化工工藝中的新型節(jié)能降耗技術(shù)及其應(yīng)用研究

孟凡良

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山 467000)

1 化工工藝節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用意義

結(jié)合化工生產(chǎn)的特點(diǎn)，使用的能源大多為不可再生資源，如果過度開發(fā)這種資源，就會造成資源短缺。在社會其他領(lǐng)域，如居民生活、社會生產(chǎn)等方面都離不開能源的持續(xù)供應(yīng)，因此必須在化工工藝中重視節(jié)能降耗。在新時(shí)代化工工藝發(fā)展過程中，有關(guān)單位逐漸對節(jié)能降耗、綠色技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，旨在改善我國生態(tài)環(huán)境大面積污染問題。在化工工藝中科學(xué)運(yùn)用節(jié)能降耗技術(shù)的意義有：①提升能源綜合使用效率。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前世界范圍內(nèi)的化石能源總量正在逐漸減少，若繼續(xù)保持以往的能源開采、使用頻率，將會逐漸加重能源供應(yīng)短缺問題。在社會生產(chǎn)總能耗中，化工行業(yè)的能量消耗占據(jù)著較高的比重，為了防止能源短缺現(xiàn)象的發(fā)生，就需要提高化工能源的綜合使用效率。②有效降低化工生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境帶來的污染。在化工生產(chǎn)中，會產(chǎn)生大量廢氣、溫室氣體，如果直接排放到生態(tài)環(huán)境中，就會帶來十分嚴(yán)重的生態(tài)污染問題，并對周邊居民的身體健康造成極大的威脅，但充分利用節(jié)能降耗技術(shù)就能從根本上解決化工工藝造成的環(huán)境污染問題，真正為周邊居民提供一個良好的生態(tài)環(huán)境。

2 化工工藝節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用

2.1 引入全新的節(jié)能降耗設(shè)備

任何一項(xiàng)化工工藝的實(shí)施都需要借助相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)，想要促進(jìn)節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，就需要配備先進(jìn)的化工生產(chǎn)設(shè)備。如凈化和分離技術(shù)，相比于傳統(tǒng)高壓精餾塔分離提純技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)在先進(jìn)的可調(diào)電壓精餾塔設(shè)備的配合下，可以有效降低能耗，同時(shí)降低熱泵整流壓力、回流比、吸熱反應(yīng)等，提升化工產(chǎn)品的安全性與環(huán)保性。

2.2 動態(tài)性監(jiān)控化工生產(chǎn)的能耗

對化工生產(chǎn)的能耗進(jìn)行動態(tài)性監(jiān)測時(shí)，可以科學(xué)運(yùn)用回收再利用、變頻調(diào)速技術(shù)等手段。①化工企業(yè)在日常生產(chǎn)工作中可以積極回收水資源、余熱資源等，并利用蒸發(fā)器等設(shè)備回收余熱資源，從而在有機(jī)工段中完成余熱的運(yùn)輸與轉(zhuǎn)化，當(dāng)吸熱達(dá)到飽和狀態(tài)后即可生成有機(jī)蒸氣。在螺桿膨脹機(jī)中，使用有機(jī)蒸氣進(jìn)行傳輸，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換。在電能產(chǎn)生以后，可以有效回收余熱，并再次投入使用，真正意義上達(dá)到化工工藝節(jié)能降耗的效果。②科學(xué)運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以改變電動機(jī)外部電源的供熱頻率，動態(tài)性調(diào)整電動機(jī)頻率和負(fù)載轉(zhuǎn)速。將這一原理運(yùn)用起來，結(jié)合化工工藝生產(chǎn)中的靜態(tài)發(fā)展目標(biāo)，利用節(jié)能動態(tài)調(diào)速閥門進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，使電機(jī)拖動系統(tǒng)切換輸入輸出狀態(tài)時(shí)保持良好的動態(tài)平衡，切實(shí)達(dá)到降低化工工藝能源損耗的目的。

2.3 優(yōu)化反應(yīng)工藝條件技術(shù)

化工工藝生產(chǎn)主要包括溫度、化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率以及反應(yīng)壓力等反應(yīng)工藝條件。在節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用過程中，必須將這些工藝條件進(jìn)行優(yōu)化與改良，利用科學(xué)的工藝達(dá)到節(jié)能降耗的目的。對壓力進(jìn)行控制時(shí)，要結(jié)合化工生產(chǎn)工藝，科學(xué)計(jì)算，合理控制。將節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用到熱量生產(chǎn)階段時(shí)，通常需要對溫度進(jìn)行精確控制，防止高溫造成能源大量損耗以及化學(xué)反應(yīng)中熱量浪費(fèi)。同時(shí)，保證化學(xué)反應(yīng)溫度控制的穩(wěn)定性，對溫度變化中的能量交換進(jìn)行有效控制。在化工生產(chǎn)工作中還需要科學(xué)調(diào)整反應(yīng)條件，尤其在優(yōu)化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率時(shí)，更需要利用節(jié)能降耗技術(shù)加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)，動態(tài)性調(diào)整化學(xué)反應(yīng)物的量，以成本低廉、能源損耗少的化學(xué)反應(yīng)物來替代高能耗反應(yīng)物。最后，回收利用各種副產(chǎn)物同樣能達(dá)到節(jié)能降耗的目的，這也是化工工藝在未來發(fā)展階段實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新與優(yōu)化的主要方向。

