化工工藝節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用分析

張夢(mèng)麗

（河北都邦石化工程設(shè)計(jì)有限公司，河北石家莊 050000）

傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)需要消耗大量的能源，并且具有一定的危險(xiǎn)性。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心，如何改進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)、有效減少對(duì)環(huán)境的損害已經(jīng)成為許多生產(chǎn)企業(yè)正在積極探索解決的問(wèn)題之一。本文針對(duì)現(xiàn)代化工生產(chǎn)中存在的能耗問(wèn)題，詳細(xì)分析升級(jí)化工工藝節(jié)能降耗技術(shù)的必要性。

1 化工生產(chǎn)中升級(jí)節(jié)能降耗技術(shù)的必要性

隨著現(xiàn)代化工生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，以及化工企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、管理環(huán)節(jié)增多，產(chǎn)量在快速增加的同時(shí)，能耗問(wèn)題也日漸突出。目前，我國(guó)的化工企業(yè)在化工工藝環(huán)節(jié)上的能耗問(wèn)題主要有以下兩個(gè)方面：一是在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，采用了不可逆的設(shè)計(jì)方案，導(dǎo)致原料運(yùn)輸、啟動(dòng)設(shè)備過(guò)程中的能源損耗增加，造成原材料的嚴(yán)重浪費(fèi)。另外，當(dāng)前許多化工工藝設(shè)計(jì)大都著重于如何加快生產(chǎn)速度，對(duì)于如何適當(dāng)處置廢棄物缺乏正確的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致廢水廢物得不到有效地循環(huán)利用，不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，違背了綠色生產(chǎn)的原則，還不利于提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

因此，在化工工藝升級(jí)中，節(jié)能降耗技術(shù)十分必要。這不但是為了有效解決當(dāng)下存在的問(wèn)題，減少損耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用年限，提高生產(chǎn)過(guò)程中的安全性和環(huán)保性，從企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度而言，完善化工工藝設(shè)計(jì)也有利于企業(yè)更合理地安排生產(chǎn)計(jì)劃，規(guī)范化工生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化調(diào)配，最大程度上節(jié)省開(kāi)支，全面提升化工企業(yè)的運(yùn)營(yíng)和管理水平。

2 化工工藝設(shè)計(jì)的能耗問(wèn)題以及應(yīng)對(duì)措施

2.1 化工工藝材料選擇

化工生產(chǎn)中會(huì)消耗大量的能源，其中會(huì)涉及許多有毒和易燃易爆物質(zhì)。因此，在生產(chǎn)過(guò)程中，哪些該用、哪些不能用、物料之間的比例多少都是必須要慎重考慮的問(wèn)題，選擇方案一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，不但會(huì)極大增加安全隱患，還會(huì)為企業(yè)帶來(lái)不可估量的損失。因此，相關(guān)工作人員在化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要保持慎重的態(tài)度，做到全盤考慮，不宜操之過(guò)急。具體而言，在選擇使用某一類材料時(shí)，需要充分考慮其帶來(lái)的正面效果和負(fù)面影響，除了判定能否有效提高生產(chǎn)速率以外，儲(chǔ)藏和運(yùn)輸?shù)臈l件是否復(fù)雜，以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢液能不能循環(huán)利用等問(wèn)題，都必須要納入到工藝設(shè)計(jì)方案中，以最大程度降低對(duì)環(huán)境的損害，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)。

