基于金属材料理化特性化工设备节能工艺的研究

刘曙光

摘  要：化工行业与其他行业存在着很大的异同，要想达到节能目的，必须根据该行业的特殊性制定出合理的方案，节能并非是吝啬于资源的使用，而是在使用的过程中减少浪费，提高资源使用率，化工设备的健全与完善是节能措施中最重要的一个步骤。对此，文章重点基于金属材料理化特性化工设备节能工艺进行研究分析，以供参考。

关键词：金属材料;理化特性;化工设备;节能工艺

引言

能源是世界经济发展的重要物质基础，我国能源虽然丰富，但人均占有量很低。目前我国能源面临严峻的形势和挑战，能源利用效率远低于发达国家，以大量消耗资源为代价换取经济的高速增长;节约能源、合理用能是全球性的发展战略，作为用能大户的化工生产行业，对这个问题应更加重视。节能降耗就是采取技术上可行、经济上合理、环境和社会可接受的一切措施，来提高能源的利用效率，最大限度地减少消耗。

1当前国内外化工节能措施

1.1加强能源管理

目前日本在能源管理方面处于领先地位，工业发达国家在化工生产领域通过加强能源管理，可使生产能耗降低7%-20%。加强能源管理的基础工作具体表现在建立能耗计量、测定热平衡、严格岗位责任制、建全操作管理和设备管理制度，杜绝跑、冒、滴、漏现象，提高保温效果，改善设备状况，在安全稳定生产基础上长周期运转。

1.2采用新的节能工艺和设备

改进工艺过程是化工企业节能降耗的重要手段，通过改进工艺，降低工艺总用能和过程火用损耗，从源头实现節能降耗。工艺改进主要包括采用新的催化剂和助剂等提高目的产品收率;开发新工艺，提高装置操作弹性，从而降低能耗。

2金属材料理化特性对化工设备节能工艺的影响

2.1金属热处理对化工设备节能的影响

金属材料的热处理是指将金属材质的工件放在一定的介质中，对其进行加热、保温和冷却等处理，通过这些方式改变金属材料表面或内部的组织结构来控制金属性能的工艺方法，将被处理过的已改变性质结构的金属材料用在化工设备上，达到节约能源的作用，如将经过外加电源保护法的金属放在化工设备内，减少设备产生的腐蚀面，降低对化工设备处理的费用，延长化工设备的使用寿命。

2.2化工设备常用金属材料加工工艺

化工设备常用的金属材料的加工分为冷加工和热加工，冷加工主要包括钳、刨和磨等，化工设备的热加工主要为铸造和锻压，锻压分为锻造和冲压，锻造和冲压都属于变形加工，锻造加工的历史比较长，锻造是用捶打和挤压的方式把金属锻造成型，冲压即冲击和挤压，冲压的加工方式主要应用于加工无烟囱锥度要求获得一定规格的零件，这种方式生产成本低，且非常高效。

2.3化工工艺可能用到的金属处理方法

第一，金属铸造工艺。金属铸造是指将熔融到一定程度的金属熔液倒入铸型中，经过冷却和凝结后得到预定形状铸件的工艺。金属铸造工艺可以避免使用机械化加工而产生的能量损耗，金属铸件的稳定性高，表面粗糙度低，易于人工掌握;第二，金属材料切割。金属材料切割是指用机床等对坯料或工件进行切割，让工件成为所需要的尺寸。金属材料的切削加工是机械制造工艺中的重要加工方法，可以达到工件所需的精度和表面粗糙度，在机械制造工艺中一直占有重要的作用;第三，粉末冶金。粉末冶金是用金属或非金属为原材料经过一系列复杂的化工工艺形成金属材料、复合材料等，粉末冶金可以减少金属成分偏聚、不均匀等缔结问题，粉末冶金技术在化工工业、材料制备、纳米科技、新材料等领域都具有举足轻重的作用;第四，金属焊接。金属的焊接是指在高温、高压或加热的方式下对金属或其他热塑性材料进行接合的制造工艺，好的焊接技术是机械制造的根本，如果焊接不恰当会直接影响产品的性能，好的金属焊接也可以提升化工设备的质量，增加化工设备的使用时间。

3基于金属材料理化特性化工设备节能工艺研究

3.1化工设备节能减耗的方法

第一，化工设备减耗方法。化工设备的主体材料对酸碱性的要求都很高，适合用于化工设备主体材料的金属有很多，但是那些金属的造价高，用于化工设备的制造并不符合化工工艺发展的合理性。为了找到适合代替昂贵金属的化工设备的金属材料，可以对一些金属材料进行处理。例如，利用化学腐蚀的原理对化工主体设备进行钝化或者电镀处理，阻止反应物对化工设备的腐蚀，降低化工设备的损耗;第二，化工设备节能方法。利用金属具有导热性的理化特性，对化工设备工作过程中产生的热量进行收集和贮存。导热性好的金属散热性也好，导热性最好的金属是银，铜和锌次之，可以用来收集化学反应过程中产生的热量，如用导热性好的金属制作散热器、热交换器等化工设备的零件，提高能量的利用率，增加化工设备节能的效果。

3.2化工工艺节能减耗的方法

第一，加快化工工艺反应的时间。热管换热器可以加快化工工艺反应的时间，减少化工设备中反应进行的时间和热量的损耗，减少化工工艺冷热水交换时物质分离所造成的能量损耗。热交换管可以提高整个化工设备的能量运用率，热交换管在化工反应中灵活性很大，热交换管可以用作分离提纯。在化工工艺的热分馏中，采用热蒸馏的方法，可以解决堵灰和能量流失等问题;第二，减少化工工艺过程中的能量损耗，使用化工设备减少化工工艺反应过程中的能量损耗，利用金属的性质加强热泵的热收集能力，使化工设备工艺更加节能，例如热泵可以利用自身的能量，凝聚介质中的热量，可以降低化工产品分离过程中的能量损耗，避免化工工艺发生过程中热循环系统逐渐升温而造成的体系不稳定问题，减少能量的流失。

结束语

综上所述，产和动力耗能是浪费能源最主要的地方，从这两方面着手，能够节省很多不必要浪费的资源。除了节能之外，还提出了减排的发展理念，化工行业在节能的同时还要注重对排放物的处理，废气污水需要经过专业的处理再排放入自然中。我国倡导可持续发展，这种理念并不仅仅只应用在经济上，资源和生态环境同样适用，我国工业在实行资源可持续发展的同时，还应该建立一个可持续发展的生态环境。

参考文献

[1]  尚文庭.化工设备节能技术应用与发展趋势[J].化工设计通讯，2018，44（01）：104.

[2]  范喜频，解利芹.化工设备节能技术应用与发展趋势[J].化工管理，2017（25）：127.