賀利飛，郝齊鳳，折建梅

（神木職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 神木 719300）

0 引言

化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展雖然能夠滿足人們對化工產(chǎn)品的需求以及提高人民群眾的生活水平，但在化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中依然容易出現(xiàn)諸如資源能源消耗過大、化學(xué)廢物產(chǎn)出量高、對環(huán)境造成嚴(yán)重危害的問題，這些問題對于社會的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)無疑是非常不利的。為此，傳統(tǒng)化工工藝必須要展開進(jìn)一步改革，減少能源消耗，為促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打好堅實的基礎(chǔ)[1-2]。

1 化工工藝節(jié)能降耗的重要性

現(xiàn)代社會的發(fā)展離不開能源的消耗，尤其是在化工產(chǎn)業(yè)中，能源是驅(qū)動化工產(chǎn)品生產(chǎn)的關(guān)鍵，也是化工產(chǎn)品生產(chǎn)成本的重要組成部分，因此對于化工產(chǎn)業(yè)來說，能源的控制是非常重要的，其不僅是保障化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和成本控制的關(guān)鍵，與此同時還是減少化工產(chǎn)生排放污染、滿足化工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展需求的重點(diǎn)目標(biāo)。除此之外，化工工藝節(jié)能降耗在以下方面也發(fā)揮著重要的作用。

1.1 減少能源消耗

化工產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中主要消耗的能源為天然氣和石油等化石能源，這些能源本身便屬于產(chǎn)量少且珍貴的不可再生能源，隨著這類燃料的不斷減少，化工生產(chǎn)所需要的原材料和能源成本也在不斷提高，而在新能源和新化工材料誕生之前，化工生產(chǎn)企業(yè)必須要優(yōu)化生產(chǎn)工藝，以便于在提高化工生產(chǎn)效率的同時還能減少能源浪費(fèi)的問題，這才是確保化工企業(yè)能夠可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[3-4]。

1.2 減少能源浪費(fèi)

在傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)工藝和設(shè)備中，能源浪費(fèi)是非常常見也是必須要重視的問題，畢竟大多數(shù)化工工廠在生產(chǎn)時會對能源進(jìn)行統(tǒng)一消耗，通常會出現(xiàn)能源消耗過量、能源消耗不充分等問題，這些問題都會造成化工生產(chǎn)所需能源浪費(fèi)的情況。根據(jù)相關(guān)調(diào)查，部分企業(yè)因為能源過剩而產(chǎn)生的能源浪費(fèi)問題甚至高達(dá)70%，這對于化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及能源控制來說無疑是非常重要的問題。為此化工企業(yè)必須要積極改善當(dāng)前的生產(chǎn)模式，并且對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行深度優(yōu)化，確保能夠有效減少能源浪費(fèi)的問題。

1.3 減少能源消耗成本

不管是能源消耗還是能源浪費(fèi)，都需要大量的能源滿足化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)需求，而這些能源的采購成本則是影響化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。由于傳統(tǒng)生產(chǎn)模式導(dǎo)致能源消耗高、能源浪費(fèi)問題的嚴(yán)重性，很多化工生產(chǎn)的生產(chǎn)成本也一直居高不下，這也導(dǎo)致了產(chǎn)品價格過高等問題。而改革化工工藝、促進(jìn)節(jié)能降耗轉(zhuǎn)型則能夠有效減少能源消耗大以及能源浪費(fèi)的問題，從而能夠有效增加化工企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，這對于加強(qiáng)化工企業(yè)的生產(chǎn)成本控制來說是非常有利的[5]。

2 化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及常見能耗因素

目前我國化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大多呈現(xiàn)出健康發(fā)展、規(guī)模擴(kuò)大的趨勢，隨著市場規(guī)模和化工企業(yè)市場規(guī)模的擴(kuò)大，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)能力也在逐漸提高。不過我國的化工生產(chǎn)工藝相對來說依然較為落后，尤其是在生產(chǎn)過程中很容易出現(xiàn)能源消耗量高、產(chǎn)出廢物多、容易造成生態(tài)環(huán)境污染等嚴(yán)重的問題，由此可見，我國的化工工藝水平依然具有提升和優(yōu)化的空間。而對于一些規(guī)模較大的企業(yè)來說，生產(chǎn)規(guī)模的加大也代表著能源消耗量的提升。

