化工工艺中节能降耗技术的应用

王宇(兰州石化职业技术大学，甘肃 兰州 730060)

0 引言

从化工企业健康持续稳定发展的角度来看，提高化工工艺节能降耗水平，降低能源消耗是化工工艺进步发展的主要趋势。在具体实践中，可以通过优化结构、科学管理以及引入新技术等策略，提高资源利用率，避免能源的损失和浪费，从而实现效益最大化。

1 化工工艺节能降耗现状

化工行业作为我国经济的支柱型产业，在为国家创造了巨大经济效益的同时，也带来非常严重的资源浪费与环境污染问题，尤其是在化工生产中会产生大量的污染废弃物，这些物质会对环境以及人类身体健康带来很多不利影响。在倡导可持续发展的今天，化工行业能源浪费问题受到了广泛关注，并且能源危机越发严重，实现化工工艺的节能降耗，已经成为化工生产行业未来的发展的必然趋势[1]。

但是，目前化工工艺中还存在如下问题：化工企业生产技术人员缺乏，节能降耗工作得不到关注，在生产中节能降耗意识得不到落实，能源浪费问题严重；在化工工艺不断升级的过程中，过去的一些机械设备无法满足现代化的生产需求，尤其是使用时间比较长、并且缺乏维护的设备，在工艺生产过程中耗能巨大。

在化工工艺生产中能源耗损大、资源浪费严重是最突出的问题，从理论出发，并不存在某一种技术能够完全避免耗损，我们也可以理解为化工生产中不可避免会产生能源耗损，引入节能降耗技术的目的，是最大限度降低耗损，可以将一些耗损的能源转化为能量，实现能源的循环再利用；节能降耗技术的应用，还能够规范生产操作，避免资源的进一步浪费；节能降耗技术还能够减少污染物排放量，化工生产中会排放很多不可降解的污染物质，这些污染物质对人体会产生巨大伤害，也会对周围环境与人类健康带来不良影响。

2 化工生产节能降耗存在的主要问题

2.1 节能降耗的意识不强

从现阶段化工企业的生产情况来看，虽然一部分企业开始引入节能降耗技术，但是，很多部门人员并没有充分认识到节能降耗技术的意义和重要性，在生产中节能降耗技术应用不彻底，节能降耗应用效果不理想；缺少完善的组织机构对节能降耗技术应用进行监督，缺乏专门的节能降耗监督人员与技术人员，生产中过渡关注经济效益，忽视环境效益与能源效益，这些问题在很大程度上影响了节能降耗技术作用的发挥。

2.2 节能降耗的基础不完善

从目前化工生产的实际情况来看，化工工艺中如果想要实现节能降耗，就必须要依靠相应的基础设施作为支持，如果设备陈旧，或者没有及时进行更新、维修、养护，那么就会影响节能降耗效果。目前，一部分企业所使用的仪器并不是最新的，与最新的仪器相比，节能效果会大打折扣，有的甚至无法达到节能降耗要求。专业的设备是化工生产节能降耗效果得以保障的基础前提，设施、设备不先进、不完善，必然会影响节能降耗效果。

2.3 化工节能降耗工艺落后

化工工艺水平会直接影响节能降耗效果，想要达到节能降耗的目的，势必要优化化工工艺。但是，从现阶段化工生产中采用的工艺来看，还存在工艺水平不高、工艺不稳定等情况，这在很大程度上影响了节能降耗的效果，也不利于能源的可持续发展。

3 化工工艺中节能降耗技术的作用

上文对节能降耗技术、意义进行了分析，从中可以发现，节能降耗技术在我国化工行业可持续发展中发挥着非常巨大的作用，随着节能降耗技术在化工工艺中的应用，化工生产中的能源消耗逐渐减少，能源循环利用情况也有所灌输，节能降耗技术在化工工艺中的应用，作用显著。

3.1 减少化工生产的能源消耗

在过去化工工艺生产中会消耗大量的能源，并且生产效率低下，这些问题的存在严重影响了化工行业的发展。在节能降耗技术引用之后，化工生产中的能源消耗量大大减少，同时，也提高了能源利用率。节能降耗技术还可以控制各种有害物质的排放，降低了污染，缓解了能源危机，为化工行业的可持续发展提供了有力支持[2]。

