化學(xué)工藝中常見(jiàn)的節(jié)能減排技術(shù)研究

葉新友(焦作市中站區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)，河南 焦作 454000)

0 引言

對(duì)于我國(guó)化學(xué)工業(yè)而言，優(yōu)化節(jié)能效果降低“三廢”排放是促進(jìn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必要手段，通過(guò)采用節(jié)能減排技術(shù)可以有效降低化工生產(chǎn)給環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響。從客觀角度分析，化學(xué)工藝發(fā)展雖在一定程度推動(dòng)著化工生產(chǎn)，但同時(shí)，環(huán)境污染、能源消耗問(wèn)題也隨之而來(lái)。怎樣才能在提高化工生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，保證節(jié)能減排是化學(xué)工藝技術(shù)研發(fā)亟待解決的問(wèn)題。

1 化工行業(yè)存在的環(huán)保問(wèn)題

目前全世界都面臨生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，世界各國(guó)制定了相關(guān)戰(zhàn)略對(duì)策解決環(huán)境污染問(wèn)題。我國(guó)同樣面臨較為嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，其中化學(xué)工藝研發(fā)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題比較突出。在發(fā)展中，傳統(tǒng)化學(xué)工藝不僅不能滿足現(xiàn)代產(chǎn)品需求，還會(huì)產(chǎn)生污染物質(zhì)，一些傳統(tǒng)化學(xué)工藝模式早已不適合化工行業(yè)發(fā)展，急需進(jìn)行改進(jìn)和提升。這就意味著化工行業(yè)需加強(qiáng)技術(shù)優(yōu)化，立足于化學(xué)工藝特征，用節(jié)能減排的新工藝替代傳統(tǒng)的高耗能、高排放工藝勢(shì)在必行。同時(shí)，在一些化工生產(chǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢水，這些廢水含有化學(xué)性質(zhì)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。且這些廢水不能盲目回收利用，如果在沒(méi)有經(jīng)過(guò)專業(yè)處理就進(jìn)行二次利用，就會(huì)引發(fā)一系列健康和安全問(wèn)題。

時(shí)代的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都離不開(kāi)化工行業(yè)的支撐，而化工行業(yè)所產(chǎn)生的“三廢”與能耗問(wèn)題則影響著人類健康生活、社會(huì)和諧發(fā)展。所以，化工行業(yè)需關(guān)注市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，跟隨市場(chǎng)發(fā)展引入新方法、新技術(shù)、新理念，摒棄傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，運(yùn)用節(jié)能減排技術(shù)降低能源消耗，減少?gòu)U氣、廢水產(chǎn)出，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧發(fā)展[1]。

2 化學(xué)工藝中常見(jiàn)節(jié)能減排技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 選用先進(jìn)適配的催化劑降低能耗

在化學(xué)工藝中催化劑的主要作用是加快或減緩化學(xué)反應(yīng)速度，在化學(xué)工藝中占有重要地位。使用高性能催化劑能有效提高化學(xué)反應(yīng)速度以及轉(zhuǎn)化率，催化劑具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，無(wú)論在溫度與壓強(qiáng)較低或較高環(huán)境內(nèi)都能正常反應(yīng)，從而降低能源消耗量。但在使用催化劑時(shí)需注意的是，必須選擇適合的催化劑。如今市面上有許多類型催化劑，但并不是所有的催化劑都符合化學(xué)工藝生產(chǎn)要求。當(dāng)所使用的催化劑和生產(chǎn)過(guò)程相匹配時(shí)不僅能夠減少原料用量，還能夠提高原料利用率，減少副產(chǎn)品生成，達(dá)到提高產(chǎn)率、降低能耗的目的。如焦作市華德瑞化工股份有限公司年產(chǎn)4 000噸三氯乙酰氯項(xiàng)目中選用二氯化硫催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，不但大幅降低了反應(yīng)溫度，還大大提高了化學(xué)反應(yīng)的選擇性，有效降低生產(chǎn)能耗，節(jié)約原材料成本，提高了企業(yè)的整體效益。

2.2 采用阻垢劑解決設(shè)備腐蝕問(wèn)題

阻垢劑的使用可以有效解決化工生產(chǎn)中的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，特別是對(duì)于現(xiàn)代化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)用到各種設(shè)備，設(shè)備類型品種越來(lái)越多，如：交換機(jī)、空氣壓縮機(jī)等都是化工企業(yè)常用的生產(chǎn)設(shè)備[2]。

