化工工藝中的新型節能降耗技術及其應用

丁秋琴

（江蘇君信新華安全科技有限公司揚州分公司，江蘇揚州 225200）

從進入到工業社會背景下，工農業消耗大量能源，從而出現能源短缺問題，并且導致出現環境問題，影響了經濟社會可持續發展。對節能降耗技術進行分析，屬于各行業發展熱點、重點問題。在化工行業中，節能降耗技術能夠使化工生產中能源消耗得到降低，提高能源綜合使用效率，使溫室氣體排放得到降低，從而實現化工行業可持續、綠色的發展[1]。以此，要對化工行業節能降耗的作用進行明確，并且使用多種措施，使節能降耗技術的使用水平得到提高。

1 化工工藝節能降耗技術的意義

在化工生產過程中，大部分工藝對能源具有較大的需求，并且化工生產過程中能源類型都是不可再生資源，資源過渡的開采使用導致資源逐漸短缺。因此居民生活與社會生產在未來還要持續不斷供應能源，在化工工藝中使用節能降耗資源為重點。所以，在化工工藝探索和使用節能降耗綠色技術中，要降低資源浪費和環境污染[2]。化工工藝中使用新型節能降耗技術的主要意義為：

其一，能夠提高能源綜合使用效率。相應統計數據表示，地球化石能源總量不斷降低，假如保持目前消耗與開采速度，會導致能源供應短缺。化工行業能量消耗占據社會生產總能源消耗很大比例，為了避免出現能源短缺問題，要使能源綜合使用效率得到提高。

其二，能夠降低化工行業對環境污染。化工行業在生產過程中會產生大量溫室氣體與廢氣，在環境中直接排放，會導致出現嚴重生態污染，對居民身體健康造成嚴重影響。使用節能降耗技術，能夠降低化工工藝對環境污染，使生態環境改善，從而提高居民生活質量[3]。

2 化工工藝節能降耗技術的使用

2.1 使用節能降耗新設備

所有的工藝都要根據生產設備進行實現，要想能夠節能降耗，就要求先進生產設備進行基礎保證。比如凈化和分離技術，和傳統使用高壓精餾塔分離提純對比，目前先進可調電壓精餾塔中能耗有所降低，還能夠降低熱泵整流壓力、回流比和吸熱反應，節約能耗，使化工產品綜合效益提高。

2.2 加強化工生產能耗監控

使化工生產過程中能耗監控和調整得到加強，可以通過以下方面實現，要做好回收再使用工作，并且使用變頻調速技術[4]。

首先，化工生產可回收能源包括水資源和余熱資源。在回收余熱資源過程中，利用蒸發器等設備使余熱在有機工質中傳輸，使吸熱能夠達到飽和狀態，并且產生有機蒸汽。之后使有機蒸汽在專用螺桿膨脹機中傳輸，轉換成為機械能。在產生電能之后，能夠對余熱進行回收再使用，以實現節能降耗效果。

另外，使用變頻調速技術。此技術能夠對電動機外部電源供熱頻率改變，從而使電動機頻率改變，以改變負載轉速。對于此原理，能夠使化工工藝生產過程中靜態發展朝著節能動態調速閥門調整，對電機拖動系統在切換輸入輸出狀態的時候，保證動態平衡，以節約化工工藝能耗[5]。

2.3 反應工藝條件技術改造

就化工生產工藝來說，其中反應工藝條件包括生產能量、外部壓力、化學反應轉化率。使用節能降耗技術要求基于此工藝條件的改造，優化生產工藝，實現節能降耗目的。在控制外部壓力過程中，使用節能降耗技術要合理計算壓力。和實際生產工藝結合，對最佳外部壓力計算，并且實現有效控制，保證化工生產能夠穩定高效，并且提高反應物的化學反應，最大化使用反應物，實現節約能源目的。在熱量生產過程中，節能降耗技術主要是控制化學生產溫度，保證生產過程中的溫度滿足化學反應需求，避免過高溫度導致能源損耗，避免化學反應中產生額外熱量。另外，對生產過程中的溫度進行控制，對化學反應溫度穩定性進行保證，降低溫度變化中能量需求變化。以此可以看出，化學工藝中改善化學溫度條件尤為重要。在化學反應轉化率中，優化重點為降低化工工藝中所使用反應物的量。簡單來說，就是利用節能降耗技術提高化學反應，并且使用有效反應工藝使反應物量調整，尋找能源消耗低、成本低的反應物替代產品。另外，使各反應物回收使用得到加強，也能夠降低能耗，此為未來化工工藝優化主要方向[6]。

