化工节能技术范文

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第1篇

[关键词]化工工艺；节能技术

中图分类号：TQ02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0116-01

近年来，我国经济快速发展，各个领域的能源消耗与日俱增，我国面临着越来越严峻的能源危机。化工工艺是一项复杂的综合性技术，通过采用多种节能减损措施，不断提高化工工艺的生产效益，降低化工工艺能耗，推动我国化工工艺可持续发展。

化工工艺的节能主要分为新技术开发、设备改进和加强管理三个阶段，其目的是为了提高能源的综合利用率，在化工生产过程中，最大程度地降低能源损耗。在化工生产过程中，主要包括两部分的能源损耗：其一是化工工艺的最小功，为了确保化工生产的必要速度，需要消耗一些能量和推动力，这部分能量损耗不具有节能潜力；其二是能量损耗，在化工工艺过程中，由于一些合理的因素产生的能源损耗，例如流体阻力过大或者推动力过大造成的能源损耗，对于这部分能源损耗，可以通过采取有效措施进行改造和完善，从而最大程度地降低这部分能源损耗。

一、化工工艺中的节能装置解析

1.热管换热器

热管换热器是一种常见的节能设备，其内部的隔板可以将热管换热器中的热水和冷水彻底分开，可以有效避免出现单根热管的不良状况，确保了整个换热器的良好运行，因此热管换热器被广泛的应用在一些强腐蚀、易爆和易燃的场所，具有较高的安全性和可靠性。热管换热器内部的热流体和冷流体在各自的管道中流动，从而更容易的实现了热流体和冷流体的逆流换热，同时热管换热器在热能回收场所的应用，具有很高的性价比，经济效益较高。当一些含尘量较高的流体进入热管换热器之后，热管换热器可以通过调整结构受热面积，可以有效解决堵灰问题。同时在税后一些腐蚀性较强的流体烟气时，热管换热器通过调整管壁温度、冷凝段和蒸发段接触面积，从而减少腐蚀区域。

2.热泵

热泵通过利用自身的能量，凝聚周围介质环境中的能量，接着在传热循环系统中逐渐提高系统温度，热泵在过程中，由冷凝器释放出大量的高温蒸汽，这些热量通过泵管传递到储水箱，经过冷凝之后，由膨胀阀将传热工质传送到蒸发器中，实现玄幻利用，在这个过程中热泵消耗的能量转化为输出功。因此热泵具有良好的节能性，可以有效节约大量的能源，是一种能源价值较高的节能装置。

3.蓄热器

蓄热器在工业锅炉供气系统中发挥着不可替代的重要作用，蓄热器将供气系统中多余的热量储存起来，然后在其他环节将这部分热量释放出去，可以有效提高热量的利用率。供气系统发生大幅度的气量波动，会导致工业公路供气系统的水位和锅里汽压发生上下波动，给锅炉的安全操作和使用带来很大困难，影响锅炉的燃烧率。蓄热器内部含有过滤负载，可以有效提高工业锅炉的运行效率。蓄热器主要有两种类型：定压式和变压式，定压式蓄热器在运行过程中不能随意改变工作压力，给水蓄热器是一种最常用的机械设备；变压式蓄热器可以随着存储热量的变化而随时调整工作压力。

二、化工工艺中的节能措施选项

1.积极引进新工艺、新设备和新技术

近年来，我国现代化科学技术快速发展，各种新工艺、新设备和新技术不断涌现，同时也推动了化工工艺的快速发展。为了更好地实现化工工艺的节能性，化工企业要根据自身化工工艺的实际情况，积极引进新工艺、新设备和新技术，不断完善和优化化工工艺，例如在化工工艺中应用结晶分析技术和蒸馏技术，可以有效减少化工工艺的能源损耗，提高化工工艺的能源利用率，简化化工工艺流，增强化工工艺的原动力。

