化工节能技术及节能设备发展思考

化工节能技术及节能设备发展思考

黄胜

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摘要：根据我国化学工业的特点,采用新工艺,对先进能源管理及节电方法展开探讨,对化学工业的节电方法和装备开发的综合利用、使用先进设备等方面进行深入分析,希望为我国化学工业的节能技术和节能装备的广泛应用提供借鉴。

关键词:化工;节能;技术;设备

引言：化学工业和其他领域存在很大的差别,欲达到节能目的,就需要针对化工行业的产品和装备提供适当的节能措施。本文将根据中国化工企业的情况,提出有关的环保科技和装备开发的问题。

1中国化工行业现有节能技术叙述

相比于二十世纪的石油化工科学技术,我国化学工业的科学技术水平已实现了质的飞越。但尽管产品品质和制造效率方面都得到了很大的改善,但它和其他发达国家技术比较,生产能量的效率和能源节约性还有一定差距。首先是国家石油精炼设备与石油化工装备的设计技术水平，落后于世界先进国家的国情,生产规模也不及他国家企业大,无较好的工艺技术予以支持。同时,旧装置的生产规模不大,新装置的更新换代速度不足,加工制造业的处理能力偏弱，能耗规模就会增加。目前而言，欧美发达国家的技术水平相对先进，一般能将油耗控制在50kg左右的标准水平，而石油国家则可以达到油耗55kg左右的水平。油耗越多说明效率越低，若炼油能耗超过80kg，则会出现燃料浪费的现象，进而会导致化工企业蒙受巨大的损失。相比于世界其他国家,我国的大中型炼钢公司数量不少,但其大多聚集于我国石油化工,我国石油化工与我国海油等特大型企业之中,并且,在拥有不计其数的私营小部门与单位,从几十万吨每年发展到几百万吨每年的大规模之下,小部门与单位尽管拥有相当好的灵活性,但却很难形成规模效益。且由于我国采取石油配给制,因此大中型企业所拥有的资源，也是小微公司所不能相比的。因此无论在加工原材料资源与其原料品质等方面,均无法与大中型公司竞争;同时,大规模炼油企业一般在规模、社会责任、经营管理、技术教育、人才技能上都占有一定优势,而这种大型企业一般能耗不高,赢利水平也有一定优势,所以大规模炼油的企业规模化模式，也会促进中国国家总体环保水平的提高,多建立大规模炼油企业也是目前中国化工企业的主要出路。另外，数据显示，我国是全球最大的电解铝生产国，目前全行业年度用电量超过5000亿千瓦时，约占全社会用电总量6.8%，耗电量巨大，而且用电成本在电解铝生产成本占比超40%，对电解铝行业实施阶梯电价政策，有利于充分发挥电价杠杆作用，以经济手段促进电解铝行业不断提高能效水平、加快转型，技术升级，增大可再生能源使用比例，推动经济结构调整。

1.1化工节能技术措施

化学工业和其他的产业都有很大的差别,其运行中必须使用大量的能源资源,所以,要想做到化学工业的节能效果，就必须对这一产业中对能量资源的合理利用进行科学管理,对实际的燃料消耗量进行准确核算,并形成完备的管理体系,在能源管理领域必须实行目标责任制,在精细化的管理模式下,才能从根本上克服化学工业的能量浪费现象。

1.2化工节能技术的改进

节能技术进步是当前化工行业在减少高能耗方面较为重点的工作。因此,在苛性钠厂中只要有步骤地改变双效和单效蒸馏或三效蒸馏,就能使每吨碱蒸汽的消耗减少至3.5t以下。根据数据，在满足使用需求前提下，将工厂空压机出口压力调低0.1MPa，可以节省电能6%左右，并且通过将工厂压缩空气使用环网供气，就可以在满足终端用气压力前提下，降低空压机设定压力0.1-0.2MPa。

1.3优化能量系统

在化学工业领域中能量的类型很多,其流程也比较繁杂,即有放电化学反应又有吸热化学反应,由于能源的类型很多,必须进行对能源的转化流程进行系统性控制与调节,以及对能源利用体系的进一步完善,才能更好的进行热利用。同时对动力和蒸汽的有效管理和对能源体系进行优化，也是节能的重要途径之一。对能源体系的优化,最主要从最开始的设计阶段进行。在设计阶段通过对化工厂的不同阶段进行管控调整设计,使能源的转化流程、使用过程以及热利用流程的有效性实现更高。而放眼当下,最常见的能量体系优化方式就是采取热夹点技术。对于能量变化的最小点也被叫做夹点,因为这种点对能源的回收与使用有着很重要的意义,通过对夹点上温度差异的调节能够有很好的减少对资源的损耗和能源的浪费,特别在热源节能领域和水资源节能领域中更被大量使用着。同时,随着5G技术的发展和人工智能应用，能量系统的优化与控制也将会有人工智能的进一步提高与普及。

2.新化工工艺新化工设备的使用

新工艺、新装置的应用,能够改善项目的生产效能,提高设备运行弹性,进而降低能耗。比如,在某化工企业发电流程中,原制冷装置的循环水的低温热源无端的被浪费掉,而通过热泵技术设备,不但能够将这种无端耗费的低温热源加以回收使用,还同时转化为高温热源,并用于企业需要供暖的工作区域使用,从而提高了能源的利用率,如在某个工艺点需要供暖,而通过传统电加热的方式,最大耗费1KW.H的能源即可提供3600KJ的热能,而通过热泵技术设备,最大可以提供14400KJ的热能,就这样,企业将原来大批不予应用的低温热源，转换为可使用的高温热源,从而提高了该化工企业的利润,而当前的石油化工部门或煤电企业的能量使用率都在35%以下,其中大约65%的能量都会被企业浪费掉,而从其被耗费掉的能量中,被冷却水塔所耗费掉的能源最多,但如果能够将这些能量用出来,就降低了整个化工公司的消耗,提升企业效益，同时提升节能发展。

3.旧化工设备改造

通过对原始的化工设备进行改造也有利于节约能源,降低能耗,如新型喷火嘴可以提高燃料效率。如此便可以用更少的能源，产出相同甚至更多的功率。同时,燃气的消耗量也将会因燃烧器火嘴构造的不同而产生变化,这对燃烧来说是最主要的。针对传统汽油燃烧的特点,由北京航空航天大学研制的音速空气式雾化火嘴,使燃油大气雾化的强度小于20微米。它可以燃烧完全、不产生结焦堵塞、空气雾化效果好等优点,和其它老旧燃烧器比较,大幅度节约燃料,在化业运用中取得了十分令人满意的效果。

结束语：节水工程技术和节电装置的研究与运用，也逐渐成为化工领域发展的主要形式,但中国节水发展历史相对较短,和发达国家比有很大差距，因此有非常广阔的发展空间。我国先进的借鉴意识和技术的高速成长，使得我国有条件在节能科技和节能装备开发方面创造更大的成就,加快节能技术的开发速度,关注和促进节能装备的开发和创新是最有效的方法。从多角度促进节能技术和节能装备的开发和创新,也能有效推动我国化学工业节能的发展,就可以引导我国化学工业走向节约、环保、高效的可持续发展之道。

参考文献：

[1]黄翠军，化工节能技术及节能设备发展概述.工程地质学，2020-08.

[2]侯宝树.化工节能技术及节能设备发展概述.工程地质学，2020-07.

[3]李彪.试析化工节能技术与节能设备的发展.文化科学，2018-12.