2.2 化工工藝設(shè)備選擇

由于化工工藝生產(chǎn)的設(shè)備種類比較繁多，不同生產(chǎn)車間對(duì)于實(shí)驗(yàn)室配置、線路布局方案具有較大的差異，這也對(duì)設(shè)備的選擇、物料使用提出了更復(fù)雜的要求。在化工生產(chǎn)過(guò)程中使用到多種化工設(shè)備，小到一個(gè)泵、一臺(tái)換熱器，大到一套塔、一套反應(yīng)器，以及各種特種設(shè)備。作為化工設(shè)計(jì)人員，除了要結(jié)合工況，依據(jù)化工原理做出符合規(guī)范的、合理的設(shè)備選型外，也要充分考慮到設(shè)備本身的技術(shù)更新，考慮到設(shè)備能耗問(wèn)題，選擇最優(yōu)。在確保裝置長(zhǎng)、滿、優(yōu)生產(chǎn)的前提下，避免因設(shè)備選型不當(dāng)而造成的資源環(huán)境浪費(fèi)，最大限度做到節(jié)能降耗，使其符合現(xiàn)代化工企業(yè)的生產(chǎn)和排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)降低發(fā)生安全事故的幾率

2.3 化工工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是整個(gè)化工生產(chǎn)過(guò)程中的核心環(huán)節(jié)之一?；すに囋O(shè)計(jì)主要包括化工工藝流程設(shè)計(jì)、化工設(shè)備選擇以及化工工藝管道布置三個(gè)方面的內(nèi)容。

而現(xiàn)實(shí)中，很多化工企業(yè)為了能夠在短時(shí)間內(nèi)提升生產(chǎn)效率，通常都會(huì)要求設(shè)計(jì)人員縮短設(shè)計(jì)周期。對(duì)許多細(xì)節(jié)考慮不到位，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)偏離規(guī)劃方案，在很多時(shí)候需要中斷生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，這不但降低了工作效率，還增加了生產(chǎn)過(guò)程中的不穩(wěn)定因素。因此，管理方需要與設(shè)計(jì)人員做好協(xié)調(diào)工作，優(yōu)化化工工藝設(shè)計(jì)流程，使方案在實(shí)際生產(chǎn)中，既能大體上保持穩(wěn)定性，又能在細(xì)節(jié)處進(jìn)行靈活調(diào)整，將節(jié)能減排問(wèn)題具體地落實(shí)到每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3 化工工藝節(jié)能降耗具體措施

3.1 有效利用阻垢劑

化工企業(yè)的機(jī)電設(shè)備，尤其是熱反應(yīng)器，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，會(huì)與其他化學(xué)物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生鐵銹和結(jié)垢。如若不進(jìn)行及時(shí)清洗和處理，其傳熱系統(tǒng)會(huì)受到影響，不但會(huì)造成原料被嚴(yán)重浪費(fèi)，產(chǎn)品品質(zhì)下降，還容易損壞生產(chǎn)設(shè)備，降低其使用壽命。因此，化工企業(yè)可采用阻垢劑來(lái)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行護(hù)理，通過(guò)添加阻垢劑，能夠有效阻止難溶性無(wú)機(jī)鹽在金屬表面形成沉淀和結(jié)垢，從而更好地保護(hù)加熱設(shè)備，提高對(duì)熱能的利用率，減少資源損耗。保證金屬設(shè)備具有良好的傳熱性能，降低能源的損耗。

3.2 積極引進(jìn)新技術(shù)，升級(jí)改造設(shè)備

目前，國(guó)外的化工企業(yè)已經(jīng)建成了一套成熟的生產(chǎn)管理制度。我國(guó)的化工企業(yè)在進(jìn)行化工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，可以結(jié)合本企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，積極引進(jìn)和探索發(fā)明新的技術(shù)，更換落后的生產(chǎn)設(shè)備，重點(diǎn)升級(jí)節(jié)能降耗和廢水廢渣處理技術(shù)。一是要完善對(duì)工藝路線的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)，要堅(jiān)持安全第一的原則，綜合考慮，既要做到合理控制成本，又要最大程度地保障安全生產(chǎn)。