通常來說，化工生產(chǎn)企業(yè)所面臨高能耗問題的因素主要包含以下兩點(diǎn)：首先是能源和資源過度消耗的問題，由于市場對于化工產(chǎn)品需求量的提升，很多企業(yè)會設(shè)定的產(chǎn)量規(guī)模也在不斷增加，大量的生產(chǎn)會造成大量的能源消耗，不過目前大多數(shù)企業(yè)并沒有有效的方法減少對能源和資源的消耗，因此過高的能源消耗也會讓企業(yè)和環(huán)境背負(fù)更多的負(fù)擔(dān)；其次，受生產(chǎn)操作造成的能源過度消耗問題，這類問題通常是因為人文因素所導(dǎo)致的，而且因為人為因素造成的能源過度消耗很容易存在嚴(yán)重的安全隱患，以及諸如污染源泄露等安全事故問題，不過這類問題可以通過加強(qiáng)制度規(guī)范以及人工培訓(xùn)的方法進(jìn)行完善；第三則是設(shè)備問題，由于很多化工生產(chǎn)企業(yè)不重視生產(chǎn)工藝的改革，所采用的設(shè)備依然是較為老舊的生產(chǎn)設(shè)備，這些設(shè)備不僅生產(chǎn)效率低，而且能耗排放量也相對較高，同時也無法對有害廢氣、有害廢物進(jìn)行優(yōu)化和過濾，因此這也是造成化工生產(chǎn)企業(yè)高污染、高能耗的主要原因。

化工生產(chǎn)企業(yè)的高能耗問題對于企業(yè)的發(fā)展是非常不利的，尤其是在當(dāng)前我國促進(jìn)節(jié)能減排以及重視環(huán)境污染問題的大背景下，化工產(chǎn)業(yè)成為了重點(diǎn)改革對象之一。畢竟化工產(chǎn)業(yè)所需要的生產(chǎn)原料、生產(chǎn)能源以及產(chǎn)出廢物具有一定的有害性，這些廢物會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，同時還會存在生產(chǎn)過程中的安全隱患，而且隨著當(dāng)前社會能源的緊缺，促進(jìn)化工生產(chǎn)企業(yè)的節(jié)能減排是尤為重要的工作。目前國際標(biāo)準(zhǔn)化工產(chǎn)業(yè)的能耗水平為55 kg/t，而我國雖然對聚乙烯裝置等化工產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備的能耗量進(jìn)行了管控，不過由于生產(chǎn)技術(shù)和工藝問題，大部分裝置的能耗量依然超過了80 kg/t，由此可見，化工產(chǎn)業(yè)的節(jié)能降耗工作依然存在非常廣闊的空間。為此，化工生產(chǎn)企業(yè)必須要加強(qiáng)對節(jié)能降耗工作的重視，確保能夠完成設(shè)備和生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級，并且對化工生產(chǎn)工藝、設(shè)備和技術(shù)等進(jìn)行全面優(yōu)化，以確保能夠滿足我國對于化工產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型需求。而在化工企業(yè)轉(zhuǎn)型的過程中，必須要重視以下問題：首先是利用好先進(jìn)的生產(chǎn)工藝做好產(chǎn)業(yè)升級，以確?；ぎa(chǎn)品的生產(chǎn)效益能夠得到提升；其次則是要根據(jù)實際的生產(chǎn)規(guī)模和需求選擇具有高能源轉(zhuǎn)換效率、高連續(xù)性且操作簡便的化工設(shè)備，以避免因為設(shè)備故障、能源轉(zhuǎn)換率低、設(shè)備間歇期、人工操作失誤等問題造成能源浪費(fèi)過多的情況；最后則是要利用節(jié)能設(shè)備對現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造，例如采取換熱效率、分餾效率、制冷效率、拖動效率更高的設(shè)備減少能源消耗問題，像是先進(jìn)的換熱器、分餾塔、制冷機(jī)、電機(jī)拖動設(shè)備等，都能在提高生產(chǎn)效率的同時減少能源消耗。

