化工工艺及典型化工设备节能途径

赵 静（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌330000）

化工工艺及典型化工设备节能途径

赵 静（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌330000）

在经济与科技不断发展的影响下，逐渐提高了对化工工艺的需求，尤其是在建设社会主义节约型社会的今天，强化化工工艺及典型化工设备节能能力，已经成为现阶段最重要的问题，因此，本文将从化工工艺节能降耗的必要性入手，结合化工工艺及典型化工节能装置，重点研究化工工艺及典型化工设备节能途径。

化工工艺；典型化工设备；节能途径

前言

尽管我国地大物博，拥有较多资源，但依然受能源短缺困扰，这就需要重视节能，充分利用能源，做好化工工艺及典型化工设备的节能设计，只有这样才能实现可持续发展。通过研究发现，我国化工工艺上所使用的设备，能源利用率仅为32.5%，用热设备的能源利用率仅为54.5%，无论是哪种设备对于能源利用率并不充分，但在某种程度上也反映出，我国化工企业依然有较大节能空间。因此，有必要对化工工艺及典型化工节能途径展开研究。

1 化工工艺节能降耗的必要性

之所以要做好化工工艺节能降耗，主要在于以下几方面：①在经济快速发展的影响下，化工企业要实现可持续发展，就要在生产中重视能源充分利用，然而，我国化工企业却出现了能源短缺问题，影响了化学工作的进一步发展。但化工企业又离开化工原料，所以，在实际利用中就要重视能源生产，只有这样才能真正实现能源节约，进而提升化工工艺生产效率[1]。②有效减少能源浪费，随着化工工艺及典型化工设备节能降耗的实现，不仅可以降低化工成本，还能防止80%的化工能源浪费，这也是促进化工企业经济效益增长的有效方式。③保护生态环境，在化工工艺与典型化工设备实现节能以后，因化工产生的二氧化硫等污染物会大大减少，同时也可以有效避免分成等污染物的产生，进而实现环境保护的目标。

2 化工工艺节能途径

2.1 改变反应工艺条件

降低工艺能耗：①降低反应压力，从而抑制输送反应物机泵能耗、尤其是明显降低气态反应物的压缩功耗。②降低吸热反应温度，从而降低供热温位。③提高反应转化率，抑制副反应，从而减少反应能耗和产品分离能耗。

2.2 提高催化剂的活性

催化剂是化工生产工业节能的关键物质，一种新的催化剂可以形成一种新的更有效工艺过程，使反应转化率大幅提高，温度压力条件下降，单位产品能耗降低；另外通过提高催化剂的选择性，减少了副产物，既节约原料消耗，又降低了分离过程的负荷和能耗。

2.3 加强余热回收

在化工过程中总会有余热的排放，余热亦为二次能源，它是一次能源在转化中的产物，又是化工生产可被直接利用的能量，如将高温反应余热回收用于产生蒸汽供发电等工艺使用，或将低温位余热用于预热工艺物料。低温热回收将成为将来热回收的重点。

2.4 气体回收利用

整个化工生产过程会生产出中间气体及尾气，通过气体回收，既减少了有毒有害气体的排放，又降低了原料能耗。

3 化工工艺及典型化工节能装置

在化工企业中常见的节能装置主要有以下几种：

（1）热管换热器（详见图1），利用该装置主要是将热流体与冷流体区分开来，如果在利用中某个热管发生故障也不会影响其他部分运行，即便是在易燃易爆区域使用也可以。再加上在该装置被应用以后，冷热流体逆流换热也可实现，且具有良好的经济性。

图1 热管换热器结构图

（2）热泵，热泵主要是消费自身能量，且将周围能源汇集在一起，然后经过传热循环系统实现加温，这样一来就可以将冷凝器中的热量释放出去，并传递到储水箱中，然后再在膨胀阀的作用下回到蒸发器中，这样就实现了节能[2]。

（3）蓄热器，它主要是在工业锅炉中存储一定热量，并在需要的时候释放热量，同时该装置能够有效稳定过滤能力，强化锅炉燃烧能力，能源利用率也会随之提升。据统计，在蓄热器应用以后，化工企业每年至少可以节省12万元。

