化工设备升级改造和节能技术分析.pdf

136能源环保与安全随着科技的不断发展，化工行业经历了多次技术革新和升级，目前，化工产品具有高附加值、高科技含量、高能效等特点，对应的设备和技术也在不断更新和改进。化工生产过程中的能耗和环境问题已经成为制约行业健康发展的主要瓶颈之一，为了解决这些问题，化工行业必须在设备升级改造和节能技术的应用上下更足功夫。一、化工产品特点1.化工产品生产技术要求高化工产品的生产过程中，需要控制多种物质的化学反应和物理变化，因此其生产技术要求较高，此类化学反应和物理变化的控制需要使用精密的设备和专业的生产技术，同时需要对各种材料、反应条件和生产参数进行精确的调控和监测。任何一个环节的失误都可能导致产品质量下降、生产效率降低，甚至是生产事故的发生。因此化工产品的生产需要高水平的技术支持和技术保障，这也是化工产品与其他产品的显著特点之一。2.化工产品种类丰富，用途多样化化工产品是指以石油、天然气、煤等为原料，经过化学反应得到的各种工业产品，种类丰富，用途多样化。化工产品包括有机化工品、无机化工品、合成树脂、精细化工品、橡胶、塑料等，有机化工品是化工产品中最主要的类别，包括烷烃、烯烃、芳香烃、醇、酚、醛、酮、酸、酯等，无机化工品包括酸、碱、盐、氧化物、氢氧化物等，合成树脂包括聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺等，精细化工品包括药品、染料、涂料、香料、添加剂、表面活性剂等，橡胶和塑料是化工产品中应用最广泛的两个类别。化工产品广泛应用于工业、农业、医药、日用化工等领域，工业领域占比较大，包括石油化工、化肥、冶金、机械、建材等，农业领域包括农药、肥料等，医药领域包括药品、医疗器械，日用化工领域包括洗涤用品、化妆品、香料、食品添加剂等。作为现代科技的产物，化工产品具有较高的科技含量，涉及化学、物理、材料、生物、环境等多个领域，在化学工艺、产品设计、设备制造、质量管理等方面，都需要先进的科技支撑。二、化工行业节能减排中存在的问题1.能源消耗量大化工行业是能源密集型行业，能源的消耗量较大，对环境造成的污染也较为严重，在化工产品的生产过程中，要使用大量的热量和电力，包括煤、油、天然气等能源资源。此类能源资源在采购、运输、储存和使用过程中，会产生能源损耗和浪费，导致能源消耗量大。在化工产品的生产过程中，也会产生大量的二氧化碳等温室气体排放，对环境造成负面影响。2.节能技术研发力度不足化工行业是能源消耗和排放量较大的行业之一，要实现可持续发展，需要采取有效的节能减排措施，然而，在实践过程中，化工行业节能减排中存在的问题较为突出，其中节能技术研发力度不足是主要问题之一。化工企业在技术研发方面的投入相对较低，很多企业只注重生产效益，而忽略了技术创新和节能减排方面的投入，这导致化工行业节能减排技术研发的进展较为缓慢，缺乏创新性和前瞻性。由于化工行业的专业性较强，需要具备较高的技术和专业知识才能从事技术研发工作，化工行业技术研发人才短缺，特别是高级人才和创新人才的缺乏，限制了化工行业节能减排技术研发的水平和进展。化工行业的技术研发需要具备多学科、跨领域的合作，需要通过各种渠道获取技术信息和资源，由于化工企业之间的竞争关系和技术保密要求，导致化工行业技术研发合作不足，限制了技术研发的水平和效果。三、化工设备现行节能措施1.引进新型节能设备和工艺技术化工企业可以通过引进新型节能设备和工艺技术，化工设备升级改造和节能技术分析刘鹏张鹏米江涛陕西陕焦化工有限公司【摘要】化工行业是国民经济重要的支柱产业，对促进经济发展和提高人民生活质量起着重要作用，化工生产过程中大量的能源消耗和环境污染问题已经引起了广泛关注，为此加强对化工设备升级改造和节能技术的应用研究，已成为化工行业发展的重要趋势。基于此，将分析化工产品特点、化工行业节能减排中存在的问题，结合化工设备现行节能措施，总结化工设备升级改造和节能技术应用策略。