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摘要:当今时代,节能减排是各行各业发展的重点。本文通过分析氟化工产品建筑节能减排的重要意义,探索氟化工产品在建筑当中能时间节能减排效果的应用现状及其在未来的发展前景。氟化工业拥有非常完成的产业链,而氟化工业的产品也具有其他材料所没有的优势,通过详细讨论氟化工废热回收利用的原理与应用,本文进一步论证氟化工产品具备节能减排效果。
关键词:氟化工产品;节能减排;废热回收
引言:氟化工行业是由化工行业衍生出来的。氟化工行业的产品数量多、质量优、性能佳、应用广,在各个行业当中都有不可代替的作用。被应用到建筑行业当中的氟化工产品一般都是有机氟化工产品,这一类产品在全球的使用率增长迅速。现在,中国、美国、日本与欧盟是世界四大氟化工产品的生产与消费区。
一、氟化工产品建筑节能减排的重要意义
氟化工产品当前被广泛用于各类高端家居的装修当中,比如被做成各类型的家具漆、装修漆、万能胶等建筑和装修材料。大部分的氟化工产品,比如氢氟酸、聚四氟乙烯等,都具备较高的耐化学品性能,使用这种原料制作的产品比起其他同类型材料,对高低温的变化有更好的适应性,在建筑领域的使用非常广泛。另一方面,氟化工产品的绝缘性能优异且更耐老化,使用寿命更长。在建筑当中使用更多氟化工产品有利于在后续的建筑物养护工作当中减少零件更换频率,进而实现节能减排的目的。
二、氟化工产品在建筑中实现节能减排的现状与前景
(一)氟化工产业链
我国的氟产业链主要涵盖化学工业、冶金以及建材领域。福化工产业当中的上下游产品关联度比较高。提取氟的主要原料是萤石,通过加工萤石,可以获得生产氟化合物的原料氟,对原料氟进行加工,可以得到氟碳化合物,这是氟化工产品线上的中游产物。氟碳化合物可用于冷冻设备以及空调当中,为这些人们日常生活与工作当中必备的电器提供基本材料。而对这些中游产物再进行加工,就可以得到含氟物高分子材料,这种材料的应用范围更广,可以被应用在建筑涂层、电线绝缘、管材制作等诸多方面。氟的原料在我国的储量较为丰富且价格较低,在开发、使用以及运输和储存的过程当中对周围的环境影响较小,目前使用萤石提取氟的方法较为经济,但由于萤石属于非可再生资源,近年来有关行业也正在寻找能够代替萤石的更加环保的原材料,氟化工的生产正逐渐向更加现代化的方向发展。
(二)氢氟酸的节能减排
我国发展氟化工产业具备许多优势,也因此,我国的氟化工产品的价格一直都较为亲民。这主要得益于我国丰富的萤石资源,丰富的原材料为我国的氟化工产品提供了广阔的发展空间。氢氟酸就是其中最显著使用范围最广的一种。当前我国是无水氢氟酸最大的出口国之一。氢氟酸材料的节能减排主要体现在其生产过程的污染较小。我国生产无水氟化氢的装置对工业废料的利用率非常高,能有效减少化工垃圾的排放,对周边的土地污染更小。且在生产过程当中,来自锅炉的废气也会用过反应炉以及净化系统进行处理,只要操作得当,对大气的污染程度也会小于其他化工生产过程中造成的污染。
(三)回收利用氟化工废热节能减排
而在其他氟化工的生产过程当中,很多化工厂也会将氟化工废热进行回收利用,能够在很大程度上减少燃料使用,降低了空气污染。氟化工产品生产过程当中会产生大量的反应热和蒸汽凝结水,这些都是利用价值丰富的资源。绝大多数的化工厂都会选择将这些含有高热量的资源进行回收利用。比如在三氯乙烯和四氟乙烷发生反应就会产生大量的热,而其凝结水当中含有的热量是蒸汽热能的20%~30%,如果能够加以利用,可以节省很多煤炭等燃料,这不仅能够提高企业的经济效益,也能在很大程度上减少煤炭焚烧时产生的空气污染,保证社会效益。当前我国的各大化工企业在生产的过程当中,凡是能够被回收利用的反应热与迎接水,都会通过间接加热的方式进行回收,这种方法可以提高回收量,提高材料的利用率,能够帮助实现节能减排的目标。我国对于反应热和凝结水的回收率目前已经超过60%,而对于部分可能被污染、但有回收价值的凝结水,工厂也会通过净化装置对其进行采用监测回收或净化回收的方式尽可能保证所有蒸汽与凝结水都能被利用,减少氟化工产品生产过程中的碳排放量[1]。
三、氟化工废热回收利用的应用技术
(一)回收废热如何实现节能减排
对于氟化工产品生产过程中造成的废热,在进行回收的时候通常是与凝结水的回收相结合进行的。通过事先设计好的废热回收利用系统,可以实现热量的有效回收与梯级利用。这种回收方式可以将资源与燃料的价值最大化应用在氟化工产品的生产过程当中,燃料的利用率足够高且稳定的情况下,也可以在同一生产过程当中适当减少煤炭、石油等燃料的使用,有利于不可再生资源的节约。
(二)综合回收利用技术
氟化工产品在生成过程当中的废热主要来自于各种蒸汽凝结水,应该采用分级回收利用的技术。氟装置的用汽设备所需要的标准蒸汽气压不同,所以化工企业通常会将蒸汽压力按照参数的不同划分成不同的等级,针对等级进行回收。比如将用汽设备按照压力分成两级,再分别针对这两级的设备各做一套回收系统。这样就可以使蒸汽凝结水根据不同高低的压力分别流入不同的集水罐当中实现分级回收。氟化工产品由放热反应产生时,废热回收时既要回收废热也要回收蒸汽凝结水,需要采用废热综合回收利用技术。这种技术依靠综合回收利用系统完成,比如HFC-134a装置
[2]。
(三)经济效益与环境效益
氟化工产品在生产过程当中对废热和凝结水进行回收利用是当前绝大多数化工企业都会选择的方式。氟化工产品在生产的过程当中因为综合回收利用了废热与凝结水,所消耗的燃料等资源要小于其他化工产品。因为对凝结水等的回收利用,也实现了企业对于原材料利用率的不断提高。企业虽然是处于自身的经济效益不断研发这一环节的,但我们必须承认,正是因为废热综合回收利用技术的不断提升,才能保证氟化工产品生产时污染程度的大幅降低,这正是氟化工产品能被广泛推广、发挥出其节能减排优势的基础。
结论:资源紧张不仅仅是我国出现的问题,更是世界发展时面临的困境。复化工行业生产质量高,有利于全球实现资源的综合利用。氟化工产品能够实现节能减排很大程度上得益于其背后的技术和原料优势,以及其生产过程当中做到的更小污染、更低排放。这意味着氟化工产品在生产的时候就已经实现了节能减排。
参考文献:
[1]刘浩宇,童继红,冯毅萍,等. 氟化工产品链生产计划调度[C]//.第31届中国过程控制会议(CPCC 2020)摘要集.,2020:79.
[2]刘浩宇. 氟化工产品链生产协同优化研究[D].浙江大学,2021.