化工工藝節能降耗技術應用分析

張夢麗

（河北都邦石化工程設計有限公司，河北石家莊 050000）

傳統的化工生產需要消耗大量的能源，并且具有一定的危險性。隨著可持續發展理念的深入人心，如何改進節能降耗技術、有效減少對環境的損害已經成為許多生產企業正在積極探索解決的問題之一。本文針對現代化工生產中存在的能耗問題，詳細分析升級化工工藝節能降耗技術的必要性。

1 化工生產中升級節能降耗技術的必要性

隨著現代化工生產技術的不斷發展進步，以及化工企業生產規模擴大、管理環節增多，產量在快速增加的同時，能耗問題也日漸突出。目前，我國的化工企業在化工工藝環節上的能耗問題主要有以下兩個方面：一是在實際的生產過程中，采用了不可逆的設計方案，導致原料運輸、啟動設備過程中的能源損耗增加，造成原材料的嚴重浪費。另外，當前許多化工工藝設計大都著重于如何加快生產速度，對于如何適當處置廢棄物缺乏正確的認識，導致廢水廢物得不到有效地循環利用，不僅破壞了生態環境，違背了綠色生產的原則，還不利于提升企業的經濟效益。

因此，在化工工藝升級中，節能降耗技術十分必要。這不但是為了有效解決當下存在的問題，減少損耗，延長設備使用年限，提高生產過程中的安全性和環保性，從企業長遠發展的角度而言，完善化工工藝設計也有利于企業更合理地安排生產計劃，規范化工生產流程，實現資源最優化調配，最大程度上節省開支，全面提升化工企業的運營和管理水平。

2 化工工藝設計的能耗問題以及應對措施

2.1 化工工藝材料選擇

化工生產中會消耗大量的能源，其中會涉及許多有毒和易燃易爆物質。因此，在生產過程中，哪些該用、哪些不能用、物料之間的比例多少都是必須要慎重考慮的問題，選擇方案一旦出現差錯，不但會極大增加安全隱患，還會為企業帶來不可估量的損失。因此，相關工作人員在化工工藝設計時需要保持慎重的態度，做到全盤考慮，不宜操之過急。具體而言，在選擇使用某一類材料時，需要充分考慮其帶來的正面效果和負面影響，除了判定能否有效提高生產速率以外，儲藏和運輸的條件是否復雜，以及生產過程中產生的廢氣、廢液能不能循環利用等問題，都必須要納入到工藝設計方案中，以最大程度降低對環境的損害，實現安全生產、綠色生產。

2.2 化工工藝設備選擇

由于化工工藝生產的設備種類比較繁多，不同生產車間對于實驗室配置、線路布局方案具有較大的差異，這也對設備的選擇、物料使用提出了更復雜的要求。在化工生產過程中使用到多種化工設備，小到一個泵、一臺換熱器，大到一套塔、一套反應器，以及各種特種設備。作為化工設計人員，除了要結合工況，依據化工原理做出符合規范的、合理的設備選型外，也要充分考慮到設備本身的技術更新，考慮到設備能耗問題，選擇最優。在確保裝置長、滿、優生產的前提下，避免因設備選型不當而造成的資源環境浪費，最大限度做到節能降耗，使其符合現代化工企業的生產和排放標準，同時降低發生安全事故的幾率

2.3 化工工藝設計環節

設計環節是整個化工生產過程中的核心環節之一。化工工藝設計主要包括化工工藝流程設計、化工設備選擇以及化工工藝管道布置三個方面的內容。

而現實中，很多化工企業為了能夠在短時間內提升生產效率，通常都會要求設計人員縮短設計周期。對許多細節考慮不到位，導致實際生產偏離規劃方案，在很多時候需要中斷生產進行調整，這不但降低了工作效率，還增加了生產過程中的不穩定因素。因此，管理方需要與設計人員做好協調工作，優化化工工藝設計流程，使方案在實際生產中，既能大體上保持穩定性，又能在細節處進行靈活調整，將節能減排問題具體地落實到每一個設計環節中，符合國家標準。