另外，設(shè)計(jì)人員還需要重視管道的設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，根據(jù)物料運(yùn)輸量，流速等對(duì)管道型號(hào)大小進(jìn)行設(shè)計(jì)；同時(shí)還需要考慮到輸送物質(zhì)對(duì)管道的腐蝕性，選擇合適材質(zhì)的管道；還應(yīng)當(dāng)將周邊環(huán)境因素也納入到考慮范圍中，管道安裝需要遠(yuǎn)離易燃易爆的存儲(chǔ)場(chǎng)所；此外，閥門應(yīng)保證密封性良好，定期進(jìn)行檢修，避免泄漏事故的發(fā)生。

3.3 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)資源循環(huán)利用

除了積極引進(jìn)新的技術(shù)設(shè)備、合理使用阻垢劑以外，如何適當(dāng)處理生產(chǎn)廢棄物，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”也是化工工藝必須考慮的問(wèn)題之一?；て髽I(yè)生產(chǎn)的廢水含有大量的有機(jī)物和有毒物質(zhì)，如果處理不當(dāng)，則會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。因此，通過(guò)升級(jí)節(jié)能降耗技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)利用，有效緩解水資源日益緊張的局面。

許多化工生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)引進(jìn)微生物處理廢水，但常規(guī)的技術(shù)不僅處理成本高，并且效果不理想。因此，通過(guò)升級(jí)廢水處理系統(tǒng)，采用固定化微生物技術(shù)，利用褐藻酸鈣等天然凝膠以及聚丙烯酰胺等高分子材料作為載體，定向篩選優(yōu)質(zhì)菌種，將其固定在載體上，能有效提升處理器中微生物含量，有利于加快集中處理的效率。將經(jīng)過(guò)處理后的廢水進(jìn)行二次或多次利用，能從最大程度上減少資源浪費(fèi)，降低成本，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。此外，由于廢水成分復(fù)雜，不同類型廢水對(duì)環(huán)境的危害程度也大不相同，設(shè)計(jì)人員需要做到具體問(wèn)題具體分析，不能照搬其他生產(chǎn)車間的處理方案，以做到生產(chǎn)資源合理并循環(huán)利用。

3.4 調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提升能源利用率

目前，許多化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中都存在能源使用結(jié)構(gòu)不合理的問(wèn)題。因此，需要在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)實(shí)際情況調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)各個(gè)熱源的特點(diǎn)及其功能，選擇合理高效的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，提升熱能的利用率。通過(guò)升級(jí)改造技術(shù)設(shè)備，增加新能源在生產(chǎn)中的比重，逐步減少對(duì)煤等傳統(tǒng)能源的依賴，以更好地保護(hù)環(huán)境

3.5 利用催化劑提升化學(xué)反應(yīng)速率

催化劑是化工生產(chǎn)中不可缺少的原料之一，除了能加快化學(xué)反應(yīng)速率，有效加快生產(chǎn)速度以外，還能提升原料的轉(zhuǎn)化率，從而降低能源消耗量，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能生產(chǎn)。舉例而言，在生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中，釩本身具有活性高、抗毒性好、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，將二氧化硫轉(zhuǎn)化成三氧化硫時(shí)，經(jīng)常使用釩作為催化劑。它在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用不僅使得硫酸生產(chǎn)的質(zhì)量、產(chǎn)量大大提高，而且使得生產(chǎn)成本極大的下降。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著化工企業(yè)發(fā)展規(guī)模日漸擴(kuò)大以及綠色生產(chǎn)觀念深入人心，化工工藝設(shè)計(jì)不僅要考慮到如何進(jìn)一步提升生產(chǎn)速率，還要關(guān)注如何升級(jí)改進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)，在提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，保證并提高環(huán)境效益?；すに囍饕婕暗皆线x擇、設(shè)備組裝以及流程設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)人員具體問(wèn)題具體分析，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)涉及到的能源消耗和排放問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，具體對(duì)策有，積極引進(jìn)新技術(shù)、升級(jí)改造設(shè)備、對(duì)生產(chǎn)資料進(jìn)行循環(huán)利用、利用催化劑提升化學(xué)反應(yīng)速率等。