壓式，定壓式蓄熱器在運行過程中不能隨意改變工作壓力，給水蓄熱器是一種最常用的機械設(shè)備；變壓式蓄熱器可以隨著存儲熱量的變化而隨時調(diào)整工作壓力。

三、化工工藝中的節(jié)能措施選項

1.積極引進新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)

近年來，我國現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，各種新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，同時也推動了化工工藝的快速發(fā)展。為了更好地實現(xiàn)化工工藝的節(jié)能性，化工企業(yè)要根據(jù)自身化工工藝的實際情況，積極引進新工藝、新設(shè)備和新技術(shù)，不斷完善和優(yōu)化化工工藝，例如在化工工藝中應(yīng)用結(jié)晶分析技術(shù)和蒸餾技術(shù)，可以有效減少化工工藝的能源損耗，提高化工工藝的能源利用率，簡化化工工藝流，增強化工工藝的原動力。

2.提高化工設(shè)備運行效率，減少能量損耗

在化工工藝過程中，降低化工工藝的外部反應(yīng)壓力，降低化工工藝的能量損耗，合理設(shè)置化工工藝的反應(yīng)壓力，有助于降低化工生產(chǎn)中電機拖動系統(tǒng)輸送方英武的能量損耗，特別是可以有效減少化工氣體的壓縮功耗[3]，同時可以確?；すに嚨姆€(wěn)定、高效、安全運行。為了更好地實現(xiàn)化工工藝的節(jié)能降損目標，在確保化學(xué)物在化工環(huán)境中正常反應(yīng)的前提下，最大程度地提高化工資源利用率，加快化工工藝的反應(yīng)時間，減少化工系統(tǒng)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時需要耗費的熱量，減少熱量損耗，減少化工工藝中不必要的化工流程，減少物質(zhì)分離過程中的能量損耗，最大限度的提高設(shè)備的運用效率。

3.改進化工設(shè)備，提高設(shè)備利用率

分離提純是一項重要的化工工藝，但是在化工分離提純過程中，不僅需要耗費大量的能源，還會造成大部分能量的流失，因此化工企業(yè)要盡量設(shè)置適合工作的化工操作環(huán)境，采用一些高質(zhì)量的提純設(shè)備。在化工工藝中，采用熱蒸餾的工藝方法，減少化工分離提純過程中的能量流失，同時還可以采用降低化工工藝供熱溫位的方式，減少分離提純過程的吸熱分度，減少反應(yīng)壓力，降低化工工藝氣態(tài)反應(yīng)物的反應(yīng)時間和壓縮性能。在化工工藝中，不斷改進化工設(shè)備，不僅可以有效減少化工反應(yīng)的能源損耗，還有助于降低化工產(chǎn)品分離過程中的損耗，避免在化工工藝中發(fā)生不必要的化學(xué)反應(yīng)。另外，在化工工藝中通過采用高效的傳熱填料和設(shè)備，還可以有效改善化工工藝的傳熱性能。為了最大程度的降低化工工藝的熱損失，盡量采用新型絕熱材料和厚度合理的絕熱層，通過不斷改進化工工藝的生產(chǎn)設(shè)備，減少化工工藝過程中的能源損耗，推動化工工藝的節(jié)能、高效發(fā)展。

4.提高催化劑的活性

催化劑是化工生產(chǎn)中一種必不可少的重要物質(zhì)，催化劑不僅可以加快化工工藝的反應(yīng)速度，還可以有效降低化工工藝的能源損耗。在化工工藝中使用合適的催化劑，可以明顯形成化工工藝過程，提高化學(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和反應(yīng)效率，降低化工工藝的溫度壓力和產(chǎn)品消耗量。同時催化劑還有一個重要的功能，即減少在化工工藝中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，減少原材料的使用量，從而有效降低化學(xué)物質(zhì)在分離過程中的能量和負荷損耗。例如，氧化鋁是一種常見的催化劑，同時也是一種重要的吸附物，它可以快速吸附在化學(xué)物質(zhì)表面，而一旦氧化鋁和化學(xué)物質(zhì)相接觸，氧化鋁會改變化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)結(jié)合及其性能[4]，因此在某些化工工藝中添加適當?shù)难趸X可以有效縮短化工反應(yīng)時間，提高化工反應(yīng)速率。在化工工藝中，不斷提高催化劑的活動，可以有效提高化工工藝的經(jīng)濟效益，減少化工工藝的能量損耗，降低化工生產(chǎn)成本，實現(xiàn)利益最大化。

5.改善化工供熱系統(tǒng)

在化工工藝中堅持節(jié)能理念，從整體角度出發(fā)，科學(xué)規(guī)劃化工工藝流程，進一步優(yōu)化化工供熱系統(tǒng)。結(jié)合化工供熱系統(tǒng)自身的特點，優(yōu)化系統(tǒng)運行過程中，實現(xiàn)各個子模塊的有效結(jié)合，擴大化工供熱系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換范圍，加快熱能源和冷能源的交換速率，避免造成能源浪費，最大程度地減少化工工藝能源消耗。

6.做好污水回收和處理

化工企業(yè)要積極引進和應(yīng)用污水回收和處理技術(shù)，減少水資源的損耗和浪費，做好污水的回收和處理?；て髽I(yè)要強化全體工作人員的節(jié)水意識，倡導(dǎo)節(jié)約用水，杜絕水資源浪費。在化工工藝中，積極應(yīng)用制冷和發(fā)電轉(zhuǎn)換技術(shù)，加強循環(huán)和回收利用電力、熱量、水等資源，提高有價值的的余熱、余壓等資源的利用率，實現(xiàn)化工工藝的節(jié)能降損，降低化工企業(yè)的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的最佳實現(xiàn)模式。

7.使用變頻節(jié)能技術(shù)

為了更好地解決化工生產(chǎn)過程中設(shè)備負荷率較低的問題，在化工工藝中采用變頻節(jié)能技術(shù)，進一步改造和升級傳統(tǒng)化工工藝使用的閥門，確?；どa(chǎn)中電機可以長時間保持平衡的輸出和輸入狀態(tài)，減少電機在長時間運行過程中處于工頻狀態(tài)下，產(chǎn)生的能量損耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗的最終目的。

結(jié)束語

綜上所述，節(jié)能減排是我國社會可持續(xù)發(fā)展的基本要求，各個領(lǐng)域必須堅持節(jié)能環(huán)保理念，進一步推動化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，提高化工工藝的管理水平，明確化工工藝中各種設(shè)備的使用和操作方法，在化工工藝中采用節(jié)能型的化工設(shè)備，針對不同化工工藝的實際情況，積極采取有效的節(jié)能措施，將節(jié)能理念滲透到化工工藝的各個環(huán)節(jié)中，最大程度地減少化工工藝能源損耗，推動化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，進而為國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展不斷增添活力。

[1]孔東波,邵俊華,羅傳軍.化工工藝中的節(jié)能措施研究[J].科技致富向?qū)?2012,30:330+318.

[2]崔海波.節(jié)能降耗技術(shù)在化工工藝中的應(yīng)用探討[J].才智,2013,06:266.

[3]常愛玉.化工工藝中的節(jié)能措施研究[J].化工管理,2014,06:175.

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