節(jié)能降耗技術(shù)在化工工藝中應(yīng)用

呂鋒(鎮(zhèn)江江南化工有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212132)

0 引言

近年來，我國對于能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)問題極為關(guān)注，在保證經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長的同時，也在積極探尋以經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的方式去改變增長方式，其中節(jié)能減排也就成為了各行各業(yè)生產(chǎn)中廣泛關(guān)注話題。而化工產(chǎn)業(yè)作為國家經(jīng)濟(jì)增長中的關(guān)鍵構(gòu)成，同時也是能源消耗最大的產(chǎn)業(yè)之一，為了響應(yīng)國家提出的節(jié)能減排號召，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到自身所肩負(fù)的責(zé)任，發(fā)揮示范帶頭作用，積極應(yīng)用更多節(jié)能降耗技術(shù)，助力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 節(jié)能降耗技術(shù)在化工工藝中應(yīng)用的重要性

社會時代的進(jìn)步以及市場經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，也促使人們的思想觀念有了很大的改變，在物質(zhì)生活得到基本滿足之后，人們對于物品的質(zhì)量、功能則提出更多樣、更嚴(yán)格的要求，現(xiàn)如今市場上出現(xiàn)的產(chǎn)品形形色色，充斥著大量原材料消耗過度的產(chǎn)品[1]。正因?yàn)槿藗儗τ诨瘜W(xué)物品的無節(jié)制利用，目前全世界范圍內(nèi)早已出現(xiàn)了極為嚴(yán)峻的環(huán)境污染與破壞問題，如全球氣候變暖、臭氧層空洞、水資源污染等等，這些污染都對人類的正常生活形成負(fù)面影響，并且很大程度上干擾著自然生態(tài)體系與循環(huán)體系。同時，現(xiàn)階段工農(nóng)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展勢頭，大量生產(chǎn)原材料及排放廢棄物被投放到大自然當(dāng)中，其中化工原材料的有毒物質(zhì)對環(huán)境造成的污染最為嚴(yán)重。因此，中國作為化工大國，特別是近年來化工企業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大以及數(shù)量不斷增多，更需要在化工工藝當(dāng)中積極應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)能降耗技術(shù)，降低化工原材料的冗余、提高原材料利用效率以及降低廢棄物中的毒害物質(zhì)含量，對行業(yè)發(fā)展、自然及人類生存而言，都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 化工工藝生產(chǎn)中存在的能量損耗問題

立足化工工藝生產(chǎn)的工作性質(zhì)層面來看，該行業(yè)對于生產(chǎn)效率有著極高要求，而要想進(jìn)一步提升化工生產(chǎn)效率，則需要將目光更多聚焦于能源節(jié)約方面。然而，目前許多化工企業(yè)對此存在一定的忽視，所以出現(xiàn)能量損耗與浪費(fèi)的情況較為嚴(yán)重。實(shí)際上，一件化工產(chǎn)品推向市場，便會有非常明確的技術(shù)指標(biāo)與功能指標(biāo)，而現(xiàn)如今化工生產(chǎn)技術(shù)升級非常快，所以極有可能導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)能源過度使用的情況。倘若對化工工藝生產(chǎn)中能源浪費(fèi)的問題不加以控制，會帶來非常負(fù)面的影響，不僅僅表現(xiàn)在生產(chǎn)成本浪費(fèi)方面，也會對化工生產(chǎn)線的穩(wěn)定性有影響，意味著安全隱患有所增多。

之所以會導(dǎo)致化工工藝生產(chǎn)中能量損耗過大，主要原因有以下幾點(diǎn)：第一，化工工藝生產(chǎn)中的操作模式過于陳舊，與國家出臺的最新標(biāo)準(zhǔn)要求不相符，相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的效率低下，導(dǎo)致能源浪費(fèi)；第二，化工工藝生產(chǎn)中的能量損耗問題并未受到企業(yè)的足夠重視，導(dǎo)致大部分企業(yè)的能源節(jié)約還停留在表面工作，實(shí)際上過度浪費(fèi)情況依舊沒有減少，解決方案的缺失也就導(dǎo)致惡性影響不斷循環(huán)。

