化工工艺中节能降耗技术的实践研究

化工工艺中节能降耗技术的实践研究

韩岚

沈阳万益安全科技有限公司辽宁沈阳  邮编：110015

摘要：我国提出的“双碳”战略主要是实现“碳达峰”与“碳中和”的目标，倡导绿色、环保、低碳的方式，提倡绿色转型发展，以绿色技术创新促进我国产业结构和能源结构的调整，兼顾经济发展和绿色转型。而化工行业在生产过程中消耗的能源比重及总量普遍较高，存在大量的能源成本消耗，属于高能耗行业。同时，由于在发展初期对环境影响问题的考虑较少，导致传统的化工生产工艺对环境具有较大的负面影响。在国家“双碳”战略目标及高质量发展的影响下，化工行业必须重视起节能降耗技术的应用，以此更好地应对能源危机和环境污染问题。因此，为积极响应国家节能减排的号召，化工企业应认识到自身的责任，在实际生产过程中加强对节能降耗技术的应用，引入新技术和新设备，优化传统生产流程，以提高原料利用率，降低能源损耗。同时对于生产过程中产生的废水和废料进行回收再利用，以确保同步实现化工生产的经济效益和社会效益。

关键词：化工工艺；节能降耗

1. 化工工艺能耗现状及节能降耗现状

据中国石油和化学工业联合会统计，截止至2021年，化工行业能耗总量约为7.2亿吨标准煤，其中原料用能量占30%，约为2.19亿吨标准煤。目前，高能耗化工行业主要涉及烧碱、纯碱、乙烯、电石、对二甲苯、合成氨、黄磷、磷酸一铵、磷酸二铵9个重点领域。化工行业是一项高系统性、复杂性和危险性的产业体系，立足化工工艺生产的性质进行分析，化工行业在生产效率上具有极高的要求，而想要进一步提高生产效率，则需要重视起能源的节约。

2. 化工工艺中节能降耗技术的实践应用

(1)应用热管换热器优化现有工艺装置

热管换热器在化工工艺运作体系中是比较常见的一种节能降耗技术装置。热管换热器能够利用内隔板达到节能的目的，分离开冷热水，从而在整体上提高换热器的工作效率。在化工工艺实践中，热管换热器可应用于日化工业废气余热的回收，以生产清洁热风，干燥物料。在利用热管换热器进行带腐蚀烟气余热回收时，可以通过调整换热器冷凝段与蒸发段传热面积的方式，对热管的关闭温度进行改善，进而规避腐蚀影响。同时，对于在强酸或腐蚀等特殊环境中的化工工艺而言，利用热管换热器可以有效增加工艺的安全系数，并且热管换热器的应用成本相对较低，具有较高的性价比优势，例如在硫酸系统中应用热管换热器回收焚烧率出口高温SOx气体的余热、在转化工段回收高温气体余热，产生热水或蒸汽供系统使用。此外，热管换热器的应用还能有效解决某些化工工艺环节中出现的堵灰问题，进一步实现对化工工艺装置运行效率的提升，大大减少能源的消耗。

(2)应用热泵提高热能利用率

化工工艺中应用节能降耗技术，合理选用热泵也是关键。在化工工艺中，选用高能效比，且达到一级能效指标的热泵，能够为化学工艺提供良好的供热环境，以确保工艺中涉及的化学反应能够在最适宜的温度下发生，从而提高化工工艺生产效率。热泵在实际工作过程中，可以凭借自身能量高效聚集周围介质环境中的能源，增强热传导效率，保持供热系统的温度不变或升高，以此为周围一定范围内的工艺装置提供温度及热量支持。例如，在多数化工行业生产过程中，会产生大量的饱和热废气，废气排放前需进行降温处理，应用热泵可将余热降温回收热量并进行再利用，既减少了浪费也降低了能耗。但与上述热管换热器相比，应用热泵的成本相对较高，建议在大规模化工工艺体系中进行应用，以满足性价比需求。