【关键词】化工设备；升级；改造；节能技术【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2023.15.046137能源环保与安全实现设备和工艺的节能，例如，引进高效换热器可以提高换热效率，减少能源消耗，使用高效节能压缩机，降低压缩机的能耗，节省能源，引进催化裂化、超临界萃取等新型工艺技术，提高产品质量和产率，同时减少能源消耗。化工企业还可以通过改进工艺流程，优化工艺参数，减少能源消耗，例如，采用先进的反应器设计和操作控制技术，提高反应器的利用率和选择性，减少废品和副产物的产生，从而降低能源消耗。2.利用变频技术降低动力能耗变频技术是一种通过改变电机电源频率，调整电机转速的技术，在化工设备中，常用的变频器可以通过精确的控制设备转速，来实现设备的节能降耗。比如，在制药行业中，空气压缩机是一个耗能比较大的设备，采用变频技术控制其转速，可以根据实际需求调整其输出功率，从而避免过多能源浪费。借助变频技术，优化设备运行曲线，根据不同的生产需求和设备状态，变频器可以调整设备的运行曲线，使其始终处于最佳运行状态，从而降低设备的能耗。在某些生产过程中，设备可能需要频繁启停，采用变频技术可以通过缓慢启动和停止设备，减少能耗和设备磨损。变频器可以精确控制设备的转速，从而减少设备的能耗，例如，在制药行业中，采用变频技术控制空气压缩机的转速，可以节约能源30%以上。3.建立能耗计量体系建立能耗计量体系，提高化工企业能源管理效能，通过对能源的计量、监测，实现对能源消耗情况的全面掌握和分析，及时发现和解决能耗问题，进而优化能耗结构，提高能源利用效率。在具体的实践中，首先要确定能耗计量范围，根据生产工艺流程和能源消耗情况，对能耗计量的范围和对象进行确认，包括能源类型、用能设备、能耗单元等。建立计量系统，包括计量设备、测量方法、计量标准等，确保能耗数据的准确性和可靠性，监测能耗数据，对能耗情况进行实时监测和记录，建立能耗数据库，为能耗分析和节能措施的制定提供数据支持。化工企业应对能耗数据进行分析，发现能耗问题和节能潜力，制定相应的节能措施，并且要完善有关的工作，评估节能效果，及时调整和完善措施，提高能源管理效能。四、化工设备升级改造和节能技术应用策略1.引进高效节能改造技术化工生产过程中，分流塔、换热器、压缩机、加热炉等设备是能耗较高的关键设备，通过引进高效节能技术，对这些设备进行改造，可以有效地降低能源消耗，提高设备能效。采用高效节能的分流塔，实现更好的物料分离效果，减少能量的浪费，例如，采用新型填料和精细分离技术，提高分离效率和传质效率，降低塔顶温度和能耗。改造换热器，采用高效的换热器，减少热能的损失，例如，采用板式换热器、螺旋板式换热器等，提高换热系数和传热效率，降低热能损失和能耗。采用高效的压缩机，降低压缩能耗和系统运行成本，例如，采用新型高效压缩机，如变频压缩机、螺杆式压缩机等，实现节能降耗的目标，提高系统效率。对加热炉进行改造，引进高新技术和设备，提高效能，降低加热能耗和环境污染，如气体燃烧器、电加热器等，能够实现节能降耗，减少废气废水排放。2.选择和预处理低能耗原料在化工生产过程中，需要进行原料预处理，降低能耗，可以选择水性涂料，该材料是一种以水为溶剂的涂料，相比传统的溶剂型涂料，具有环保、节能等优点。采用水性涂料代替溶剂型涂料，可以避免挥发性有机物的排放，减少生产过程中的能耗，避免挥发性有机物的排放。溶剂型涂料中含有大量的挥发性有机物，有机物会在涂料施工和干燥的过程中挥发出来，对环境和人体健康造成负面影响，而水性涂料中的溶剂是水，不含挥发性有机物，从而避免了有害气体的排放。在生产过程中，溶剂型涂料需要使用大量的有机溶剂，而此类有机溶剂在制备和运输的过程中会对大量的能源进行消耗，水性涂料中的溶剂是水，制备和运输过程中消耗的能源大大减少，可以有效地减少生产过程中的能耗。