2.提高化工设备运行效率，减少能量损耗

在化工工艺过程中，降低化工工艺的外部反应压力，降低化工工艺的能量损耗，合理设置化工工艺的反应压力，有助于降低化工生产中电机拖动系统输送方英武的能量损耗，特别是可以有效减少化工气体的压缩功耗，同时可以确保化工工艺的稳定、高效、安全运行。为了更好地实现化工工艺的节能降损目标，在确保化学物在化工环境中正常反应的前提下，最大程度地提高化工资源利用率，加快化工工艺的反应时间，减少化工系统在发生化学反应时需要耗费的热量，减少热量损耗，减少化工工艺中不必要的化工流程，减少物质分离过程中的能量损耗，最大限度的提高设备的运用效率。

3.改进化工设备，提高设备利用率

在化工工艺中，采用热蒸馏的工艺方法，减少化工分离提纯过程中的能量流失，同时还可以采用降低化工工艺供热的温位方式，减少分离提纯过程的吸热分度，减少反应压力，降低化工工艺气态反应物的反应时间和压缩性能。在化工工艺中，不断改进化工设备，不仅可以有效减少化工反应的能源损耗，还有助于降低化工产品分离过程中的损耗，避免在化工工艺中发生不必要的化学反应。另外，在化工工艺中通过采用高效的传热填料和设备，还可以有效改善化工工艺的传热性能。为了最大程度的降低化工工艺的热损失，尽量采用新型绝热材料和厚度合理的绝热层，通过不断改进化工工艺的生产设备，减少化工工艺过程中的能源损耗，推动化工工艺的节能、高效发展。

4.提高催化剂的活性

催化剂是化工生产中一种必不可少的重要物质，催化剂不仅可以加快化工工艺的反应速度，还可以有效降低化工工艺的能源损耗。在化工工艺中使用合适的催化剂，可以明显形成化工工艺过程，提高化学物质的转化和反应效率，降低化工工艺的温度压力和产品消耗量。同时催化剂还有一个重要的功能，即减少在化工工艺中产生的副产物，减少原材料的使用量，从而有效降低化学物质在分离过程中的能量和负荷损耗。

5.改善化工供热系统

在化工工艺中坚持节能理念，从整体角度出发，科学规划化工工艺流程，进一步优化化工供热系统。结合化工供热系统自身的特点，优化系统运行过程中，实现各个子模块的有效结合，扩大化工供热系统的热转换范围，加快热能源和冷能源的交换速率，避免造成能源浪费，最大程度地减少化工工艺能源消耗。

6.做好污水回收和处理

化工企业要积极引进和应用污水回收和处理技术，减少水资源的损耗和浪费，做好污水的回收和处理。化工企业要强化全体工作人员的节水意识，倡导节约用水，杜绝水资源浪费。在化工工艺中，积极应用制冷和发电转换技术，加强循环和回收利用电力、热量、水等资源，提高有价值的余热、余压等资源的利用率，实现化工工艺的节能降损，降低化工企业的生产成本，实现循环经济的最佳实现模式。

此外，使用变频节能技术。为了更好地解决化工生产过程中设备负荷率较低的问题，在化工工艺中采用变频节能技术，进一步改造和升级传统化工工艺使用的阀门，确保化工生产中电机可以长时间保持平衡的输出和输入状态，减少电机在长时间运行过程中处于工频状态下，产生的能量损耗，实现节能降耗的最终目的。

第2篇

关键词：多晶硅；问题；污染

前言

多晶硅生产技术成熟于上世纪70年代，在沉寂近20年后，伴随光伏产业的发展，世界各国均对该技术进行二次创新，如中硅高科突破了大型低温氢化技术、大型节能还原炉技术、高效加压精馏提纯技术、高效加压三氯氢硅合成技术、尾气干法回收技术、四氯化硅生产气相白碳黑技术和热能综合利用技术。随规模化生产，该技术仍有提升空间。