3 化工工藝中節(jié)能降耗技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 對余熱回收利用

在過去的化工工藝生產(chǎn)當(dāng)中，余熱很多時候被無端浪費(fèi)，并沒有得到良好的回收利用，化工企業(yè)對此也不夠重視。而隨著化工工藝生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)以及人們節(jié)能降耗觀念的強(qiáng)化，余熱這種二次能源也受到了足夠重視。余熱這一能源的產(chǎn)生屬于第一次能源轉(zhuǎn)化過程中的釋放產(chǎn)物，該產(chǎn)物能夠助力下一次化工生產(chǎn)的進(jìn)行。結(jié)合化工生產(chǎn)實(shí)際情況來舉例，我們可通過高溫反應(yīng)或是化工材料預(yù)熱等過程去回收余熱，特別是目前熱管泵技術(shù)的快速發(fā)展，讓化工工藝生產(chǎn)中大量余熱能夠得到有效的回收利用[2]。如此一來，余熱的利用效率則有了很大提升，原本需要投入的材料得到極大節(jié)約，起到縮減生產(chǎn)成本的效果。

3.2 優(yōu)化化工生產(chǎn)工藝

其一，應(yīng)用變頻節(jié)能調(diào)速技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在化工工藝生產(chǎn)中的應(yīng)用主要能夠起到節(jié)約電能的作用，其中變頻節(jié)能調(diào)速能夠保證化工出品閥實(shí)現(xiàn)靜態(tài)調(diào)整，促使整個生產(chǎn)電能的供應(yīng)趨于平穩(wěn)，而這種輸入與輸出的平穩(wěn)性豈能起到節(jié)約電能的效果。

其二，提高催化劑的催化率。在化工生產(chǎn)當(dāng)中催化劑屬于不可或缺的重要反應(yīng)物，對化工反應(yīng)速度進(jìn)行快慢的調(diào)節(jié)都需要用到催化劑。同時，催化劑還能夠在化工工藝生產(chǎn)中起到控制產(chǎn)品單位能耗與溫度壓力的作用，從這一點(diǎn)來看提高催化劑活性能夠明顯提升化工工藝生產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率，無論是降低產(chǎn)品雜質(zhì)還是節(jié)能降耗，均能發(fā)揮良好效果。

其三，做好污水回收工作?；どa(chǎn)中會產(chǎn)生大量污水，而污水的不合理排放會嚴(yán)重污染環(huán)境且造成部分資源浪費(fèi)，所以通過做好污水回收工作能夠把握更多有用資源，同時達(dá)到治理水污染的效果。具體來講，化工生產(chǎn)中的污水回收需要重點(diǎn)針對水資源、熱能、電能等方面，同時對于生產(chǎn)完畢后的余熱、余壓要合理進(jìn)行二次利用。此外，在條件允許的情況下還應(yīng)利用制冷或發(fā)電等能量轉(zhuǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源消耗的大幅降低，對能源資源的使用保持高效、安全與經(jīng)濟(jì)。

其四，優(yōu)化供熱系統(tǒng)。對于化工生產(chǎn)企業(yè)的供熱系統(tǒng)要進(jìn)行全面優(yōu)化，改善傳統(tǒng)的單套裝置形式，多采取組合裝置的方式去優(yōu)化配置。在改進(jìn)供熱系統(tǒng)的同時，也要與各類熱特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，對供熱設(shè)備合理配置，保證效能達(dá)到最大化。以配熱設(shè)備的聯(lián)動去實(shí)現(xiàn)能源的高效轉(zhuǎn)化，杜絕高熱抵用情況的出現(xiàn)。

