化工工艺中节能降耗技术应用与优化策略研究

2023-01-04赵隆颢

化工设计通讯 2022年8期

赵隆颢

（青海煤矿设计研究院有限责任公司，青海西宁 810008）

1 化工工艺技术概述

化工工艺生产技术是工业生产的重要手段，也是工业生产中能源消耗最为严重的一个生产环节。化工工艺的生产过程一般包括三个环节：首先是原料处理环节，企业和工厂提供的原料需要经过一定的处理后才能进入到工业生产过程中，在预处理环节，需要根据不同的原料特征将工业原料进行精华、提纯、粉碎等。其次是化学反应阶段，这个环节也是化工工艺生产的重要环节，将经过预处理的工业原料输送到反应设备，并设置好一定的温度、压强和反应时间，进而达到生产所需要的转化率。在化学反应过程中，反应的类型通常是多种多样的，并且反应所需要的条件也不尽相同，因而在生产过程中，这一步骤对于能源的消耗最为巨大。最后要做的就是产品的精制提纯过程，由于工业生产的化学反应步骤中得到的产物纯度往往不够，并且还会有诸多副产物和杂质生成，因而在反应结束后，产物还需要在不同的设备中进行提纯，进而获得工业生产想要的产物。

随着社会的发展和进步，化工工艺在得到越来越广泛提升和应用的同时，也给环境和人类社会都造成了严重的污染和能源浪费。例如在过往的制冷行业中，化工原料氟利昂就给臭氧层造成了极为严重的破坏，虽然人们已经采取措施进行挽回，但造成的破坏却依然存在。再比如，化肥农药等生产和应用虽然也为我国的农业生产和发展做出了极为突出的贡献，但在生产过程中同样也需要消耗大量能量，并且不合理地使用化肥农业也给土地和河流造成了破坏。再比如水泥等建筑材料，虽然为我国的建筑行业做出了极大的贡献，但其生产过程对于能量的消耗同样是极为庞大的。

当前的社会生产和发展离不开化工工艺的帮助，但能源危机也已经成为全球范围的顾虑。所以我国在当前的生产生活中，必须对化工工艺生产进行技术升级，降低工业生产中的能耗，提升工业生产的技术水平，在保护环境节约能源的同时，也能保障我国的化工工业生产能够全面、可持续地发展下去。

2 节能降耗技术重要性

2.1 提高能源利用率、促进化工工艺的可持续发展

根据相关统计资料显示，在我国当前的能源消耗组成中，化工工业生产领域的能源消耗量在我国社会能源消耗中占据最大的比重。而一个化工企业要想走上可持续发展的道路，就必须在生产过程中减少资金和能源消耗，提升产品生产率。通过对生产工艺进行技术提升和改进，有效减少能源浪费，同时采用节能技术进行生产，可以在较大程度上减少企业和工厂资金上的压力，进而提升工业生产中的经济效益[1]。此外，由于全球的能源危机问题，各种能源的价格也纷纷上涨，化工企业为了生产利润，在生产过程中不得不对自身工艺进行改进，提升能源利用率，减少能源消耗。在部分能源消耗较为巨大的生产环节，采取有效措施进行技术革新，进而避免较大的能源消耗给企业带来的资金压力，或者积极研发新材料，进而取代原有材料的生产流程。

从当前我国工业生产的发展形势而言，虽然我国的工业生产工艺已经得到了一定程度的改善，但能源消耗问题仍然较为严重。并且随着社会生活水平的提升，人们对各类化工产品的需求量不断增多，在工业生产中的能源消耗也在不断增长，这些情况严重阻碍了我国工业生产和化工技术的进一步发展。并且由于部分化工行业人员的专业水平较为落后，在工业生产和材料处理等方面缺乏正确的指导，更加重了生产过程中的能源浪费，而通过对技术进行提升，进而提高工业生产过程的能源利用率，促进工业生产技术得到进一步发展，更能在同样能耗情况下提升企业的经济效益。所以说，提升工业生产中化工工艺技术对我国工业发展具有极为重要的意义。