然而設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中往往會(huì)存在氧化、腐蝕等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)線正常運(yùn)作。針對(duì)這些情況則可以使用阻垢劑對(duì)設(shè)備進(jìn)行清理，恢復(fù)設(shè)備高效運(yùn)行功能。由于在平時(shí)運(yùn)行中企業(yè)并沒(méi)有關(guān)注設(shè)備污垢、腐蝕情況，當(dāng)問(wèn)題積累到一定程度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行阻礙，如果使用普通清潔劑很難高效清理，若購(gòu)買的清潔劑較為劣質(zhì)反而會(huì)對(duì)設(shè)備造成二次腐蝕。而阻垢劑則可以深度清理設(shè)備，不會(huì)對(duì)設(shè)備行造成二次損害，具有延長(zhǎng)設(shè)備壽命、節(jié)約資源等優(yōu)勢(shì)。在焦作西部產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)化工園區(qū)中的企業(yè)已經(jīng)廣泛應(yīng)用阻垢劑來(lái)提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

2.3 回收反應(yīng)余熱

化工生產(chǎn)中總會(huì)有部分能源浪費(fèi)情況，如果無(wú)法從根源上減少能源損耗量，那么就需從后端考慮能源的回收再利用。從我國(guó)化工企業(yè)現(xiàn)狀來(lái)看，一些企業(yè)不重視余熱回收，浪費(fèi)了許多能源，但實(shí)際上這些能源只要經(jīng)過(guò)回收依舊可以進(jìn)行使用。所以，企業(yè)必須重視余熱回收操作，盡可能減少化工生產(chǎn)中的能源浪費(fèi)[3]。如焦作龍星化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)14萬(wàn)噸炭黑裝置及尾氣綜合利用項(xiàng)目將余熱收集起來(lái)進(jìn)行發(fā)電，全方位降低無(wú)用能源消耗，既可以避免有效能源浪費(fèi)，又與我國(guó)當(dāng)下提倡的節(jié)能降耗可持續(xù)發(fā)展理念相協(xié)調(diào)。

3 化學(xué)工藝中常見(jiàn)節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 提高管控力度

進(jìn)入新時(shí)期，化工企業(yè)應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作理念，提高節(jié)能降耗管控力度。對(duì)生產(chǎn)中所消耗的能源企業(yè)要定期加以統(tǒng)計(jì)、記錄，并在每天工作結(jié)束后計(jì)算出每個(gè)時(shí)間段的傳熱系數(shù)，給節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用提供有力依據(jù)。企業(yè)還需完善工作制度，實(shí)施責(zé)任制，以此來(lái)增強(qiáng)員工責(zé)任意識(shí)，將責(zé)任落實(shí)到人頭上，使節(jié)能降耗技術(shù)能在化工企業(yè)中得到有力推廣、應(yīng)用，發(fā)揮應(yīng)有作用。與此同時(shí)，在企業(yè)引入節(jié)能降耗技術(shù)后，勢(shì)必會(huì)引入與之相匹配的硬件設(shè)備，對(duì)這些設(shè)備企業(yè)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況定期維修保養(yǎng)，構(gòu)建與實(shí)際生產(chǎn)相符的工藝流程，從而充分發(fā)揮節(jié)能降耗技術(shù)優(yōu)勢(shì)，降低化工生產(chǎn)中的能源消耗。

3.2 有效控制動(dòng)力能源損耗

在化工企業(yè)中最容易導(dǎo)致動(dòng)力消耗的產(chǎn)品就是設(shè)備，針對(duì)設(shè)備運(yùn)行要加強(qiáng)能源損耗控制。在企業(yè)傳統(tǒng)電機(jī)動(dòng)力體系中涉及到了閥門操控，在節(jié)能降耗背景下企業(yè)應(yīng)當(dāng)引入與時(shí)俱進(jìn)的變頻操控技術(shù)，以此來(lái)提高操控準(zhǔn)確率。和傳統(tǒng)操控方法相比，變頻操控技術(shù)具有更強(qiáng)的處理功能，能夠?qū)Φ拓?fù)荷率加以處理，而這是傳統(tǒng)方法無(wú)法比擬的。并且，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中存在的高熱低能現(xiàn)象，要做好相應(yīng)輔助工作，企業(yè)應(yīng)對(duì)現(xiàn)有供熱體系加以優(yōu)化，使其達(dá)到降低能源消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的[4]。此外，要想在根源上避免能源損耗問(wèn)題，就需盡量選擇節(jié)能型硬件設(shè)備，這類設(shè)備更符合節(jié)能降耗要求，能有效提高能源使用率，降低損耗。