水性涂料具有较好的流动性和干燥速度，能够提高涂装效率，从而减少生产时间和能源消耗。采用水性涂料代替溶剂型涂料可以有效地降低成本，虽然水性涂料的价格相对溶剂型涂料较高，但是由于水性涂料使用更加方便，可以节省施工时间和人力成本，从而降低总体成本，采用可再生原料代替化石能源原料，减少对有限资源的消耗，降低生产成本。采用预处理的方式对高能耗的原料进行降能处理，例如，在化工生产中，原料中的杂质含量较高，不仅会影响产品质量，还会增加加工过程中的能耗，可以通过预先分离、净化等方式，降低原料中的杂质含量，从而减少加工过程中的能耗，提高生产效率。3.回收热能升级改造旧设备，回收热能，结合化工生产过程中很多设备产生的余热不能有效利用的问题进行改进，对138能源环保与安全造成能源的浪费加强治理，通过升级改造旧设备，提高设备的热能利用率，回收余热，实现能源的再利用，同时降低对环境的影响。升级改造蒸汽锅炉，如循环流化床锅炉、膜壳式锅炉等，提高锅炉的热能利用效率，减少烟气排放。在化工生产过程中，加热炉通常会消耗大量的燃气或电力，而加热炉烟道中含有大量的余热，如果能够回收利用，不仅可以节约能源，还可以减少环境污染。以回收烟道中的余热为目的，可以在烟道上方安装余热回收装置，该装置通常由换热器、泵、阀门等组成，当烟道中的烟气通过换热器时，余热被传递给换热器中的工作介质，例如水或空气，使其加热，加热后的工作介质可以被输送到其他环节，用于加热或其他用途。安装余热回收装置，可以将烟道中的余热利用起来，使其能够再次被使用，从而节约能源，减少能源消耗和环境污染，该技术也可以帮助化工企业节约成本，提高生产效率，提高企业竞争力。4.应用余热高压回收技术化工企业可以通过余热高压回收技术，将生产过程中的高温高压废热转化为能源进行回收利用，因为化工企业生产过程中会产生大量的废热，其中高温高压废热的回收利用，可以将这些高温高压废热转化为能源，提高资源利用效率。余热高压回收技术的应用主要包括三个步骤，分别是废热回收、热力机械转换和能量回收利用。在化工生产过程中，会产生大量的高温高压废热，如锅炉废气、高压蒸汽等，通过余热回收设备，可以将这些废热集中回收，避免浪费。在废热回收后，需要对废热进行再利用，热力机械转换是将废热转化为机械能或电能的过程，常见的热力机械转换设备包括蒸汽涡轮机、发电机组、燃气轮机等。通过热力机械转换，可以将废热转化为机械能或电能，能量可以用于化工生产过程中的加热、冷却、动力等方面，或者直接通过外网销售。该技术可以将废热转化为高温高压蒸汽，进而推动涡轮机发电，实现能源回收利用，还可以实现超临界二氧化碳循环发电。通过将高温高压的二氧化碳流体循环压缩、加热和膨胀等工艺过程，将化工生产过程中产生的废热转化为电能，同时降低二氧化碳的排放量，同时实现节约能源和降低排放的目标，具有良好的节能效益和环保效益。5.回收焦化工业余热焦化工业是一种能源和化学原料生产工艺，其生产过程中会产生大量的废热和废气，优化工艺流程，回收焦化工业余热，应利用余热发电设备，将余热转化为电能。在焦化工业中，余热主要来自高炉煤气、焦炉煤气等，余热发电技术应用下，可以将废热转化为电能，提高能源利用率。将余热转化为蒸汽，并用于加热或生产过程中的其他用途，依据余热蒸汽回收技术，可以减少燃料消耗，降低能源消耗和排放。在炉膛尾部安装余热回收器，回收利用高温烟气中的废热，提高燃料燃烧效率，减少能源消耗和排放。6.二氧化碳捕捉、利用和封存技术二氧化碳捕捉技术、碳利用和封存技术是化工企业减少碳排放、实现碳循环利用的重要技术手段，在化工生产过程中，二氧化碳是主要废气，也是造成气候变化的主要温室气体。化工企业可以采用二氧化碳捕捉技术，将二氧化碳从废气中分离出来，常见的二氧化碳捕捉技术包括化学吸收、物理吸收、膜分离等，化学吸收是目前最成熟的二氧化碳捕捉技术，可以采用氨法、碱法、离子液体法等。