2.2 降低能源消耗，促进环境保护

工业生产过程中的高能耗问题是由行业性质所决定的，但通过在生产过程中合理利用能源，并采用一定的技术提升能源利用率，也是变相地减少生产过程中的能源消耗。例如在化工生产中，相关技术人员可以加强对催化剂等减少反应能耗等方面技术的研究，进而降低反应过程中的能源需求。再比如，研究人员可以将反应过后剩余热量进行二次利用，用于烘干加热等，进而节约不必要的能源浪费。在当前的社会发展趋势下，工业企业如果不主动采取措施降低自身生产过程的能源消耗、积极进行企业转型，那么企业未来的发展道路就会极为坎坷，工业生产的技术人员和工作人员也会缺乏工作和创新的动力，企业生产过程的化工工艺也逐渐难以跟上时代的步伐，最终被社会所抛弃。

3 在化工工艺中应用节能降耗技术存在的问题

3.1 化工工艺技术不够先进

在工业生产过程中的各项反应都需要工作人员通过相关操作创造合适的反应条件，其具体工作包括对反应温度的调节和掌控、反应压力的控制以及相应地催化剂的开发和利用。在反应结束后，还需要及时调节温度和压力，进而保障反应的程度。而这些操作不仅对工作人员的操作要求较高，能源的消耗水平也比较高，尤其是在反应温度和反应压强的调控上。但同时，如果反应温度和压强达不到一定的要求，就极有可能引发其他的副反应，进而造成整个生产过程的原料全部报废，更加不利于节能降耗技术的利用和开发。所以说，在化工工艺的应用过程中，工艺技术不够先进是造成工业生产能源消耗严重的重要影响因素。因此在工业生产过程中，要加强对相关化学反应和技术的研究和实践，进而促使更加先进节能的化学反应能够应用到企业的化工生产环节中。

在工业产品的生产流程中，由于操作人员和技术人员对于生产流程的掌握程度不够熟练、对于反应的原理了解不够透彻以及对于相关能源需求的把控不到位，也会造成生产过程中能源使用和消耗过度等情况出现。这种现象不仅造成了严重的能源浪费，更会导致在工业产品的质量和产量的下降，进而影响到企业的经济效益。因此在工业生产过程中积极采取有效措施，加强对工作人员的培训和考核是减少工业生产能源浪费的重要手段之一。

由于在工业企业的生产和运行环节中，采用的能源大多是不可再生能源，此类能源在应用过程中，不仅会加重企业的经济压力，更会造成一定的环境污染和破坏，不利于企业的长期发展，同时也不符合当前社会节能降耗的发展主旋律。因此在化工工艺生产过程中，化工企业在能源利用类型方面也较为落后，未能真正开发利用新的清洁能源，造成了企业在可持续发展上出现了一定的偏差，同时也阻碍了节能降耗技术的进一步落实。

3.2 生产设备达不到要求

在企业生产过程中采用节能降耗技术，对于企业相关设备的要求也比较高，尤其是在产品反应环节，对于反应设备的密闭性等要求较高，对于设备的材质也有更加明确的规定，通过这些要求来保障企业生产的安全性和稳定性，进而达到节能降耗的目的。但在当前我国诸多工业企业中，生产设备大多已使用了较长时间，部分设备的机件已经出现了较为严重的磨损等情况，难以保障设备的相关性能[2]。

其次，不健全的生产设备也会造成工业生产过程的能量泄漏等问题，更加重了工业生产中的能量需求，造成能量消耗的进一步提升，并且还加重了生产过程中的能量浪费，引发各种高损耗、高污染等生产问题，给企业的经济造成了沉重负担。此外，此类高损耗、高污染生产环节也会对企业的形象造成严重打击，并且不利于工业企业的进一步发展。