3 促進(jìn)化工工藝節(jié)能降耗的措施

3.1 利用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化改革

先進(jìn)技術(shù)是保障化工企業(yè)滿足節(jié)能降耗需求的基礎(chǔ)，在此過程中，化工生產(chǎn)企業(yè)必須要進(jìn)行全面的改革和優(yōu)化，通過自主研究或者積極引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝，確?；どa(chǎn)所需的能耗問題能夠得到有效控制。在研發(fā)和選擇新生產(chǎn)工藝的過程中，一定要以易于操作、運(yùn)行穩(wěn)定以及能夠長時間持續(xù)運(yùn)行的設(shè)備和工藝為核心，畢竟設(shè)備間歇期以及開機(jī)和停機(jī)的過程是能源浪費(fèi)最高的過程，因此確保設(shè)備能夠長時間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是非常重要的。與此同時，在選擇好配套設(shè)備和技術(shù)之后，還需要保障化工生產(chǎn)工藝技術(shù)的穩(wěn)定性，如果出現(xiàn)生產(chǎn)工藝和設(shè)備配合不佳的話，也會造成一定的能源浪費(fèi)問題。

化工產(chǎn)業(yè)的節(jié)能降耗工作主要以控制生產(chǎn)過程中的能耗為主，因此在生產(chǎn)過程中也可以采用催化劑來滿足節(jié)能降耗的需求，催化劑能夠有效提高生產(chǎn)過程中化學(xué)反應(yīng)的效率，以便于減少能源的消耗，還能減少反應(yīng)過程中存在的副反應(yīng)問題，以保障產(chǎn)品的成品比例能夠得到有效提升。不過在選擇催化劑時需要確保技術(shù)人員有著非常專業(yè)的化學(xué)知識，要明確生產(chǎn)反應(yīng)物所需要什么樣的催化劑，并且能夠準(zhǔn)確計算催化劑的用量，以確保能夠采取合適且適量的化學(xué)劑讓化學(xué)反應(yīng)速率能夠滿足最大化要求，從而促保障節(jié)能降耗效果的提升。

與此同時，阻垢劑的應(yīng)用也是非常重要的。化工企業(yè)的機(jī)電生產(chǎn)設(shè)備在長時間使用后會產(chǎn)生銹蝕和污垢的情況，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的傳熱系數(shù)出現(xiàn)大幅度降低的問題，設(shè)備的換熱效果也無法滿足生產(chǎn)需求，因此在生產(chǎn)過程中會造成大量能源的浪費(fèi)。所以技術(shù)人員需要定期利用阻垢劑對化工反映設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保能夠有效減少設(shè)備的污垢和銹蝕問題，從而保障設(shè)備的傳熱效果能夠更加穩(wěn)定，也能有效減少能源消耗問題的產(chǎn)生。

除此之外，減少化學(xué)生產(chǎn)的外部壓力、對于反應(yīng)系統(tǒng)和反應(yīng)速率進(jìn)行優(yōu)化也是非常重要的。減少生產(chǎn)過程中的外部壓力能夠確保生產(chǎn)過程中的化學(xué)成分能夠高效且穩(wěn)定地完成反映，與此同時還能減少反應(yīng)過程中電機(jī)以及推動系統(tǒng)的綜合能耗問題；而對反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化是在保障生產(chǎn)過程中能夠正常展開化學(xué)反應(yīng)的前提下，對化學(xué)反映所需要的條件進(jìn)行優(yōu)化改善，以減少化學(xué)反應(yīng)所需要的能量消耗，從而提高能源的使用效率；優(yōu)化反應(yīng)速率則能夠有效減少化學(xué)反應(yīng)的副作用，以便于在提高化學(xué)反應(yīng)效率和精確度的同時，還能保障能量消耗以及產(chǎn)品分離消耗量得到有效控制。

3.2 利用科學(xué)分離裝置進(jìn)行高效分離

為了能夠進(jìn)一步減少化學(xué)生產(chǎn)過程中的能源消耗問題，利用先進(jìn)且科學(xué)的分離裝置提高分離效率、對分離過程進(jìn)行優(yōu)化也是非常重要的，目前國外已經(jīng)有很多例子試驗了高效分離裝置的對能源消耗控制的有效性，尤其是先進(jìn)生產(chǎn)工藝和高效分離器的配合的效果會更好。利用高效分離器能夠快速完成化學(xué)反應(yīng)中的分離反應(yīng)，以確保反應(yīng)物和生產(chǎn)物能夠有效分離，確保提高產(chǎn)品的純度。與此同時，高效分離器也能有效減少生產(chǎn)成本以及能源消耗量。在分離器使用過程中也需要根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝采用合適的方法，例如在蒸餾中必須要注意化學(xué)反應(yīng)的溫度和壓力，并且利用蒸餾容器的密閉性以及耐熱性進(jìn)行優(yōu)化，同時還需要選擇分離時機(jī)，才能確保產(chǎn)品的質(zhì)量以及能源消耗能夠得到有效控制。

