化工工艺中节能降耗技术及应用

化工工艺中节能降耗技术及应用

宋梦圆 王昊

山东华鲁恒升化工股份有限公司

摘要：在国家不断进步，科学技术持续创新的背景下，我国在诸多领域中都做出了卓越的成绩，我国的化工行业也获得了良好的发展。尤其是在国家环保政策的加持下，化工工艺也有了新的突破，向着节能降耗、绿色方面转型与改进。针对能耗较大的化工行业，节能降耗技术的应用，无疑可以显著起到降低能耗的作用，对促进化工行业发展可起到积极的作用。基于此，本文将对化工工艺中节能降耗技术应用与优化策略进行深入探析，以供专业人士借鉴。

关键词：化工工艺；节能降耗技术；应用

引言

随着社会的发展，人们对安全性和环保性的要求越来越高，这给传统化工工艺设计带来了巨大挑战。化工行业作为高危行业，安全事故不仅可能造成人员伤亡和财产损失，还会对环境带来灾难性后果。因此，在新化工工艺设计中，必须充分考虑安全防范与节能环保。

1化工工艺中节能降耗技术的作用

1.1减少化工生产的能源消耗

化工工艺过程中的能源消耗主要来自原料处理、反应过程、分离纯化、再生利用等环节，要在上述环节中，减少能源的消耗，降低生产成本，同时降低对环境的负面影响。原料处理环节，可以通过改进设备设计、优化工艺流程、使用新型高效设备等方法，减少能源消耗。在反应过程中，可以采用低温、低压、高效催化剂等技术，优化反应条件，提高反应效率，降低能耗。同时，还可以通过循环使用反应废物、减少反应废物的排放，实现资源的最大化利用。

1.2实现能源的循环利用

利用节能降耗技术，可以实现资源的循环利用，有助于进一步提升资源利用效率，同时也可实现节能的目的，并且不会对环境产生污染，符合未来我国环境发展策略。

2化工工艺中节能降耗技术及应用

2.1降低化工工艺反应消耗

当前在进行能源管控过程中，想要降低化工工艺的反应消耗，需要确定在工艺开展过程中所有与化工能源消耗相关的因素，只有明确相关因素才能够制定最为完善的应对方案，并且为化工生产提供最为必要的支持和保障，这种方式可以最大限度地改善当前在化工工艺生产过程中所存在的能源消耗过多这一问题。其中最重要的就是全方位地把握和控制固态反应物对于能源本身带来的消耗。作为化工工艺生产的负责人员，在明确化工工艺反应之后，还需要对化工工艺所在的环境进行分析，做好热量的计算，明确在工艺开展过程中，不同化学反应所吸收的热量以及所消耗的热量，随时随地做好温度的调节，需要结合具体的温控操作，不断减少化工工艺中所涉及的吸热反应，其目的是有效地改善并且优化温度的调节条件，从根本上提高电机运转系统对热能本身的利用质量和利用效率，以此提高化工工艺的管理效果，同时还需要应用变频节能调速技术使用该技术，主要目的是节约在化工生产过程中所消耗的电能，同时保证整个生产过程中电能的稳定供应。

2.2阻垢剂的应用

部分化工工艺生产可能会因生产工艺等因素的影响，而出现不同程度的结垢与锈蚀等现象，使得化工装置过早老化或者缩短使用年限，也可能会给化学反应过程带来直接影响，从而增加能源消耗。在出现严重的结垢与锈蚀时，化工装置有可能因突发故障而引发一系列较为严重的安全生产类事故，给工作人员的安全带来严重威胁，使化工生产难以持续推进。而阻垢剂的使用可以减少结垢或者锈蚀等问题的出现。在交换器与锅炉中合理使用阻垢剂，能够避免结垢或者锈蚀给装置热传导带来影响，从而提高热传导效应并减少生产过程中的能耗。在使用阻垢剂时，工作人员要结合相关规定和标准选择阻垢剂的种类并做好用量选择，注意处理水的硬度与pH值，通过水流速度量身定制来保证阻垢剂的应用效果。

