基于绿色制造概念的化工设备制造工艺与技术研究

2020-03-07常光辉

工程建设与设计 2020年2期

常光辉

（昶联金属材料应用制品（广州）有限公司，广州511470）

1 引言

随着时代的不断发展，环境逐渐成为影响人类未来发展中的重要问题，不可再生资源的迅速减少也使人类面临着巨大的能源危机。因此，为了人类的未来，应改变“先发展，后治理”的理念，秉承可持续发展理念，做到绿色生产，重视绿色制造概念在化工设备中的应用。以下简要介绍相关研究。

2 绿色制造的概念

绿色制造概念是近年来针对制造业生产对环境的影响问题提出来的，强调对环境的保护，通过优化生产设备和制造工艺减少污染，提高资源利用率，从而在不影响经济效益的前提下保护环境，提高社会效益。

为实现绿色制造，化工设备制造业应落实可持续理念，综合考虑生产、资源、环境、经济等多方面的因素，以资源和环境为核心，重视化工设备在生产过程中的可持续性，从而节省资源，减少制造业对环境的污染[1]。

3 化工设备绿色制造的必要性

3.1 时代发展的要求

传统的制造业往往只重视生产效率和经济效益，忽视了环境污染和资源浪费问题。随着温室效应和资源衰竭等问题的不断严重，传统的制造业向绿色制造转型已成为化工设备制造业的必然选择，通过节能减排、降低成本和提高经济效益满足可持续发展的需求。这既是时代发展的要求，也是企业转型、设备升级的良好时机。

3.2 提高生产技术的需要

在国家和社会的倡导下，许多学者投入对绿色制造工艺和环境友好型材料的研究中，并涌现出一大批可投入生产的研究成果。制造业应充分利用这些研究成果，将其应用于化工设备的设计中，对产业进行转型和升级，做到环境友好型生产。

4 化工设备绿色制造实施战略

实行绿色制造是可持续发展在化工设备制造业中的体现，需要国家、社会、企业的共同努力。我国实行的是社会主义市场经济体制，应以企业为主体，由政府进行适当的支持，并制定相应的政策和法规作为约束，鼓励科研机构在相关领域展开研究提供技术支持。（1）国家应加大对企业的扶持力度，培育更多的大型企业。大企业更重视发展的持续性，能更积极响应政策，注重自身的品牌，有足够的能力进行设备升级，因此，更方便管理，且能起到很好的带头作用。（2）制造业要积极提升自身的自主创新能力，根据企业自身的生产特点，设计既能满足生产要求又能符合绿色制造要求的化工设备至关重要。（3）国外化工设备绿色制造发展速度相对国内较快，并且已经积累了许多的应用经验，因此，我国制造行业应加强国际交流，以更加开放的态度参与到国际竞争中，利用全球市场提高绿色创新动力。

5 绿色制造概念在化工设备设计中的应用

5.1 增加化工设备的使用年限

化工设备在制造过程中会消耗大量的材料和能源，传统的化工设备使用一定年限或完成一定工作量后，部分部位会老化，影响生产效率和生产安全，需要维修或淘汰，使用寿命较短。绿色制造概念要求化工设备做到可持续使用，因此，其生产过程应从设计阶段落实可持续理念，充分考虑产品质量、生产速率等因素，在满足生产要求的前提下尽可能提高使用次数和年限，要做到节能、环保、零件可拆卸替换、可回收，减小设备重量，方便维修，从而实现生产设备长时间的使用。

5.2 生产绿色化

绿色生产要求无污染或少污染。为保证绿色生产，化工设备应从生产工艺和能源两方面入手，引入环境友好型的生产工艺，根据生产工艺制造化工设备，从而减少废物的排放和资源的浪费；使用清洁能源；同时，尽可能减少不可再生资源的使用，利用可再生资源进行替换；对设备进行减噪和降辐射处理，减少污染[2]。

5.3 对资源充分利用

绿色制造应充分利用资源，在设计化工生产设备时要尽量增加原料到产品的转化率，同时，考虑废料的循环使用和二次利用。例如，采用不同的工艺加工石油所产生的经济效益也有很大的差异。

5.4 选用绿色材料

选用合适的绿色材料能提高最终产品的绿色性，且对经济效益也有很大的影响。绿色材料应具有低能耗、低成本、转化率高的特点，还要容易回收和处理，对环境污染小。同时，化工设备在制造时也要多使用绿色材料，减少设备制造消耗的能源。

5.5 提高技术水平

化工设备生产时，要充分利用科学技术的发展成果，运用先进技术提高生产过程中的资源利用率，同时，减少环境污染。

5.6 做好废物处理工作

合理处理生产所产生的废物和废水，避免直接排入自然中造成污染。

6 化工设备的绿色制造工艺

化工设备的制造是一个系统性的工程，需要综合考虑生产工艺和各种物理及化学反应的条件，为满足产品生产工艺和反应条件的要求，要选用合适的材料，合理的制备方法，同时，要科学合理地利用材料下料、封头成型、焊接连接、表面优化工艺等措施实现绿色制造。

6.1 材料下料

材料下料是化工设备生产时的基本操作，随着科技的发展，切割技术已得到了极大的改善，许多切割工艺都得到了完善和发展，例如，激光切割、水射切割等方式，大大提高了切割效率。在制造设备时选用高效率、低消耗、低污染的切割工艺对化工设备的绿色制造具有重要的意义。

6.2 切割与表面工艺

表面工艺的发展能减少在对化工设备进行表面处理时所消耗的能源，原子分子沉积、表面改性处理、涂覆覆盖、颗粒沉积等表面处理方式已得到了极大的改善，合理运用这些处理方法能极大地提高化工设备的抗性，增加其耐腐蚀、耐高温等特性，从而增加设备的使用寿命。切割工艺的提升能减少废物的产生，增加化工设备部件生产的成功率，减少浪费[3]。