化工设备升级改造与节能研究

莫文亮

(广东翔鹭钨业股份有限公司，广东 潮州 515633)

化工设备升级改造与节能研究

莫文亮

(广东翔鹭钨业股份有限公司，广东 潮州 515633)

化工行业是一个讲求效率的行业，同时也是一个极易产生大量污染和能源消耗的行业，这就要求化工行业从业者找到行之有效的对策和方法，既能提高生产效率，又可以尽可能地实现节能减排的目标。鉴于此，从原材料路线的选择、设备节能技术的应用、新设备的引入与旧设备的升级改造等方面出发，讨论了化工设备如何通过合理的改造来实现提高效率、节能减排的目的。

化工设备；升级改造；节能减排

0 引言

化工行业有显著的行业特点，在化工生产过程中，需要进行较为严格的风险保护，同时极易造成较大规模的能源浪费。基于这样的行业特点，我们在引入新设备或者对待需要变换用途的旧设备时，通常会根据设备自身的一些特点及生产过程中对于生产布局及工艺流程的要求，对设备进行适当的升级及改造，以实现设备与生产线的匹配，同时尽可能最大限度地实现能源节约和再利用。本文即针对化工设备升级改造与节能减排这一问题进行简要论述。

1 化工产品的特点

在进行设备改造之前，我们首先要了解化工设备所服务的对象——化工产品的基本特性，以帮助我们针对实际特点和需要进行设备升级改造，并在升级改造过程中，合理穿插节能减排措施。

一般来说，化工产品的基本特性可以归纳为两大方面：

1.1 种类繁多，并具有特定的功能用途

随着科技的进步和应用研究的逐步加深，化工产品的应用范围也越来越广泛，同时，针对特定的功能和用途常常会要求特定的配比及生产工艺。

以钨矿的加工生产为例，可以根据不同的需要，通过特定的化工设备及处理工艺加工成钨粉、碳化钨等多种产品，而这些产品又可以作为原材料，根据其自身的特性，或与其他物质易于结合的特点，进一步衍生出钨合金、发动机部件、工业刀具、致密陶瓷制品等多种类别与用途的产品。

1.2 产品生产过程对于技术有较高要求

在化工产品的生产过程中，需要较高的理论依据及生产技术作为基础。在生产过程中，原材料的配比、温度、气体量、设备稳定性等都会影响到实际产品的整体质量。

2 化工行业能源浪费现状

由于化工产品的这些特性和生产要求，在实际的生产中，往往对生产条件的要求也比较复杂，因而在满足这些生产条件的同时，能源浪费的现象也随之而来。

在目前普遍的化工产品生产过程中，高温是一个极为重要的因素。一般来说，绝大部分化工产品的生产都需要使用特定的原料，在高温下进行一定的处理，通过提纯、收集、再反应等加工过程，实现化工产品的分离和生产。

在绝大多数化工设备的设计上，通常都是通过燃煤化工锅炉来实现几百乃至上千度的高温，而这一过程又需要燃烧大量的煤炭，也就是需要大量的能源作为基本保障。现阶段来讲，每年仅用于化工行业的各种能源，就可以折合为约1.7～2.5亿t煤炭的消耗量，约占全国耗能总量的18%。可以说，化工产品的生产消耗掉了大量的能源资源，这是一个需要重点关注和亟待解决的问题。

3 设备升级改造与节能减排相结合的基本措施

以笔者所从事工作的角度来看，化工产品生产所带来的大量资源消耗这一问题，一方面由于行业的特殊性，可以说是必不可少的；但从另一个方面来看，在整个化工产品的生产过程中，也有很多地方是可以进行革新和变化的，这样就可以尽可能地减少不必要的能源浪费。

譬如在化工设备的使用上，以前文提及的高温生产为例，为燃煤化工锅炉提供足够的能源固然是化工生产的必要环节，但如果在这个环节中，通过合理的设备升级改造提高锅炉的能源利用率，或者有相应回收环节对锅炉未能利用到的热能进行适当的回收再利用，则可以在一定程度上实现在化工产品生产过程中节约能源这一重要目标。