1．国内多晶硅技术发现状

近年来，多晶硅行业最大的变化是认识的变化。关于多晶硅的“污染”问题，国际上传统7大多晶硅巨头均在美、日、德等发达国家，这充分说明能耗和污染不是问题。从技术上来看，多晶硅的环保和污染问题并不存在技术瓶颈，相对于其他化工企业，多晶硅的“污染源”单纯、易处理、易防控；多晶硅的环保污染问题更多的是管理和意识问题。

2．国外多晶硅生产技术发展的特点

2．1研发的新工艺技术几乎全是以满足太阳能光伏硅电池行业所需要的太阳能级多晶硅。

2．2研发的新工艺技术主要集中体现在多晶硅天生反应器装置上，多晶硅天生反应器是复杂的多晶硅生产系统中的一个进步产能、降低能耗的关键装置。

2．3研发的流化床反应器粒状多晶硅天生的工艺技术，将是生产太阳能级多晶硅首选的工艺技术。其次是研发的石墨管状炉反应器，也是降低多晶硅生产电耗，实现连续性大规模化生产，进步生产效率，降低生产本钱的新工艺技术。

2．4流化床反应器和石墨管状炉反应器，天生粒状多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氢硅或是三氯氢硅。

3．目前摆在多晶硅生产中主要的问题

降低能耗、减少污染、提高质量、扩大产量。

4、我国多晶硅生产现状

技术尚有欠缺，太阳能硅料主要依赖进口。在全球光伏产业链中，高纯度硅料不仅要求硅的纯度高达7～9个9，而且其中的硼、磷等杂质限制在几十个ppt(万亿分之一)，它是光伏企业生产太阳能电池所需的核心原料。因此，高纯度硅料的合成、精制、提纯、生产也就成为光伏产业集群中最上游的产业。目前，尽管中国的硅原料矿藏储量占世界总储量的25％，但是国内太阳能电池生产企业(如尚德、天威英利等)所需原材料绝大部分需要从国外进口。这是因为用于太阳能电池生产的硅料主要是通过不同的提炼方式从硅原料中提炼而成的单晶硅和多晶硅。在中国，现有的高纯度硅原料生产技术与西方发达国家相比，在产量和能耗等方面尚有不足之处。如此一来，这不仅大大增加企业的生产成本，更成为制约当前我国光伏产业向上游环节发展难以逾越的“瓶颈”，使我们国家用很低的价格卖出高能耗、高污染的粗原料的同时，用极高的价格购回高纯硅料。

5、精馏节能技术降低能耗综合利用减少污染

现代化工过程对节能工作非常重视，国外投入大量人力物力进行节能技术的开发，节能新技术、新工艺、新措施、新方法不断问世。我国的多晶硅生产，在采用化工上已经成熟的先进技术后，将不再是“高能耗、高污染”产业，而是“绿色的阳光事业”。对多晶硅精馏过程进行研究，在运用精馏节能技术对其进行分析后，可以从以下几个方面来实现节能。

5．1实行多效精馏，使能量得到充分利用。多效精馏是将原料分成大致相等的N股进料，分别送人压力依次递增的N个精馏塔中，N个塔的操作温度也依次递增。压力和温度较高塔的塔顶蒸汽向较低塔的塔釜再沸器供热，同时自身也被冷凝，以此类推，这样就节省了低压塔再沸器的能耗和高压塔冷凝器的水耗。在这个系统中，只需向第一个最高压力塔供热，系统即可进行工作，所需能量约为单塔能耗的1／N，如将三个塔串在一起采用三效精馏技术，其能耗仅用原来的1／3，节能幅度达到67％，节能效果非常明显。多晶硅生产中，很多塔器都是为了提纯多晶硅而设置的，可以根据合理的能量和温差匹配，实现多效精馏，达到大幅度节能减排的目的。