3.2 实现能源的循环利用

化工工艺中节能降耗技术的应用，促进了能源的循环利用。任何国家的发展都需要强度的物质基础作为支持。我国物产丰富，能源丰盈，但是，由于地域广阔，能源存在分布不均以及人均占有量少的问题，比如我国西、北、东部地区的煤炭资源比较多，但是油气贫乏。化工行业具有一定特殊性，化工生产需要大量的能源供应，但是，从现阶段耗能量的情况来看，化工行业耗能严重，不利于自身以及能源的可持续发展。节能降耗技术的应用，是我国能源持续发展的需求，也是化工生产行业稳定发展的需求，节能降耗技术在化工生产中的应用可以说是时代发展的必然结果，它大大缓解了能源大量消耗的问题，有利于可持续发展目标的实现。

4 节能降耗技术在化工工艺中的应用

4.1 有效应用节能设备

4.1.1 热管换热器应用

热管换热器是一种比较常见的节能设备，并且节能效果显著。热管换热器具有良好的导热性质，热传递是通过全封闭真空管内工质的蒸发与凝结实现的，因此，热管具有良好等温性，还能够根据实际情况进行传热面积的灵活调节，也因此可以实现远端传热。另外，材质不同，热管的耐高温性与抗氧化能力也不同，受到材质的限制，可以通过加入陶瓷换热器的方式弥补这个问题。在经过一段时间的使用之后，热管换热器会积累一定量的灰尘，进而出现堵灰的问题，解决这个问题，要在事前进行受热面积调节。如果生产中出现腐蚀性气体，则可以通过调整管壁温度避免腐蚀情况。

4.1.2 蓄热器应用

蓄热器一般在工业锅炉中应用比较多，它的功能是在将储存和回收热量，这些热量被储存起来，在生产需要的时候这些能量会释放，进而实现循环利用，以此达到降低能耗的目的。以锅炉工作为例，锅炉工作会出现气量波动，气压会因此受到影响，还可能出现水位浮动的情况，在这样的情况下，就会给锅炉的操作带来难度，也会导致燃烧效率的降低。针对上述情况可以采取蓄热器，就能够使锅炉工作更加稳定，也可以有效降低其负荷，使锅炉更好的运行，提高锅炉的工作效率，最终达到节约能源的目的[3]。

从类型上分析，蓄热器包括两种，分别是定压式蓄热器、变压式蓄热器。前者是一种比较常见的蓄热器，并且运行稳定，在用汽量比锅炉蒸发量低的时候，多余的蒸汽就会用于加热给水，之后给水转变为饱和水储存在大锅炉中，相对来说给水蓄热器根据实用性，与小锅炉、大型锅炉温度比较高，其蓄热能力也会下降，此时压力受到影响，也就是说热量的增加或者减少，都会引发压力的变化，锅炉蒸发量比蒸汽量大的时候，多余的蒸汽进入到蓄热器中对饱和水进行加热，饱和水加热之后就会出现水汽凝结，水汽凝结之后蓄热器内部就会出现压力上升的情况；反之，蓄热器内部压力会增加，压力增加会导致沸点降低，这样一来蓄热器内部水就会沸腾，沸腾产生的水蒸气会向锅炉提供能量，锅炉负荷保持不变。自动阀门会进行气压控制，从而保持蓄热器与锅炉压力的常态。

4.1.3 热泵应用

作为一种新型的能源技术，热泵技术在我国很多领域得到了普及和应用，其主要功能是可以实现低位热源向高位热源传导，并且可以从自然界中获取热能，获取之后的热能会用语电力做功，进而实现能量转化，满足生产需求。通常来说，采用COP性能指数对热泵性能进行评价，大多数热泵制冷系数会保持在3～4之间，也就是说热泵可以将自身能量的3～4倍的热能进行传导，这种热传导是从低温物体向高温物体传递的，这样的装置就是一种能量提升装置，使用会消耗电能，但是，转换提取的能力却远远高于电能的消耗，因此，其效益还是十分显著的。