2.3工艺过程余热回收

化工工艺系统中含有大量低品位余热，如果不能有效利用，不仅浪费了可贵的能源，还可能导致工艺正常运行的负面影响。因此，合理利用这部分余热，实现节能环保，是工艺优化设计的重要内容。具体技术手段主要从热力学性能提升和复杂能量结构调控两方面进行。（1）针对不同温度段的余热，选择匹配的高效换热设备。例如，对于250℃的中高温余热采用新型强制对流复合式翅片增强管束换热器，较之普通软钢直管式，其换热系数可提高15%；对于较低温度段60~90℃的余热，则选用高导热性能的涡流圆管式换热器，较之同级翅片管，其余热回收率可提高5%。（2）建立余热多级利用的串并联复合体系。按温度从高到低的梯级利用模式，高温余热用于预热反应原料或补充蒸汽；中低温余热用于加热环水给其他工序或居民供暖。例如140℃的高温烟气，经过两级余热锅炉和空气预热器后，温度降为45℃，最终可完全满足应用需求。这种串并联的多级复合利用模式，可实现余热的级联、高效应用。综上，上述技术手段的联合运用，可有效提高化工系统中余热的回收率，达到节能环保的目的，这是今后工艺设计过程中需要重点考虑解决的技术难题。

2.4催化剂技术

选择适当的催化剂，可以促进反应速率，降低反应能量，从而降低反应温度和压力，减少反应废物和副产物的产生，提高化工工艺的效率和经济性。在操作催化剂技术时，要选择合适的催化剂种类和粒度，对催化剂进行预处理和再生，通过还原、氧化、硫化等方法改变催化剂表面的物理化学性质，增强其活性和稳定性。通过高温氧化、蒸汽重整等方法将催化剂中的碳、焦炭等杂质清除掉，恢复其催化活性。除此之外，还需要注意催化剂的负载方式和反应条件的优化，采用浸渍、干燥、浸渍-干燥等方法，提高催化剂的分散度和活性。在反应条件的优化方面，需要对反应温度、压力、反应物浓度、催化剂用量等参数进行控制，以达到最优的反应效果和经济效益。

2.5新型绿色原料的应用

新型绿色原料是绿色化工技术的重要组成部分，未来将继续推动新型绿色原料的应用。新型绿色原料可以利用可再生资源和废弃物等资源进行生产，可以实现资源的高效利用和废弃物的减少。例如，将生物质作为绿色原料用于化工生产，可以实现资源的高效利用和废弃物的减少。未来，新型绿色原料将成为化工工业发展的新方向，推动化工工业向绿色化、可持续化的方向发展。为了推动新型绿色原料的应用，新的原料和新的合成方法正在被研制开发。生物基烯烃便是一种新型绿色原料，它是从生物质中提取的化学品，可以替代传统的烯烃原料，从而减少对石化原料的依赖。此外，生物基烯烃还具有较低的碳足迹和更高的循环利用率，可以减少对环境的影响。除了生物基烯烃，还有其他类型的新型绿色原料正在被开发。例如，氨基酸和其它有机废弃物可以用作新型原料，通过催化转化和合成反应，生产高附加值的化学品。此外，一些新型合成方法，如微生物发酵和光催化等，也可以用来合成新型绿色原料，实现可持续化生产。

结语

综上所述，随着我国工业发展速度越来越快，化工工艺的节能降耗技术在当前已经成为工业发展中最重要的一部分。做好节能降耗不仅有利于社会经济发展，同时也能够促使我国化工产业的经济发展质量得到进一步提升。为此，在现阶段应高度重视化工企业的发展，并且寻求能源管理的全新途径，以此来确保节能降耗这一措施能够更好地被应用与落实。

参考文献

[1]程森，付新星.化工工艺中节能降耗技术在锅炉运行中的应用[J].现代工业经济和信息化，2023,13(08):314-316.

[2]于磊.化工工艺中节能降耗技术应用与优化[J].中国石油和化工标准与质量，2022,42(24):166-168.

[3]张旨博,向世炎,李力等.浅析化工工艺中的新型节能降耗技术及其应用[J].清洗世界,2023,39(05):53-55.