5．2提高分离效率，降低回流比，进一步实现节能降耗。分离过程中，分离效率的提高可以在很大程度上降低能耗、提高产品质量、减少排放、提高回收率、提高企业效益。在多晶硅精馏过程中，采用高效导向筛板、新型填料等新型分离设备，可以提高其分离效率，降低精馏塔的操作回流比，由于精馏塔的能耗与回流比呈线性关系，这样就成比例地降低了能耗。提高分离效率也是提高多晶硅产品质量和降低四氯化硅排放的最有效方法。

5．3全面优化流程，实现节能。将多晶硅生产各股物料进行全面的物料平衡和能量平衡，考察其能耗的合理性，采用热集成技术，将流程优化，最大限度地节能降耗。通过贯穿生产线的节能和清洁生产，并在生产过程中实现闭环清洁生产，达到降低能耗和si(硅)、H2(氢气)、C12(氯气)等原料消耗，降低成本的目的，使产品具有国际竞争能力，质量符合目前和未来超大规模集成电路和太阳能电池的要求。

5．4多晶硅生产过程中产生大量的SiCl4(四氯化硅)、siH2C12(二氯二氢硅)、siH C13(三氯氢硅)等氯硅烷副产物，使生产成本居高不下，部分氯硅烷及氯化氢进入尾气排放系统，既增加了尾气处理成本，也增大了污染物的排放量，废水中的氯离子浓度达1700～2500mg／L。如何有效地解决氯硅烷副产物的出路是降低多晶硅生产成本、实现节能减排的关键，也是现在多晶硅生产企业面临的重大技术难题。

5．5尾气、副产物、余热的回收综合利用可以降低多晶硅项目对环境的污染，从而进一步达到节能减排的目的。国外多晶硅企业的建厂，大多是与化工企业结合，在“化工集团伞下”经营，容易实现集团内部的“循环经济”，废物可以做到“零排放”。除了把四氯化硅氢化成三氯氢硅回收利用外，还可以利用四氯化硅、氯化氢等制成目前市场上需求的气相白炭黑、硅酸乙酯、有机硅产品、人造石英等材料。

6．提高光电转换效率降低生产成本

提高光伏材料的转换效率和降低太阳电池的制造成本是光伏工业一直追求的两个目标。多晶硅硅片是太阳能光伏电池的核心部分，硅片的质量对于太阳能的光电转化率起着至关重要的作用。一般情况下，普通太阳能光伏电池的光电转化率为10％～14％，而高纯度硅片的太阳能光伏电池转化率可达16％，甚至更高，因此，对于太阳能电池的生产过程来说，多晶硅的生产更加至关重要。

7、提高多晶硅市场竞争力的方法

通过进一步地降低成本，提高多晶硅材料的市场竞争力，对推动整个光伏产业链的发展有着很重要的作用。

7．1引入新型的分离传质设备，如北京化工大学的高效导向筛板塔和填料塔对加速多晶硅生产精馏过程的一体化并实现闭环清洁生产有着很大的促进作用；

7．2通过引入新型精馏装置从而提高多晶硅产量，实现多晶硅生产的大型化；

7．3开发和应用大型合成炉和还原炉。

第3篇

随着国家经济发展方式不断变革，我国化工行业发展的布局及结构都发生了重大的变化。在新的国际形势下，为了把握住未来技术发展的趋势，以便更准确地把握化工企业节能技术的发展方向，我们一方面需要借鉴西方工业发达国家节能技术的研究成果，同时还要不断创新自身的节能技术研究，保证化工企业节能系统既节省能耗，又安全可靠。

发展高效能源利用技术

在化工企业生产过程中天然气、煤炭、石油、电能都得到了较广泛的应用，但是各种能源在化工企业生产过程中的有效利用率是不同的，企业非常需要具有节能效果明显的技术。不同生产工艺流程流程、不同企业的生产设备对能源质量的要求也不一样，其中按质使用能源是避免能源浪费的重要手段，根据不同生产过程需求提供能源，和化工过程的各个环节紧密有机结合，进一步对化工企业的生产工艺流程进行深入研究，采用最先进的工艺条件和最合适的能源使用。在生产过程中，能源的高效利用非常重要，因为能源既为生产提供能量，同时又是非常重要的生产原料。如果很好地利用，可以大大提高能源利用效率，有效降低生产成本。