3 化工工藝節能降耗具體措施

3.1 有效利用阻垢劑

化工企業的機電設備，尤其是熱反應器，在經過長時間的使用后，會與其他化學物發生反應，產生鐵銹和結垢。如若不進行及時清洗和處理，其傳熱系統會受到影響，不但會造成原料被嚴重浪費，產品品質下降，還容易損壞生產設備，降低其使用壽命。因此，化工企業可采用阻垢劑來對機電設備進行護理，通過添加阻垢劑，能夠有效阻止難溶性無機鹽在金屬表面形成沉淀和結垢，從而更好地保護加熱設備，提高對熱能的利用率，減少資源損耗。保證金屬設備具有良好的傳熱性能，降低能源的損耗。

3.2 積極引進新技術，升級改造設備

目前，國外的化工企業已經建成了一套成熟的生產管理制度。我國的化工企業在進行化工工藝設計時，可以結合本企業實際生產情況，積極引進和探索發明新的技術，更換落后的生產設備，重點升級節能降耗和廢水廢渣處理技術。一是要完善對工藝路線的設計，在設計時，要堅持安全第一的原則，綜合考慮，既要做到合理控制成本，又要最大程度地保障安全生產。

另外，設計人員還需要重視管道的設計，嚴格按照國家標準規范，根據物料運輸量，流速等對管道型號大小進行設計；同時還需要考慮到輸送物質對管道的腐蝕性，選擇合適材質的管道；還應當將周邊環境因素也納入到考慮范圍中，管道安裝需要遠離易燃易爆的存儲場所；此外，閥門應保證密封性良好，定期進行檢修，避免泄漏事故的發生。

3.3 實現生產資源循環利用

除了積極引進新的技術設備、合理使用阻垢劑以外，如何適當處理生產廢棄物，實現“變廢為寶”也是化工工藝必須考慮的問題之一。化工企業生產的廢水含有大量的有機物和有毒物質，如果處理不當，則會對環境造成嚴重的破壞。因此，通過升級節能降耗技術，能實現廢水循環利用，有效緩解水資源日益緊張的局面。

許多化工生產企業都會引進微生物處理廢水，但常規的技術不僅處理成本高，并且效果不理想。因此，通過升級廢水處理系統，采用固定化微生物技術，利用褐藻酸鈣等天然凝膠以及聚丙烯酰胺等高分子材料作為載體，定向篩選優質菌種，將其固定在載體上，能有效提升處理器中微生物含量，有利于加快集中處理的效率。將經過處理后的廢水進行二次或多次利用，能從最大程度上減少資源浪費，降低成本，實現綠色生產。此外，由于廢水成分復雜，不同類型廢水對環境的危害程度也大不相同，設計人員需要做到具體問題具體分析，不能照搬其他生產車間的處理方案，以做到生產資源合理并循環利用。

3.4 調整能源結構，提升能源利用率

目前，許多化工企業在生產過程中都存在能源使用結構不合理的問題。因此，需要在進行工藝設計時依據實際情況調整能源結構。應根據各個熱源的特點及其功能，選擇合理高效的能源轉換設備，提升熱能的利用率。通過升級改造技術設備，增加新能源在生產中的比重，逐步減少對煤等傳統能源的依賴，以更好地保護環境

3.5 利用催化劑提升化學反應速率

催化劑是化工生產中不可缺少的原料之一，除了能加快化學反應速率，有效加快生產速度以外，還能提升原料的轉化率，從而降低能源消耗量，實現綠色節能生產。舉例而言，在生產硫酸的過程中，釩本身具有活性高、抗毒性好、價格低廉的優點，將二氧化硫轉化成三氧化硫時，經常使用釩作為催化劑。它在生產中的廣泛應用不僅使得硫酸生產的質量、產量大大提高，而且使得生產成本極大的下降。

4 結語

隨著化工企業發展規模日漸擴大以及綠色生產觀念深入人心，化工工藝設計不僅要考慮到如何進一步提升生產速率，還要關注如何升級改進節能降耗技術，在提升企業的經濟效益和社會效益的同時，保證并提高環境效益。化工工藝主要涉及到原料選擇、設備組裝以及流程設計三個環節，需要設計人員具體問題具體分析，對每一個環節涉及到的能源消耗和排放問題進行優化，具體對策有，積極引進新技術、升級改造設備、對生產資料進行循環利用、利用催化劑提升化學反應速率等。