2.4 加大化工生產(chǎn)工作人員的培訓(xùn)力度

在化工生產(chǎn)過程中引入新型設(shè)備可有效提高生產(chǎn)效率，熟練操作非常關(guān)鍵，化工企業(yè)應(yīng)定期組織現(xiàn)有員工參加技術(shù)培訓(xùn)活動，要求員工熟練掌握各種新型設(shè)備的操作要點(diǎn)。除此之外，企業(yè)還需要從思想層面加強(qiáng)員工對節(jié)能降耗技術(shù)的重視度，引導(dǎo)其樹立節(jié)約能源損耗的意識，結(jié)合化工產(chǎn)業(yè)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀，有針對性地講解各項(xiàng)化工工藝的技術(shù)要點(diǎn)，通過科學(xué)的技術(shù)培訓(xùn)活動提高員工參與積極性。

2.5 運(yùn)用污水回收技術(shù)高效利用水資源

在化工生產(chǎn)加工期間通常會產(chǎn)生大量污水，因此必須運(yùn)用污水回收技術(shù)高效處理，以達(dá)到水資源循環(huán)利用的目的。在化工生產(chǎn)過程中，污水會攜帶一定熱能，將余熱有效利用起來，同樣可以促進(jìn)化工生產(chǎn)能耗的減少。有關(guān)部門還需要對污水處理廠中的能量消耗問題高度重視，通過優(yōu)化污水處理的各項(xiàng)工藝來減少水資源浪費(fèi)。而化工企業(yè)則需要結(jié)合自身發(fā)展情況，本著節(jié)約用水的目的高效處理化工生產(chǎn)期間排出的污水，最大限度地提高化工污水的回收利用率。

2.6 大力推廣高效催化劑的使用

將催化劑運(yùn)用到化學(xué)反應(yīng)，不僅有助于減少化學(xué)反應(yīng)中的副產(chǎn)物，還能推動化學(xué)反應(yīng)中的產(chǎn)物產(chǎn)量，使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率得到提升。使用高效催化劑能有效降低化工生產(chǎn)中的能源損耗，從整體上提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率。這就需要化工企業(yè)充分認(rèn)識到使用高效催化劑的重要性，并對催化劑應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行積極創(chuàng)新與研發(fā)。

3 新型節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用

3.1 水煤氣技術(shù)的應(yīng)用

水煤氣技術(shù)應(yīng)用到甲醇生產(chǎn)階段，可以有效減少生產(chǎn)期間形成的能源損耗，并在水煤氣技術(shù)的支持下生成合成氣反應(yīng)。傳統(tǒng)化工工藝中最理想的氫碳比為2.1～2.2。將粗煤氣加熱投入到預(yù)變爐等待一段時(shí)間后，預(yù)變爐中生成的氣體會進(jìn)入到主電爐，使得氣體交換溫度達(dá)到300 ℃以上，使副產(chǎn)蒸汽與粗煤氣原料中生成的氣體溫度下降到176 ℃。當(dāng)合成氣體溫度達(dá)到40 ℃后，再將其投入到低溫甲醇生產(chǎn)工藝中。

3.2 酸性氣體脫除技術(shù)的應(yīng)用

由于煤炭中包含著大量硫元素、氮元素，因此在煤炭化甲醇生產(chǎn)過程中會排放三氧化硫、硫化氫、二氧化硫等酸性氣體，使得甲醇生產(chǎn)設(shè)備受到不同程度的腐蝕，并對周邊大氣環(huán)境造成一定的污染。但將酸性氣體脫除技術(shù)應(yīng)用到低溫甲醇洗工藝，就能從源頭上避免甲醇排放廢氣污染問題。實(shí)際上酸性氣體脫除技術(shù)主要以物理吸附的方式去除氣體，而低溫甲醇生產(chǎn)工藝中生成的煤化氣體又由大量酸性氣體組成，這些酸性氣體可以在煤化氣體中融合，以此保證甲醇提取工藝的實(shí)施效果。脫除酸性氣體時(shí)還可以充分利用吸收式智能裝置，并為酸性氣體提供-40 ℃左右的工作環(huán)境。由于酸性氣體在低溫作用下可以吸收制冷裝置中的合成氣體，并在吸收塔上部脫除二氧化碳，在吸收塔下部脫除硫化氫氣體，真正為煤化合成氣體的性能提供了基本保障。

4 結(jié)語

在化工企業(yè)生產(chǎn)工作中，若不解決污染和能耗等方面的問題，將會在很大程度上影響化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。需要化工企業(yè)積極與時(shí)俱進(jìn)，將新型節(jié)能降耗技術(shù)充分利用起來，以此促進(jìn)化工生產(chǎn)節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。