化工企业能源系统整合技术

化工企业采用的系统优化技术是现阶段已经成熟的夹点技术，所谓夹点技术就是把热力学和系统化工工程相结合，研究分析化工企业生产工艺流程中的各个环节能量流动，从而提高能源的有效利用效率。夹点技术和其它节能技术相比，最鲜明优势就是根据预定的最优经济目标，最大程度进行回收利用进行分步设计方案，从而科学知道企业合理使用能源。在现代化工领域，夹点技术在西方发达国家已经纯熟的使用，设计领域也很广泛。因为能量系统优化和化工工艺生产流程是仅仅联系在一起的，在使用过程中必须考虑到把夹点技术使用要求和基本的科学原理和化工产品生产过程的具体要求，能源的自身特质相结合，使用不同规格的能源产品进行具体分析，设计出经济效益最大的能源回收、效益最大的方案。

煤能源技术的科学、高效应用

首先，合理配煤，根据化工企业供热锅炉的设计煤能源种类，按照发热量、灰分、含硫量以及焦渣的特点选择合适的煤资源种类。如果没有合适的煤炭能源，可以选择两种煤配合使用。链条炉所燃烧的煤应该保持一定的颗粒直径，细碎的煤粉不能太多，为了保留较多的煤颗粒，可以从煤的运输环节调整，尽量减少机械碾压，在把原煤送进碎煤机前要进行仔细筛选。控制煤中的水分含量，搅合拌匀。其次调整链条炉的燃烧，链条炉的煤层厚度一般是80～140mm，按照煤的水分、颗粒度、灰熔点等特性进行调整，以炉排上煤层平整、着火均匀为准则，根据锅炉飞负荷调整，调整炉排的速度，保证燃烧区能够正常燃烧，在炉排后能够燃尽，形成灰渣为标准。防止增加负荷时看读到灰烬的现象，不能过度增加炉排的速度。合理调节各个风室的风板开度，一般情况下炉排前面的风室半开，中部的风室开的比较大，最后面的风室根据燃烧情况而定。根据锅炉的热负荷和炉排速度调节锅炉鼓风总量，降低生产过程中的排烟热损失。超负荷或者低负荷都不能发挥供热锅炉的最佳热效率，所以，应该避免长时间超低负荷或者高负荷运转。最后，要加强对设备的养护。化工企业供热锅炉设备的完好度对锅炉的供热效率有很大影响，所以必须加强对设备的养护工作。

改造新型的电加热器，采用高效节电技术

新型的电加热器热量交换采用的是多个管道大面积的换热结构，电热元件采用远红外辐射技术，在很大程度上提高传热效率，降低换热管的表层温度，电热元件一般和被加热的燃油不进行直接接触，降低了热管表面和被加热油之间的温差，避免燃油的碳化发生。在更换电热元件时生产过程中不停机、不放油，在维修过程中也不会影响到生产过程的正常运行，进一步简化线路，提高工作效率。同时，电能是化工企业使用的最重要能源之一，特别是氯碱等企业把电力作为原料进行生产。所以节约用电也很重要。化工企业节能技术主要是选用节能变压器，保证企业配电使用安全运行。选用效率高的电动段，对技术落后、效率不高的电动机采用先进技术进行改造或者采用变频调技术节省用电，一般情况下，在使用过程中，对电动机进行无功补偿，照明系统也采用绿色照明技术。和其它工业性质行业的节电技术相比，化工行业节电技术优势不明显，因为有一些特殊条件的限制，在选择节电技术、材质和研发新技术时，详细考虑到化工企业高温、高压、容易燃烧和腐蚀等不能改变的客观情况，结合化工企业的用电特点，保证安全、高效、节能。

结语