3.3 優(yōu)化換熱器結(jié)構(gòu)

換熱器在化工生產(chǎn)工藝中是保障熱量交換和傳遞的重要設(shè)備，其對于能源消耗的控制也是非常重要的，合理的換熱器設(shè)計能夠有效提高熱量交換和傳遞的效率，以避免出現(xiàn)能源浪費(fèi)的情況。為此在化工工藝改革的過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對換熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以滿足節(jié)能降耗工程對于換熱器的需求。

1）在優(yōu)化過程中要選擇先進(jìn)的換熱設(shè)備，確保換熱器的性能整體性能夠得到保障，并且還需要根據(jù)化工生產(chǎn)環(huán)境的特點(diǎn)、換熱器的操作需求以及化工生產(chǎn)設(shè)備的需求進(jìn)行選擇，例如采用浮頭型換熱器則能夠有效提高設(shè)備的清洗效果，比較適用于容易出現(xiàn)內(nèi)漏問題的設(shè)備；而固定管板換熱器的結(jié)構(gòu)成本更低，不過對于環(huán)境和溫差需求會更高，清洗也較為復(fù)雜。由此可見，不同結(jié)構(gòu)的換熱器有著不同的優(yōu)勢和問題，因此在選擇的時候需要根據(jù)化工生產(chǎn)環(huán)境以及實際需求進(jìn)行考慮，以確保能夠有效發(fā)揮換熱器節(jié)能降耗的效果。像是為了減少材料浪費(fèi)以及加強(qiáng)成本控制，可以采用U 形管換熱器，同時搭配良好的絕緣材料，以確保換熱器的性能能夠得到保障。

2）確保換熱器中傳熱元件的應(yīng)用效率，以便于提高換熱器的效率，這對于減少熱量轉(zhuǎn)換能耗是非常有必要的。例如波紋管材料的應(yīng)用能夠讓換熱器管道的傳熱模式得到有效增強(qiáng)，從而減少設(shè)備能耗問題，同時還可以讓換熱結(jié)構(gòu)得到簡化，以保障換熱工作的有效性能夠得到提升的同時也能確保熱量傳遞更加合理。

3）對換熱器進(jìn)行合理應(yīng)用，在換熱器使用過程中需要利用確?；どa(chǎn)設(shè)備能夠有效和換熱器融合，例如采用折流板換熱器確保換熱器和生產(chǎn)設(shè)備的角度能夠保持一致，以便于減少化工生產(chǎn)設(shè)備的能源消耗問題。

3.4 加強(qiáng)對化工生產(chǎn)過程中的能源管理工作

在保障化工生產(chǎn)工藝改革的過程中，除了需要做到技術(shù)改革外，對于生產(chǎn)工藝和設(shè)備的管理改革也是非常重要的，為此化工生產(chǎn)企業(yè)必須要積極優(yōu)化管理措施，確保能夠通過對能源市場、化工產(chǎn)品市場的分析去選擇適宜的生產(chǎn)產(chǎn)品以及生產(chǎn)產(chǎn)量，并且利用合理的設(shè)備展開生產(chǎn)，加強(qiáng)對于能源使用的控制和管理，以確保能源利用率能夠得到顯著提升。除此之外，化工企業(yè)還需要加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)，減少人為操作造成的能源消耗問題，同時還需要確保操作人員對設(shè)備展開定期維護(hù)保養(yǎng)，以保障設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性能夠得到有效提升。

4 結(jié)語

為了能夠提高化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益，減少化工產(chǎn)業(yè)的能源消耗和污染問題，加強(qiáng)對化工生產(chǎn)工藝的優(yōu)化是尤為重要的，化工產(chǎn)業(yè)必須要將節(jié)能降耗放到發(fā)展的首要位置，采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備以及管理模式提高能源使用效率，避免化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中存在能源浪費(fèi)量過大的問題。