4 化工工艺及典型化工设备节能途径

4.1 优化设备，减少损失

对于化工企业来说，其工艺及典型化工设备的主要工作是分离提纯产品，但却经常会遇到在提纯中能源损失过多的情况，这就需要联系实际情况选择具有节能作用的化工设备，只有这样才能最大程度的减少能量损耗，如在实际工作中，可以适当优化精馏塔工作压力，这样就可以有效强化回流比，同时也可以通过热泵蒸馏的方式减少分离能源损耗。此外，也可以通过降低反应压力的方式实现压缩，这样既能降低吸热反应温度，还能降低供热温位，进而降低副反应发生几率，这也是实现节能的有效措施。为实现节能，可以将高效填料应用到设备设计中，尤其是注意具有良好绝热材料的应用，并运用最新生产方式，只有这样才能有效提升设备效率，最大程度的减少能源损失。

4.2 回收反应预热装置

在化工企业生产中经常会产生余热，而这些余热实际上就是二次能源的一种。一般来讲，在化工生产技术中，在第一次能源转化以后可以释放出75%的热情，并直接被应用到实际生产中，但剩余的没有被利用的25%余热，如果不并利用就会被浪费，化工企业投入成本也会增多，因此，这就需要安装回收反应预热装置，将余热利用起来，减少能源浪费。现阶段，应用最多的反应预热装置就是热管泵技术，该技术的利用可以有效增强余热回收能力，之所以利用该技术主要是由于它的体积相对紧凑，压力很小，且具有良好的控制露点腐蚀作用，尤其适合在合成氨工业、硫酸工业等化工工业中运用，通过研究发现，将该技术应用到合成氨工业中，能源利用率至少可以提升37.5%，在硫酸工业中运用，能源利用率则可以提升4.9%。总的来说，热管泵技术的运用可以有效提高能源利用率，化工企业经济效益也会随之提升。

4.3 强化管理能力

对于化工企业来说，要实现化工工艺与典型化工设备的节能，还要有良好的管理能力做基础。良好的管理不仅可以优化工艺流程，还能最大程度的减少能源损耗，所以，化工企业应选择管理能力强、懂得化工生产流程、具有实际工作经验的人员担任管理工作，确保化工管理工作正常开展，只有这样才能更好的实现节能技术培训，保证所有节能制度落到实处。为真正实现节能，化工企业应明令禁止超负荷设备的使用，并做好品位分类，调整好各个流程，采用合适的管理方式，明确设备维护机制，将所有管理工作落实到具体人员身上，进而强化管理作用[3]。

4.4 强化催化剂活性

催化剂是化工企业常用的物质，在催化剂被应用以后，可以有效加强或减缓化学反应，所以，要实现节能，就要强化催化剂活性，利用高活性催化剂减少原料的使用，如日本某企业为强化汽车废气处理能力，应用了氧化铝催化剂，随着该催化剂的运用快速、彻底的清除存在于汽油中的杂质，提高了汽油纯净度，该款汽车所排放的尾气中基本不带有二氧化硫等有害气体，有效保护了生态环境不受污染，可见，在化工工艺与典型化工设备中运用高活性催化剂可以有效减少工艺能耗，因此，应不断加大催化剂活性，并研制新型催化剂。

5 结束语

现阶段，我国正处于社会主义节约社会建设时期，要实现节能，就要从化工工艺及典型化工设备入手，提高化工处理技术，强化节能装置，注意先进技术的运用，加强与化工企业实际情况的联系，不断提高设备节能效果。应用一定的反应预热装置，提高管理能力，应用高活性催化剂，注重环保性的考虑，只有这样才能真正实现节能，加强对生态环境的保护，进而促进化工企业经济效益增长。

[1]虞正鹏.提升化工工艺节能降耗的途径探析[J].河南科技，2013，09：154.

[2]孔东波，邵俊华，罗传军.化工工艺中的节能措施研究[J].科技致富向导，2012，30：330+318.

[3]郝石杰.提升化工工艺节能降耗的途径探析[J].化工管理，2015，19：154.

TQ083.4

A

2095-2066（2016）32-0263-02

2016-11-3

赵 静（1984-），女，浙江杭州人，工程师，本科，从事化工工艺工作。