4.2 加强催化技术使用

催化剂是一种在化学反应中比较常见的物质，利用催化剂可以提升化学反应的活性，在规模化生产中使用催化剂，可以有效提高化学反应速率，还可以降低反应的条件，这样一来，化学反应就可以在低压条件进行，这样的反应耗能低，但是反应效果不变，因此，能够达到一定的节能目的。

4.3 加强工艺自动化控制

实现化工生产自动化，是化工行业发展的必然结果，也是提高节能降耗效果的有效途径。引入自动化设备，可以大大降低能源消耗，以此保持工艺生产的稳定性、安全性、可靠性。比如，将PLC应用于实际化工工艺控制中，可以实现生产自动化。PLC也就是可编程逻辑控制器，其本质就是储存器，同时还可以进行逻辑计算、编程与顺序控制，可以根据实际情况对生产过程进行灵活调控。PLC系统通过数据采集对相关工作进行控制，系统模块会对采集的数据进行分析和转化，分析数据的准确性高，能够为生产中的节能降耗提供有力支持。另外，系统能够对数据进行自动扫描，结合相关的图标、文字对数据进行综合性分析，最终工作人员通过数据分析结果，就可以对设备进行相应的调节，已达到降低耗能的目的。工艺顺序控制可以对可选功能组级进行独立开启，或者关闭，这样可以满足单项控制需求，一旦其中一个环节出现问题，不会影响其他环节的工作，这样可以达到降低耗能的目的。PLC中断、关闭或者停止信号，以保证程序的开启或者关闭，自动化控制技术的应用大大提升了系统运行效率和稳定性，自动化生产也提高了操作准确性，避免了很多人为的操作，以降低能源消耗[4]。

4.4 控制生产动力损耗

生产就会出现动力耗损，而想要更好的达到节能降耗的目的，有效控制生产动力耗损也是非常必要的。比如：在生产线上键入变频、调速装置，实现速度的灵活调整，这样即可以避免很多不必要的动力耗损。另外，引入节能变频技术，通过调整速度频率，可以避免设备一直在处于工频状态运作，这样电量的消耗就得到了有效控制。想要更好的稻城节能降耗的目的，还可以对供热系统进行改良，通过采取组合装置的方式对系统进行优化和改善，这样系统的冷热能源转化效率就会大大提升，最终达到满足节能降耗的目的，还可以对余热进行回收。传统工艺生产工艺会消耗大量的余热，从而造成严重的能源浪费，而采用特殊装置对余热进行回收，就可以实现能源的回收再利用，进而达到节约成本和能源的目的。

4.5 对化工工艺生产管理进行完善

化工工艺中想要真正实现节能降耗，必然需要各种专业设备的支持，同时，还需要配合相应的生产管理，这样才能够保障节能降耗的目的。但是，由于化工生产涉及众多环节、生产规模大，因此，流程比较多，这也在一定程度上增加了能源耗损。管理部门以及相关人员要从生产环境入手，通过改变生产环境、生产条件等外界因素，为化工工艺生产提供更好的条件，从而减少其耗能。另外，管理部门要加大技能降耗控制的重视力度，通过构建专门的监督管理机构，在生产中进行生产操作进行严格管控，避免由于操作不规范导致的能源浪费。同时，进行组织化、合理化管理，预防设备出现高负荷生产，定期进行设备维修和养护，使其可以稳定、高效率运行，进而减少能源的消耗。

5 结语

化工行业的日渐繁荣，在很大程度上推动了社会经济的发展，但在取得相关经济效益的同时，能源消耗与环境污染问题也不容忽视。近些年，我国能源日渐匮乏、环境污染日渐严重，为了能够促进社会、能源的和谐发展，化工行业生产中必须要大力投入节能降耗技术，通过优化设备、加强管理、提升工艺等策略，确保化工生产的安全性、可靠性，减少化工生产环节出现故障的几率，最大限度节约能源，降低成本，为中国可持续发展战略的实施提供支持。