化工工艺中节能降耗技术措施浅析

2017-03-01陈珊珊

化工时刊 2017年8期

陈珊珊

(南京工大膜工程设计研究院有限公司，江苏南京 210009)

对化工工艺中节能降耗措施的探索、研究，有助于贯彻落实我国的可持续发展战略。随着环境问题的日益严峻，温室效应的影响愈发强烈，地球的生态系统一次次的给人类敲响了警钟。如何最大程度的降低能源消耗，提高生产率，减少环境污染成为了现代工业技术的发展趋势。目前，在我国化工产业中，能源的浪费现象普遍存在，不单增加了企业生产运营成本，还阻碍了我国工业的现代化进程。因此，在化工工艺中应用节能降耗技术的措施不但是化工企业实现优化管理的需要，也是实现可持续发展的重要手段。

1 化工工艺中的能耗分析

化工产业作为传统高耗能行业，在实际的生产工艺过程中其能耗主要分布在能源的损耗与能源的浪费这两个方面。

1.1 化工工艺中的常见能耗

在能源的损耗方面，顾名思义，其主要指的是由一系列主观因素所导致的不必要能量损失。出现能源的损耗主要由化工工艺中的技术工艺、设备状况、操作水平、企业管理等因素造成。通过改进技术工艺，升级反应设备，定期维护装置，重视技术人员的培训，加强人员管理，提升企业管理水平等措施可以有效降低能源的损耗。

在能源的浪费方面，其主要体现为在化工反应过程中的理论上的最小功。该种能源的浪费主要是为了保障企业持续生产加工的必要速度和进度而存在的推动力以及一些无法对之进行消除避免的能量耗散。目前来看，理论上的最小功暂时没有节能降耗的潜力，尚无法通过节能降耗技术手段来降低能源的浪费。而在能量的损耗上则具备极大的节能降耗潜力，通过对企业的生产过程采取一些控制手段及针对性的节能降耗措施即可对其进行有效的改善和规避，同时这也是目前在化工工艺中应用节能降耗技术措施的主要切入点。

1.2 影响化工工艺中能耗水平的因素

在化工工艺流程中，反应、提纯及分离是整个工艺流程中最主要的步骤，同样也是工艺能耗水平的决定性因素。反应的温度、压力等条件，所需的产品纯度，分离操作的数量都对化工工艺中的能源消耗有着极大的影响，而这些都是由该套工艺的技术水平所决定的。因此可以说在化工工艺中，工艺的技术水平是影响能耗水平的最为重要的因素。除此以外，设备的工作效率，技术人员的专业水平，动力能耗的控制手段，企业的管理机制，资源的利用率等都是影响化工工艺整体能耗水平的关键因素。

2 节能降耗措施的重要性

2.1 节能降耗措施对环境的影响

现代人类的日常生活之中充斥着各种化工及化工衍生产品。这些产品虽然人们的日常生活带来诸多便利，但其在生产过程中产生了多种有毒、有害物质。这些物质不单对环境造成极大的污染，同时也对人体健康造成危害。必须采取相关措施对有毒、有害物质的产生进行有效控制，来降低化工生产过程对环境的不良影响。在化工工艺中采取节能降耗技术措施可以有效减少生产过程造成的空气污染、水污染，减少温室气体排放，延缓全球变暖，借此起到保护自然环境，保障人类身体健康的作用。

2.2 节能降耗措施对工业的影响

降低生产成本，提高生产率是每个化工企业的生存之道，也是行业转型升级的主要方向。在国家大力建设可持续发展社会的今天，绿色低碳环保的理念早已深入人心，节能降耗技术也成为了企业核心竞争力的重要组成部分。在化工生产过程中应用节能降耗技术可以增加企业的竞争优势，并在同类产品的技术竞标中得到更高的支持率。这都有助于提高企业的市场占有率，产生更多的经济效益。同时，在化工行业中推广、普及节能降耗技术可以形成良性循环，提升我国化工产业的整体技术水平以及在国际市场中的竞争力。

