郭建強
(山西省化工設計院,山西 太原 030024)
化工工藝是指原料經(jīng)過化學反應轉變?yōu)楫a(chǎn)品的方法和過程,該工藝涉及到能量的利用和物質的轉換?;瘜W工業(yè)是推動國家經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)之一,隨著化工工藝自動化水平的提高,產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到了大幅度提高。但是,化工生產(chǎn)過程中不僅存在著嚴重的能量浪費,而且會造成一系列污染,對環(huán)境造成不可估計的危害。
化工企業(yè)要想可持續(xù)發(fā)展,就必須節(jié)能降耗,減少能源的消耗。使用節(jié)能降耗技術,避免了原料的浪費,有利于化學工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,同時也滿足我國可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略要求[1-2]?;ぎa(chǎn)品的成本大都是在能源損耗方面,降低能源的損耗率就減少了化工產(chǎn)品的成本,從而創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。
在化工生產(chǎn)過程中,可以改善化工工藝反應的條件,如反應壓力、反應溫度等,實現(xiàn)節(jié)能降耗。
1)降低化工生產(chǎn)反應外部所需的壓力。分析某一化工生產(chǎn)過程的影響因素后,若其中某一影響因素的實現(xiàn)比增大壓力的代價小,那么可以增強該影響因素而降低反應壓力,在滿足化工過程實現(xiàn)的同時而降低了反應壓力,從而實現(xiàn)節(jié)能降耗,最終達到節(jié)能的目的。
2)分析化工過程是吸熱反應還是放熱反應。若是放熱反應,則可以將該過程放出的熱進行回收用于下次的吸熱反應過程,使熱量得到充分運用,從而降低化工工藝的整體供熱量,提高熱能利用率。
3)改變反應濃度、反應壓力等影響化學反應轉化率的因素,有效抑制副反應的進行,從而減少副產(chǎn)物的生成,不僅使原料得到充分應用,而且將反應過程的能耗及產(chǎn)品分離能耗降到最低,重要的是可以減少對環(huán)境的污染。
隨著社會技術的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,新設備的使用可以有效地實現(xiàn)節(jié)能降耗。先進的化工新工藝不僅可以使原料得到充分反應,而且能降低成本,給化工企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟收益。新工藝的出現(xiàn)還可以減少化工過程的危險性,保護作業(yè)人員的人身安全。近年來采用的結晶分離新技術、短程蒸餾新技術等可以使化工工藝的總用能得到有效的控制。此外,可以使用節(jié)能型電氣設備,如高效率的精餾塔、加熱器、冷凝器和吸收塔等,把設備總能耗降到可能達到的最低限度[3]。
化工企業(yè)的能源損耗是由諸多因素共同決定的。其中,最重要的是在工藝生產(chǎn)過程中工作人員的管理水平。工作人員管理水平的高低對能源的利用率有非常大的影響。企業(yè)管理者必須聘用專業(yè)的管理人員對化工工藝過程進行管理和操作。同時,還要定期對化工管理人員進行嚴格的節(jié)能思想教育與培訓。化工企業(yè)還可以將常見的節(jié)能降耗措施制作成廣告牌張貼到工廠各個角落,經(jīng)常對化工管理人員進行節(jié)能思想教育。完善生產(chǎn)管理制度和崗位責任制,努力提高員工的生產(chǎn)積極性。對隨意浪費能源和資源的員工給予相應的懲罰,而對節(jié)能創(chuàng)新的勤勞員工要給予相應的獎勵。使化工企業(yè)的生產(chǎn)管理規(guī)范化、制度化、人性化,實現(xiàn)節(jié)能降耗。
化工企業(yè)所用到的反應設備,如加熱鍋爐等機電設備,使用一段時間后經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的結垢或銹蝕,導致這些設備的傳熱系數(shù)降低,使熱能消耗增加。所以,需要使用阻垢劑對反應設備做定期清理與護理,保障生產(chǎn)有序進行,降低能耗。
催化劑可以增加化學反應速率,減少反應時間,從而實現(xiàn)能量的合理利用。同時,使用催化劑還可以提高反應物的轉化率,減少副反應的發(fā)生,使反應體系的副產(chǎn)品數(shù)量降低,不僅可以減少原材料的用量,而且能提高原材料的轉化率,使化工分離的負荷及能耗降低[4-5]。
余熱實際上是一種潛在可利用的二次能源。若將余熱進行收集利用,可以減少熱能的消耗,節(jié)約能源購買的成本。將某一化工過程放出的大量熱加以收集利用,在降低能量消耗的同時可節(jié)約成本。目前,常用的余熱回收利用技術是熱泵管技術,該技術可以有效地提高余熱的回收利用率。余熱的回收利用也是節(jié)能降耗的有效措施之一。
實現(xiàn)綠色化學的穩(wěn)定發(fā)展是保護環(huán)境最有效的方法措施。環(huán)境的保護、能源的有效利用都與化工工業(yè)活動密切相關。而化工工業(yè)要實現(xiàn)能源的有效利用就必須使用節(jié)能降耗技術,使化工生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)實現(xiàn)能耗小、污染小,保障國家能源的可持續(xù)發(fā)展,創(chuàng)造更美好的生活環(huán)境。
[1] 李志.化工工藝中常見的節(jié)能降耗技術措施[J].科技創(chuàng)新與應用,2014(9):51.
[2] 劉凱.化工工藝中的節(jié)能措施研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2014(8):107.
[3] 陳獻忠,雷培德.化工節(jié)能及發(fā)展趨勢[J].湖北化工,2003(4):41-42.
[4] 王峰.試論化工自動化控制的發(fā)展趨勢[J].化學工程與裝備,2011(8):138-139.
[5] 劉春梅.化工工藝中常見的節(jié)能降耗技術措施探討[J].企業(yè)導報,2013(2):298.