(3)应用阻垢剂降低能源消耗

在多数化工工艺生产中，受工艺水平或生产管理水平的限制影响，导致在生产过程中容易出现锈蚀、结垢等现象。倘若生产装置出现锈蚀或结垢情况，则会对生产化学反应的效果造成持续影响，轻则增加能耗，减少装置的使用寿命，重则会导致安全生产事故的发生。基于此，为确保化工工艺生产的顺利进行，可以在化学工艺生产中加入适当的阻垢剂，以避免或减缓化工工艺装置出现结垢问题。例如，在化工工艺体系中，锅炉和交换器等装置容易出现结垢情况，在一定程度上影响装置传热效率，进而造成能耗的增加，存在一定的能源浪费。而合理应用阻垢剂能够有效避免结垢，保证化工工艺的高能源利用率，并延长装置设备的寿命。

3. 化工工艺中节能降耗技术的具体应用策略

(1)合理运用新型装置优化生产环境

化工工艺生产中的节能降耗实践可以加大投入资金用以更新生产装置与设备。选用效能比较高的生产设备，在确保生产效率的同时，实现能耗的降低。新型装置与设备的引入能够对现有的生产体系进行优化改造。以供热设备为例，若能够提高系统运转率，则可以实现生产效率的提升，保证能源的利用率。通过对现有供热装置与设备的更新，将老式鲁奇炉更换为新型熔渣汽化炉，将老式变压式蓄热器更换为新型节能变压式蓄热器，可以有效减少供热系统发生高热的概率。同时，在更换新型装置设备时，还可以结合结晶技术、蒸馏技术、层析技术等对现有生产流程进行优化，进一步提高能源利用率，优化化工工艺技术管理。

(2)注重废弃物循环利用优化节能策略

化工工艺中节能降耗技术的应用可显著提高生产效能。在化工生产过程中难免会产生一定的废弃物。例如，对废水的处理一般采用冷凝水回收系统，但传统开放式的处理系统易出现闪蒸降温情况。由此，可以将开放式回收改造为封闭式的冷凝水回收。同时，还可以在冷凝回收系统中加入温度调控系统、自动检测闪蒸消除系统、废水性质测量系统等，由此在保持热力系统高能源利用率的基础上，实现废水的循环利用，从而降低废水回收成本，为化工生产创造更多的附加效益。而对于废渣的回收处理而言，可以采用相应的化学药品将其中有价值的盐、金属等元素提炼出来。对于废气回收处理则可将废气制成碳酸钠、硝酸等相应的酸碱溶液，进而在提高能源循环利用的同时，增加化工工艺的附加价值。

(3)优化工艺条件与流程提高节能降耗整体效率

化工工艺中节能降耗整体效率的提升，关键在于对现有化工工艺体系的优化，从而提高化工工艺水平。通常情况下，化工工艺生产主要受温度、压强等因素的影响。为此，可以在掌握化工工艺生产规律的基础上，结合现有化工工艺体系展开针对性的创新研发。例如，化学反应效率与外部压强有着紧密的关联，可以通过合理的计算及判断，强化对压力的掌控，适当增加外部压强，促进化学反应效率的提升。同时，对部分涉及气态物质的化学反应而言，可以借助计算机技术和信息技术对化学反应活动进行在线模拟，进而实现对生产要素的精准把控，精细控制反应压力条件，进一步提高能源及原材料的利用效率。

4. 结语

综上所述，化工生产在我国国民经济发展中发挥着至关重要的作用，但化工工艺生产极高的能源消耗，及严重的环境污染问题也对其发展造成一定的阻碍。在此环境下，随着现代社会经济的发展，化工工业体系不断优化，化工工艺中节能降耗技术的应用与优化备受人们关注，关乎我国高质量社会经济发展模式与节约型社会的建设。基于此，应综合考量传统化工工艺能耗现状，借助改良工艺流程，优化工艺体系、优选阻垢剂、催化剂等方式，降低化工工艺生产过程的能源消耗，避免生产造成的环境污染情况，提高生产效率。从而，进一步推动我国化工行业的转型升级，促进社会的可持续化发展。

参考文献

[1] 孟凡良.化工工艺中的新型节能降耗技术及其应用研究[J].河南化工,2022,39(11):57-58.

[2] 赵隆颢.化工工艺中节能降耗技术应用与优化策略研究[J].化工设计通讯,2022,48(08):70-72.