2.3 节能降耗措施对社会的影响

化石能源是一种非可再生资源，目前我国对化石能源的依赖度依然很高，绝大多数的化工企业的生产、运营都离不开石油、天然气、煤炭等化石能源，同时这些资源可用量也在逐年减少。如果过度重视扩大盈利、提高产能而忽视对工艺技术的节能降耗改良，必然会加快化石能源的枯竭，造成环境污染、能源危机的严重后果。除此之外，近年来因化工厂事故造成严重人员伤亡、财产损失，产生社会不良影响的类似事件屡有发生，引发了社会各界的广泛关注，同时对化工企业的安全性产生了质疑，这种现状严重阻碍了我国化工产业的平稳发展和转型升级。因此，采取节能降耗措施，优化产能结构，是每一个化工企业应尽的义务，也是必须履行的职责。

3 化工工艺中常见的节能降耗技术措施

3.1 工艺技术的改进革新

在化工工艺中，工艺技术的升级与化工生产过程的节能降耗之间有着密不可分的关联。使用先进的生产工艺，改进提纯、分离的技术工艺，可以更好地利用物质的化学特性，控制化工工艺的总用能，提高企业的经济效益。合理选择生产工艺，优先考虑节能连续型，高能量转化率的工艺，可以简化操作过程，提高生产率，达到减少能量消耗和降低原料浪费的作用，提高化工产品的综合效益。

3.2 改良反应的工艺条件

在化工生产过程中，反应的工艺条件对生产工艺的整体能耗有着很大的影响，改良反应的工艺条件可以有效控制化工工艺的能耗水平。其中，反应的工艺条件主要从反应的压力，反应的温度及反应的转化率这三个方面影响着生产过程的整体能耗水平。

在反应的压力方面，优化化工工艺中的压力结构尤为重要。通过对反应压力进行科学的计算并合理的降低反应压力，可以在保证反应体系稳定、高效运行的同时，对电机拖动系统的能耗进行优化，从而降低气相的压缩功耗，达到降低综合能耗的目的。

在反应的温度方面，首先应该了解化工工艺的反应温度区间，对反应温度进行科学合理的评估选择。通过对吸热反应的反应温度进行有效控制，降低反应体系的整体吸热量，继而减少生产过程的供热量，以达到提升整个化工工艺热能利用率的目的。

在反应的转化率方面，可以通过抑制反应过程的副反应，减少化工生产的副产物，从而提高了化学反应的转化效率，也降低了提纯、分离系统的压力，有效的减少了整个生产过程的能量消耗。

3.3 生产过程的动力能耗控制

在化工工艺中，动力能耗也是节能降耗的重点。通过对电机的变频调速和优化供热系统等技术手段，可以有效降低化工生产过程的动力能耗。

采用变频节能调速技术，可以有效降低电机拖动系统的耗电量。将过去化工生产过程中使用的阀门静态调节方案进行变频动态调节改造，能够有效解决装置负荷率低的问题，保障电机拖动系统的动态平衡，减少电力消耗。

从反应体系的温度结构出发，对供热系统进行整体优化，将反应装置进行联合供热，合理配置反应体系的冷、热能源流，提高热能利用率。

3.4 余能、余热的回收利用

合理利用余热余能，也是一种在化工工艺中节能降耗的有效措施。在资金的允许下，通过回收利用水、电、热的余能，可以帮助企业优化供能体系，提高能源的利用率。同时，化工反应污水的回收利用可以有效减少化工生产对环境的污染。随着余压、余热回收技术的不断发展、完善，未来企业可以通过余能余热的回收利用，大幅减少化工生产的能源损耗实现低碳环保的同时，提升企业的经济效益，做到一举两得。

3.5 装置设备的升级与维护

先进装置设备的应用可以提高生产效率，减少生产过程的能量损耗。通过选用高效分离塔、高效换热器、高效空冷设备、加热炉、变频调速电机系统等先进的节能型设备，达到有效降低化工生产过程中的整体能耗水平的目的。

在采用先进装置设备的同时，设备的维护和阻垢也至关重要。在化工生产过程中，众多传质、换热等机电设备在运行过程中会结垢，甚至锈蚀。从而导致其工作效率显著降低，使得大量的能量被浪费，增加企业的生产成本。因此，制定科学有效的装置维护计划，使用阻垢剂对反应装置进行定期护理，可以提高反应装置的能源转化利用率，延长设备的运转周期，保障化工生产过程安全、高效的进行。