结合笔者自身从事该行业的一些经验来看，要实现设备升级改造与节能减排相结合这一目标，可以着重从以下几个方面入手：

3.1 原材料路线的选择

化学产品的生产过程是一个复杂的、讲求连贯性和逻辑性的过程，而原材料的选择和输入可以看成是所有过程的开始。只有当原材料确定了，才能结合最终需要产出的产品进行综合分析，进而明确在整个过程中需要使用到哪些辅助设备(例如分离装置、反应装置、高温装置、过滤装置等)、辅助材料与原材料的配比等，而这些又将更进一步地影响能源的使用与消耗情况。

例如，在进行碳化钨的生产时，就可以有多种不同的方案：一种是以金属钨与碳粉作为组成原料，在混合、挤压、高温加热等作用下生产碳化钨，在这一过程中需要控制温度在1 400～1 700 ℃之间；而另一种方案则是利用六羰基钨为原材料，使其在650～1 000 ℃的高温下进行热分解从而获得钨粉，进而在1 150 ℃的高温下，给入足量的一氧化碳与钨粉进行反应，从而获得碳化钨。

2种不同的方案由于原材料选定的不同，需要用到的反应条件和反应过程也不相同，在进行选择时，除了需要考虑成本及技术上的可行性外，还要综合考虑整个过程对于能源的消耗情况，选择最优的反应方式进行生产。

3.2 设备节能技术的应用

除了在原材料和加工过程上进行

节能处理外，还应该重视设备节能技术的优化与革新。只有不断地引入更新更好的节能技术，才能够不断地提高能源利用率，从而最大限度地减少生产过程中能源的不合理消耗。

例如，在碳化钨的生产过程中，可以根据实际的需要及设备条件，尝试不同的生产方式和节能技术，如直接碳化法、闭路循环生产工艺等。

同时，还应注重对设备的维护以及相关节能技术的引入，例如采用循环回路方式增加设备的热能回收利用率，采用环状分路的方式增加热能的接触面积从而提高能源的利用率等。

3.3 新设备的引入与旧设备的升级改造

在对目前的生产原料、生产设备及技术进行节能化革新的基础上，还需要不断地引入新的设备和技术，并据此进行相应的设备升级，从而不断地提高设备的能源节约能力。

例如，在实际的碳化钨生产中，可以根据实际的生产需要，使用能源利用率较高的石墨电阻炉或感应电炉进行高温过程控制；对燃煤化工锅炉的热能输送部分进行环状处理，从而增加热能接触面积，提高热能的利用率；在燃煤化工锅炉的蒸汽出口部分加装热能回收装置，从而对散失的热能进行回收和再利用等。这些都是通过引入新设备或对于已有设备的合理升级与改造，来实现能源节约利用的目的。

需要注意的是，无论是新设备的引入还是已有设备的升级改造，都必须充分地参考实际生产需要和能源使用现状，只有这样才能不断地提高节能水平，实现化工行业的节能目标。

4 结语

化工行业是国民经济及社会生活中重要的行业，而同样地，能源问题也是我们十分关心的重要问题。基于这种矛盾关系，如何在确保化工行业稳定持续发展的同时实现能源的合理利用与节约，需要多方面的努力和相应措施的实施。从化工设备升级改造的角度来看，我们可以通过研究相关的生产过程、工艺要求以及能源利用情况，依据实际生产需要和节能目标，对化工设备进行合理而有效的改造，以不影响加工生产为前提，以最大可能地实现能源的节约与合理利用为目标，来带动化工行业内的节能风潮。

[1]文献娜，王广荣，庞宗启，等.化工设备升级改造与节能[J].中国高新技术企业，2009(2)

[2]邱庆俊，王萍.化工设备维护与改造对产品的内部影响[J].中国化工贸易，2011(7)

2014-06-16

莫文亮(1984—)，男，广东人，机械助理工程师，研究方向：机电一体化。