化工工艺中的节能措施分析

郭建强

（山西省化工设计院，山西 太原 030024）

引 言

新的市场经济体制下，可持续发展战略一直在实行，同样也适用于化工企业。节能是一种不断发展的手段，也是我国的重大发展战略。在化学工业中，实现节约资源和降低能耗是很重要的，企业通过先进的生产技术和设备，新兴的化学工艺都可以节约能源，降低生产成本，实现企业的利益最大化。同时，我国面临的能源问题不容乐观，要想解决能源问题，不仅仅是开发资源，也要进行节能。化学工业中能源集中、消耗巨大，因此成为人们关心节能减排的主要方面［1-3］。

1 化工工艺中节能的必要性

首先，随着我国生产目标的提升，能源的消耗变得日益巨大，只有足够的能源才能实现国家的发展。但是，我国的能源有限，尤其是一些不可再生能源面临着短缺问题，给我国的发展带来巨大的挑战。因此，化学工业只有实现化工工艺的节能，减少能源的消耗，才能可持续发展。其次，节能可以给企业带来巨大的利润。化学工业中都是高耗能的产业，减少耗能，以最小的能耗生产出质量好的产品，才能提高化学产品的市场竞争力，让企业在激烈的竞争中获得利润，立于不败之地。最后，我国的环境问题不容乐观。我国一直都在号召节能减排，作为我国高耗能的化学工业，必须也要实现节能减排，减少资源浪费，增加废物的再利用。

2 化工工艺中的能耗

化工工艺中的能耗有2个方面，第一，大型的机械化作业，使得能耗必须保证机械的动力，必须有一个最小的动力，但很多能耗又是无法进行控制的，很多生产工艺步骤都没有实现节能措施。第二，在化工生产中，人为的操作是常见的，若操作不规范就会导致能源的浪费。而且，化工生产的工艺不完善、不合理，也会导致能源额外损耗。对于这种损耗，可以通过加强化工人员的专业素质和提高生产工艺来进行节能。

3 化工工艺中的节能措施

3.1 采用先进的节能装置和设备

目前，比较好的节能装置和设备有很多种，常用的有热管换热器、热泵、蓄热器、变压吸附、膜技术等。这些装置和技术可以让能量传递得更有效，减少能量损失。热泵的功能就是让热量从高温物体向低温物体传递，如果热泵使用得当，就可以把低能热量转化为高能热量，变废为宝，提高能量的利用率，节省资源。蓄热器是储存能量的容器，主要用于锅炉和其他容器的热量传递过程中，在用户用汽量少的情况下，开启蓄热器，把多余的热量进行储存，等到用户用汽量大的时候，把蓄热器中的热汽释放出去供用户使用。这样，既能减少热量的浪费，也能帮助调节用汽高低峰的用汽量。蓄热器可以调节用汽平衡。根据压力变化，蓄热器可以分为变压式和定压式。蓄热器主体是钢材料的圆筒，有良好的保温效果，在主体内装有蒸汽分配管、蒸汽喷嘴和水流循环筒。还有一种设备叫热管换热器。热管换热器中有多根热管，利用介质进行传热。介质在密闭的热管中不断地进行蒸发和凝结，进行传导热量。多根热管可以实现能力强的导热，也能传递较大的热量。热管换热器进行的是冷热不接触的换热。变压吸附是一种气体分离技术，利用吸附剂对不同气体有不同吸附能力的特性进行气体分离。这种变压吸附可以在较大压力范围内进行，吸附的气源范围很广，产品的纯度很高，而且工艺很简单，有很好的节能效果。吸附技术可以很好地从合成氨中放气，从煤气中回收氢气，从混合气中提纯一氧化碳，也可以进行脱碳和甲烷净化。

3.2 完善工艺技术

首先，要降低反应外部的压力，通过精确的计算来确定反应生成的外部压力大小，降低运行电机的耗能，有效节能降耗，促进生产。其次，要优化控制反应温度，在反应物的反应环境确定的情况下，要对吸热反应的具体温度进行优化控制，让吸热反应温度降到最低，降低热量消耗，提高能量的利用率。最后，要进行副反应的抑制。为了提升化学反应的效率，提高转化率，就要对化学过程的副反应进行抑制，降低能耗。

3.3 实现余热高效回收

化工工艺中有很多的余热排放，造成能源浪费。作为二次能源的余热，有很大利用空间。余热的最大功能就是可以产生蒸汽，将高温的余热回收，可以用于预热材料。前面提到的先进设备，比如热管和热泵等，就是回收余热的很好装置，这些设备和技术大大加强了余热的再利用。

3.4 选用高效的设备和材料以及催化剂

化工工艺能量的转化都是通过设备实现的，要选用效率高的传热设备和新型的绝热材料，绝热层的厚度也要选择合适。催化剂也是化工工艺中重要物料，提高催化剂的活性可以加快反应速率，提高反应效率，减少反应副产物，不但节约能源，而且降低了分离过程的负荷和能耗。

4 结束语

化学工业生产中，煤、石油和天然气不仅仅是能源，而且是很好的原料，减少化工原料的使用，也就是降低了成本。通过使用先进设备、先进技术，实现余热高效回收，完善生产管理制度，实现能源的综合利用，就能提高化工企业生态效益、社会效益、经济效益。

［1］ 杨健，汪兰英.化工工艺中常见的节能降耗技术措施［J］.中国石油和化工标准与质量，2013（19）：27.

［2］ 陈宝民.降低烧结法氧化铝生产工艺能耗新技术［J］.有色金属工业，2005（1）：74-75.

［3］ 惠少南.降低镍精炼工序与工艺能耗的措施及方向［J］.有色冶金节能，1994（1）：7-10.