将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料，是碳利用技术的主要目标，常见的碳利用技术包括化学合成、光合作用、生物质转化等。例如，可以利用二氧化碳制备甲酸、甲醇等有机化合物，或者采用光合作用技术，将二氧化碳和水转化为有机物。将二氧化碳永久地储存在地下，是碳封存技术的主要目标，目前，碳封存技术主要采用地质封存和海洋封存两种方式，地质封存是将二氧化碳储存在地下岩层中，海洋封存是将二氧化碳储存在深海中，碳封存技术可以长期封存二氧化碳，降低碳排放，同时也可以在一定程度上减缓气候变化的影响。五、结论综上所述，化工设备升级改造和节能技术的应用，是提高化工行业能源效率和环保水平的重要措施，化工行业应该通过优化设备结构和工艺流程，提高设备的能效和产能，采用新型节能材料和节能控制技术，减少排放和废弃物的产生。此外，政府也应加大对化工行业的技术支持和政策引导，为化工设备升级改造和节能技术的应用提供更好的环境和条件，在各方共同努力下，促使化工行业的可持续发展。参考文献：1乔平.试论化工设备升级改造和节能技术J.当代化工研究，2020(17):148-149.2黄磊，吴强，温小光，等.化工节能技术及节能设备（下转第248页）248综述炭科技，2021，39(8):94-96.3李世伟.井下顶板支护技术应用研究J.中国化工贸易，2021(32):86-87.4孟建国.综采工作面破碎顶板支护技术应用J.机械管理开发，2023，38(1):293-294.5孙军权.掘进巷道破碎顶板支护技术应用J.江西煤炭科技，2021(2):52-54.6徐虎.掘进巷道破碎顶板支护技术应用J.能源与节能，2021(8):53-5485.作者简介：许志强（1972），男，汉族，山西太原人，本科，工程师，研究方向：矿山工程施工。（上接第93页）（上接第138页）发展概述J.化工管理，2020(15):137-138.3孟剑，马廷顺.对给水泵增效节能降压改造的研究J.内燃机与配件，2020(8):64-65.4张立新，宋彦梅，李忠华.浅析硝盐生产中节能改造工艺J.氮肥技术，2020，41(2):35-3652.5秦建昕.140万吨/年柴油加氢精制装置工艺优化及节能研究D.陕西：西北大学，2020.6杨骏.某石化瓦斯回收装置控制系统设计D.山东：青岛科技大学，2020.作者简介：刘鹏（1987），男，汉族，陕西渭南人，本科，工程师，研究方向：设备机械工程。（上接第243页）性物资和材料，应当实施计量并记入台账。（2）废水危废处置过程产生的废水应当分类收集、分别处理，处理后达标排放，废水外排口应按照环保要求安装在线监控设施，并与在线监控平台联网。应当对贮存和作业区的初期雨水进行收集处理达标排放，正常情况下，确保雨水外排阀门处于关闭状态无外排。（3）固体废物飞灰收集应采用避免飞灰散落的密封容器，贮存应符合相关的技术要求。贮灰罐容量宜按飞灰额定产生量确定。贮灰罐应设有料位指示、除尘和防治灰分板结的设施。炉渣的热灼减率应当小于5%，炉渣贮存场地应封闭，并采取废气处理设施等。（4）无组织排放管理控制要求严格管控无组织排放，产生无组织废气的环节，应当在密闭空间或设备中进行，废气经收集系统或治理设施处理后排放；如不能密闭，则应采取局部气体收集治理措施或其他有效污染控制措施。采用固定顶罐，则应设置呼吸阀，安装密闭排气系统至废气处理装置或采取其他等效措施。四、应急管理企业应按照相关应急预案编制导则编写环境应急预案，预案内容包括：综合应急预案以及环境污染事件，现场危险废物泄漏，爆炸等各类事故专项应急预案，并定期组织演练，提高人员的应急处置能力。参考文献：1GB 185972023 危险废物贮存污染控制标准S.2HJ 12762022 危险废物识别标志设置技术规范S.作者简介：夏小丹（1985），女，汉族，江西上饶人，硕士，中级工程师，研究方向：环保、安全和职业健康。