2.4 加強化工工藝培訓

為了使工業人員良好操控儀器，根據生產基本模式選擇原料，使原料能耗降低，提高整體檔次。此生產方式能夠使員工通過技能培訓提高自身技術，控制供給過程中原料運輸。在生產過程中，設備升級能夠提高員工技術。部分員工要能夠參與到培訓中，滿足全新設備需求。總體來說，員工要重視節能降耗，使其具備節約意識，全面預測化工產業，掌握其技術要領，根據教育培訓系統內容開展[7]。

2.5 提高污水回收使用率

一般，在化工生產加工中產生大量污水，所以使用先進污水回收技術，高效、綜合處理污水，有效使用水資源，對水資源進行多次循環使用，有效節約大量水資源。化工生產過程中的污水具有一定量熱能和壓力，能夠妥善使用污水壓力和余熱，加強余熱和污水的二次使用，使能源損耗得到降低。在污水處理廠對污水處理過程中會消耗能量，相關部門對于此問題正在整改，全面優化污水處理廠各處理工藝。對化工企業來說，和自身企業發展情況結合，以企業實際用水情況綜合處理化工生產過程中的污水，提高化工污水回收使用率。

2.6 使用高效催化劑

將催化劑應用到化學反應中，能夠降低化學反應副產物，提高化學反應轉換效率和化學反應的產物產量。在化工生產過程中，利用高效催化劑能夠降低生產中能量損耗，使企業生產效率得到提高，對于節能降耗具有重要意義。以此，化工企業要大力推廣催化劑的使用，并且實現應用技術的創新和研究[8]。

3 新型節能降耗技術的實際使用

3.1 水煤氣技術

將水煤氣技術應用到化工甲醇生產過程中，能夠使生產工藝能耗得到降低。通過水煤氣技術能夠產生合成氣，其氫碳比例為0.5。傳統化工工藝最佳氫碳比例為2.1～2.2，以此表示甲醇生產工藝中，水煤氣技術的使用能夠降低能耗。圖1為水煤氣技術的流程，粗煤氣通過加熱處理進入到預變爐中。經過一段時間后，預變爐合成氣體進入到主變爐中。在主變爐中氣體交換溫度超過300℃，最后使合成氣體在副產蒸汽和粗煤氣原料中輸入，合成氣體溫度降低到176℃。在合成氣體降低到40℃左右，輸入到低溫甲醇生產工藝中[9]。

圖1 水煤氣技術的流程

3.2 酸性氣體脫除技術

煤炭中具有硫元素和氮元素，在煤氣化甲醇生產過程中，出現一定量酸性氣體，比如三氧化硫、氨氣、二氧化碳、硫化氫。酸性氣體會對甲醇生產設備造成腐蝕，還會污染外界大氣環境。在低溫甲醇洗工藝中使用酸性氣體脫除技術，能夠對甲醇排放廢氣污染得到控制。酸性氣體脫除技術是使用物理吸收策略脫除氣體，在低溫甲醇生產時，煤化氣體具有大量酸性氣體，此氣體在煤化氣體中融合，對甲醇提取工藝效率和質量進行保證。要脫除合成氣體中酸性氣體，從而保證甲醇生產。在脫除酸性氣體過程中，通過吸收式智能裝置提供給酸性氣體-40℃工作環境。合成氣體利用制冷裝置，基于低溫作用被酸性氣體吸收。二氧化碳通過吸收塔上部實現脫除處理，硫化氫氣體在吸收塔下部實現脫除處理，對煤化合成氣體性能進行保證。基于制冷裝置使煤化合成氣體溫度降低，保證低溫煤化合成氣體能夠在甲醇生產中參與。基于酸性氣體脫除技術的處理，降低合成氣體二氧化碳含量到1.5%以下，降低硫化氫含量為0.1×10-6，滿足甲醇生產節能降耗原則[10]。

4 結束語

目前，高污染、高耗能為化工企業主要標簽，雖然化工企業能夠促進國家經濟增長，使人民群眾生活得到滿足。但是，如果不改變高污染、高能耗的情況，在目前國家發展循環經濟和重視環保問題的背景下，化工企業發展會受到阻礙。以此，在新時期環境下，化工企業要使用新型節能降耗技術，加大新技術、新設備的研發和使用力度，使生產管理水平得到提高，使發展觀念得到轉變，利用相應技術手段實現節能降耗，促進國家可持續發展，并且促進化工行業的健康發展。