3.3 設(shè)備更新與技術(shù)升級

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)，推動化工企業(yè)的發(fā)展從粗放式轉(zhuǎn)變?yōu)榧s式，應(yīng)當(dāng)重視化工企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)工藝的升級。唯有確保性能先進(jìn)的設(shè)備，才能保證全新技術(shù)工藝效果得到最大發(fā)揮。從當(dāng)前的化工工藝生產(chǎn)實(shí)際情況來看，工藝、技術(shù)、設(shè)備均屬于最根本的硬件，而隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展以及國家提出的節(jié)能減排號召，傳統(tǒng)的技術(shù)與設(shè)備顯然不能滿足條件，引進(jìn)更多先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備則成為了化工企業(yè)的必經(jīng)之路。雖然設(shè)備的更新與技術(shù)的升級，在前期會有較大的投入，但是從長遠(yuǎn)來看，化工生產(chǎn)中的能量損耗會有明顯降低，同時產(chǎn)品的合格率也會進(jìn)一步上升，整體來講經(jīng)濟(jì)效益會更加明顯。當(dāng)然，針對部分有特定性質(zhì)的化工工藝品來講，還要結(jié)合其生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，優(yōu)選先進(jìn)的短程蒸餾技術(shù)或是結(jié)晶分離技術(shù)，能夠?qū)すに嚳偰芰坑行Э刂啤Ｍ瑫r，性能先進(jìn)的設(shè)備能夠保證產(chǎn)品提純與原料萃取環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)能耗的降低目標(biāo)，并且這些設(shè)備所采用的絕熱材料很大程度上也能降低熱量損失[3]。所以，從整體來看，通過化工生產(chǎn)設(shè)備更新與技術(shù)升級，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)約大量成本且提高產(chǎn)品品質(zhì)，無形中提高了企業(yè)的核心競爭力。

3.4 提高生產(chǎn)管理水平

提高化工工藝生產(chǎn)中的管理水平，同樣也能起到節(jié)能降耗的效果。從原因分析層面來看，化工企業(yè)的能量損耗影響因素與環(huán)境、管理、技術(shù)等多方面相關(guān)，所以在生產(chǎn)中需要加強(qiáng)對生產(chǎn)工藝的監(jiān)督管理，確保制定的節(jié)能降耗目標(biāo)計劃得以落實(shí)。一方面，需要對生產(chǎn)車間員工展開培訓(xùn)教育，不僅要讓他們懂得如何規(guī)范操作機(jī)器去下料，控制好原料用量與能量輸送。尤其是在技術(shù)與設(shè)備升級之后，要組織員工集中培訓(xùn)，潛移默化地滲透節(jié)能降耗理念，在工作中自然而然地予以落實(shí)；另一方面，企業(yè)還需制定嚴(yán)格的節(jié)能降耗管理規(guī)則，所有工作人員都要經(jīng)過培訓(xùn)且合格之后才能上崗，制定明確節(jié)能降耗目標(biāo)，實(shí)行獎懲激勵制度，在內(nèi)部形成良好的節(jié)能降耗氛圍。