3.3 企业管理水平落后

在工业企业进行化工生产的节能降耗过程中，管理人员对生产环节的管理作用尤为重要。尤其是在工业技术的升级和改造方面，需要企业管理人员对不同工作人员的工作进行合理的安排。然而从当前国内企业的运行和发展形势而言，我国大多数化工企业在管理方面都存在一定的问题，未能将先进的节能降耗技术要求与企业生产管理进行有效地融合。例如在技术方面，技术人员将部分节能技术与生产进行结合，但管理人员在该部分工作目标的设置和管理过程中，却未能将降低能耗等目标与生产活动进行有效结合，进而造成部分工作人员由于各种原因依旧采用原有的生产技术，不利于节能降耗技术在工业生产中的进一步推进。

在管理过程中，部分管理人员未能根据企业的发展方向合理地进行人员分配等工作，而是直接沿用传统的管理方式，致使工作人员在工作过程中不能与企业发展目标进行有效结合，严重阻碍了企业的转型和发展。

3.4 废弃物未能得到妥善处理

在化工企业的生产过程中，工业垃圾以及各种废水的产生是难以避免的，但通过一定的措施对废弃物进行处理和回收，不仅在一定程度上减轻了环境污染，更能减少企业生产过程的能源浪费和经济压力，进而保障企业的经济效益，促进企业的可持续发展。但在当前国内大部分工业企业的生产过程中，都缺乏对工业废弃物的回收措施，尤其是在工业废水的处理和回收过程中，部分企业由于各种原因，甚至直接将废水排放至河流中，造成了严重的环境污染，同样也造成了严重能源浪费。

因而在工业企业进行节能降耗的转型过程中，重视对工业生产过程的废弃物处理和回收也是加强节能降耗的重要手段之一。并且通过采取一定的措施减少生产过程中的废弃物产生，更能节约资源，减轻资金压力，同时也能反向促进相关技术人员积极研发新型节能技术，减少工业生产过程的能源浪费问题，促进我国企业的进一步发展和转型。

4 节能降耗技术在化工工艺应用中的改进措施

4.1 改进生产工艺和设备

在利用化工工艺进行生产时，对生产工艺和生产设备进行适当的改进，可以有效减少生产过程中的环境污染和能源浪费问题。首先在设备上，企业管理人员和技术人员根据产品反应的特点，对已有的设备进行适当的改进，替换磨损的机械元件，进而保障相应设备在反应过程中的密闭性和保温等性能，减少能源浪费[3]。此外，企业管理人员也可以安排工作人员定期对设备进行检修和清理工作，进而保障原料在反应过程不会因残渣等而产生更多的副反应，造成产量降低等问题出现。

在生产工艺方面，要加强对新型反应的研究和实践，并实践通过改变反应条件或者反应历程而提升产品的产量。此外，技术人员也要通过各种手段研发新型产品等，通过研发低能耗的新产品来逐渐替代原有的生产产品，进而减少化工企业在生产过程中的高能耗问题，并为化工企业的转型提供一定的方向和思路。通过研发新产品，同时减少原有产品反应过程中的能耗问题，可以进一步提升化工企业的经济效益，逐步实现化工工艺生产过程中的节能降耗技术的应用。

4.2 加强企业管理

企业管理人员在进行管理时，要将节能降耗观念充分融入工作中。首先要在工作组织和安排过程中，加强节能降耗的宣传，使企业员工能够充分领会到节能减排对企业、对社会、对国家的重要性，进而保障企业工作人员在进行产品生产时，能够严格按照相关工作要求进行操作。其次，要健全企业相关的规章制度，尤其是在化工工艺的生产和研发过程中，对于生产过程中未能按照相关要求进行操作的员工予以一定的处罚；同时，对于研发出新技术并能够投入使用的工作人员，予以一定的资金奖励，在企业内部形成节能降耗的工作方向，并激发工作人员的工作动力，进而保障企业的转型和可持续发展。