3.3 重視廢水處理工作

我國(guó)化工生產(chǎn)中廢水污染也十分嚴(yán)重。為了解決該問(wèn)題，化工企業(yè)必須在充分重視該問(wèn)題的基礎(chǔ)上采取有效技術(shù)予以改善，可以通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行處理，使處理之后的水質(zhì)能夠達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，因?yàn)槟壳叭蛩Y源較為緊缺，在進(jìn)行生化處理之后的水需要再進(jìn)行深度處理，使其能夠滿足回收利用標(biāo)準(zhǔn)。

焦作西部產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)河南佰利聯(lián)新材料有限公司100萬(wàn)噸/年高鹽廢水深度治理項(xiàng)目，就是將龍蟒佰利聯(lián)集團(tuán)廠區(qū)內(nèi)的酸性污水收集后轉(zhuǎn)入新材料公司氯化法鈦白生產(chǎn)系統(tǒng)，用于氯化渣的制漿，制漿分離后的含氯酸性廢水用電石渣進(jìn)行中和，中和后的氯化鈣廢水經(jīng)凈化后，與芒硝反應(yīng)形成石膏和稀氯化鈉鹽水溶液；其中，產(chǎn)生的白石膏采用壓濾機(jī)分離脫水，外銷；經(jīng)膜系統(tǒng)分離后稀鹽水溶液進(jìn)一步通過(guò)MVR蒸發(fā)裝置轉(zhuǎn)化成為濃鹽水，作為氯堿工段原料使用。該項(xiàng)目的實(shí)施，可有效把含氯廢水回收到生產(chǎn)系統(tǒng)，不僅可以減少?gòu)U水排放、避免氯離子污染，又可以充分利用氯資源，實(shí)現(xiàn)氯離子循環(huán)利用。公司原污水處理系統(tǒng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的外排水氯離子含量進(jìn)一步降低，可用于華潤(rùn)電廠，不僅解決了公司自身的問(wèn)題，也為園區(qū)提供了新的水源，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)水資源的再利用。另外，還可以通過(guò)催化微電解處理技術(shù)、多相催化氧化處理技術(shù)等來(lái)具體操作，提高廢水排放質(zhì)量。

3.4 優(yōu)化管理制度

我國(guó)化工生產(chǎn)中存在的能源消耗問(wèn)題受許多因素影響，除環(huán)境、技術(shù)因素外，還與人為、經(jīng)濟(jì)供給制、管理等因素密切相關(guān)。目前，我國(guó)化工行業(yè)管理部門要優(yōu)化管理制度，對(duì)化工企業(yè)行為進(jìn)行約束。為充分發(fā)揮制度作用，需建立監(jiān)督執(zhí)法部門，定期對(duì)化工企業(yè)行為進(jìn)行抽檢、巡查，確保化工企業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)滿足節(jié)能降耗要求，推動(dòng)各環(huán)節(jié)順利進(jìn)行。同時(shí)，還需改進(jìn)節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)，在借鑒國(guó)外優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上予以創(chuàng)新，使我國(guó)化工企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)能得到更新?lián)Q代，不斷引入、創(chuàng)新、研發(fā)節(jié)能技術(shù)。此外，在完善管理制度后應(yīng)將制度貫徹至化學(xué)工藝全程，以制度保障推動(dòng)我國(guó)化工行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)化工行業(yè)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用節(jié)能降耗技術(shù)，這既是新時(shí)期我國(guó)節(jié)能降耗、可持續(xù)發(fā)展理念實(shí)行必要路徑，又是推動(dòng)化行業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。從上文分析中得知，化工生產(chǎn)中比較常用的節(jié)能降耗技術(shù)主要有催化劑、阻垢劑、回收反應(yīng)余熱。對(duì)于化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，其是化學(xué)工藝的重要機(jī)構(gòu)，可以通過(guò)提高管控力度、有效控制動(dòng)力能源損耗、重視廢水處理工作及優(yōu)化管理制度等策略，有效發(fā)揮節(jié)能減排技術(shù)優(yōu)勢(shì)作用，改善現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)工藝，為我國(guó)化學(xué)工業(yè)持續(xù)進(jìn)步奠定技術(shù)支持。