3.5 高效使用阻垢劑

為了保證在化工工藝生產(chǎn)中有效降低動力能源的損耗，除了要采取上述方法之外，還應(yīng)對阻垢劑進(jìn)行高效合理地使用，這在化工節(jié)能降耗方面也有著明顯效果。從現(xiàn)代化化工企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況來講，在日常生產(chǎn)管理工作中，機(jī)電傳輸設(shè)備的運(yùn)用范圍不斷擴(kuò)大且作用也愈發(fā)明顯，比如鍋爐澆花器和空氣壓縮機(jī)等設(shè)備設(shè)施，大大提高了現(xiàn)代化工工藝生產(chǎn)的便利性。然而，這類設(shè)備設(shè)施在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于會發(fā)生氧化作用且受到侵蝕等因素，時間一長便會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)腐蝕情況或是各類污垢，對設(shè)備的運(yùn)行性能造成負(fù)面影響，導(dǎo)致對能源的利用效率極度下降，出現(xiàn)能源浪費(fèi)的情況也就不斷嚴(yán)重。針對于此，化工企業(yè)需要在日常生產(chǎn)中合理使用阻垢劑，能夠有效預(yù)防與抑制難溶性無機(jī)鹽在金屬表面的沉淀與結(jié)垢，從而有效延長設(shè)備的使用壽命以及提高能源反應(yīng)效率，并且能夠提高生成物的純凈度，確?；瘜W(xué)反應(yīng)能夠正常開展。此外，通過使用阻垢劑，設(shè)備對資源的加工效率會有進(jìn)一步提升，進(jìn)而起到節(jié)約能源的效果。

3.6 有效控制轉(zhuǎn)化中的外部壓力

如果在化工工藝生產(chǎn)中對外部壓力的控制失當(dāng)，便會造成化學(xué)轉(zhuǎn)化時產(chǎn)生較多副產(chǎn)物，嚴(yán)重影響化工生產(chǎn)效率，而為了達(dá)到預(yù)期產(chǎn)量，只能通過進(jìn)行更多次的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程才能實(shí)現(xiàn)，無形中造成能量損耗的提升。所以，有必要加強(qiáng)對化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中的外部壓力有效控制，進(jìn)而降低副產(chǎn)物的產(chǎn)生量。具體來講，外部壓力控制有以下幾點(diǎn)措施：首先，要對具體化學(xué)反應(yīng)過程中會產(chǎn)生的副產(chǎn)物種類、產(chǎn)量等進(jìn)行預(yù)估；其次，要對各類物質(zhì)的壓力臨界值提前掌握；最后，要嚴(yán)格管控化學(xué)轉(zhuǎn)化中的壓力值，結(jié)合上述兩個步驟中的數(shù)值去制定詳細(xì)的工藝流程規(guī)劃。如此一來，在外部壓力的良好把控基礎(chǔ)上，生產(chǎn)效率得到提高且副產(chǎn)物產(chǎn)量得到降低，發(fā)揮出來明顯的節(jié)能降耗效果。

3.7 合理選擇分離裝置與分離手段

在高效設(shè)備的投入方面加大力度，同時選用更加高效合理的分離裝置與分離手段，是化工工藝生產(chǎn)中節(jié)能降耗的有效途徑，在國外化工工藝中這一途徑應(yīng)用非常普遍?？v觀化工生產(chǎn)實(shí)際過程，如果分離裝置嚴(yán)密性不夠，會導(dǎo)致產(chǎn)品純度偏低，還需要進(jìn)行二次分離與提純，進(jìn)而帶來不必要的資源浪費(fèi)。所以，通過對分離裝置與分離手段的合理選用，提高裝置嚴(yán)密性與采取高效分離方法，是節(jié)能降耗的重要關(guān)注點(diǎn)。比如，在化工蒸餾中，需要對反壓溫度、壓力對蒸餾中化學(xué)反應(yīng)的影響密切關(guān)注，同時要選用嚴(yán)密性、耐熱度更高的儀器，確保過程不會冷卻，從而提高分離效果。

4 結(jié)語

綜上所述，在化工工藝當(dāng)中，節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用涉及到多種專業(yè)技術(shù)類型以及多項(xiàng)管理工作方面，所以在生產(chǎn)過程當(dāng)中不僅要對余熱進(jìn)行充分的回收利用，還要對化工工藝予以優(yōu)化、對生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)予以更新升級、對生產(chǎn)管理工作提高重視。當(dāng)然，化工企業(yè)在節(jié)能降耗技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用中，需要把握好技術(shù)的更新迭代以及管理方案的與時俱進(jìn)，推動企業(yè)朝著低能耗、高能效方向發(fā)展，助力化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。