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在“十二五”中节能减排发展计划的推动下,对于石油化工技术的更新以及石油化工泵节能技术的研究势在必行,本文将从石油化工泵的结构、水力性能等方面进行石油化工泵的节能技术研究。
1 石油化工泵结构节能研究
1.1合适叶轮直径研究
通过对化工石油泵扬程和叶轮大小的研究发现,叶轮的直径大小能够调节泵的扬程、流量等化工石油泵的特性。
所以,在表1的数据记录中,叶轮的切割量应该保证在有效范围内,在出口安装角和流动状况固定的前提下进行研究。不难发现,当比转数小于60时,叶轮的切割效率最高,且随着比转数的增加,最大切割量逐渐降低,当比转数超过300以后,叶轮最大切割量降到了7%以下。因此在比转数超过300的泵,不应切割叶轮,避免效率的减小。
而且,在叶轮的切割研究中,应该注意叶轮的类型,根据是否已经切割选择其切割量。通过对导叶泵、蜗壳泵等轮叶片的车削的实际情况进行研究,调整其特性曲线,保证效率的提高。如果扬程要求较高,可以根据表1数据以及实际的要求换用较小的叶轮,降低损耗,提高部分性能。
1.2合理叶轮数量
在泵的扬程和泵的流量调节中,要根据要求进行叶轮数量的合理规划,以及叶轮间距的科学安排。但是在进口处,应该注意其叶轮的防护,防止气蚀现象的出现。
1.3减少备用装置
石油化工泵在设计中进行合理规划和分析,尽量减少备用装置。不仅能够减少资源浪费,而且能够充分发挥泵以及其结构的最大效率。
2 石油化工泵水力节能研究
2.1出口控制
虽然出口的控制比较简单,但是在后期的实际应用中却十分重要,决定着流量和扬程的大小。例如,在设计中如果设计的出口阀调节范围不合理,在后期出口阀的调节过小就会造成水压过大,流量减小,造成扬程的损失和资源的浪费。因此,在设计中应该注意出口控制的设计,后期投入使用也应该注意出口的节流调节。
2.2入口控制
在入口的设计和控制中,由于其扬程损失较小,所以一般不会采用节流。
但是在入口会出现气蚀等现象所以一般不采用节流,因此在实际的应用中,还应该注意其相关操作,避免失误造成泵的损坏,造成不必要的损失。
2.3旁路调节
在化工石油泵的设计中,可以增加旁路来辅助出口线路,通过对于旁路的调节防止气蚀、振动等现象的出现。如果采用旋涡泵,还可以通过旁路调节等措施,增加流量,减小功率。
3 合适调整策略
本文将对变频调速策略进行初步探究和简单介绍,为化工石油泵的节能提供全新研究方向。
变频调速主要通过变频系统完成,通过变频器中对供电频率的改变来控制转速。通过调整电机的磁通恒定来维持电机的最大转矩。
变频调速系统通过对电机的调节能够低速在线启动,具有电流低、调控简便等优点。而且在变频调速系统中,还能够通过调节,起到过欠电压、过电流以及短路等保护的作用。
4 结语
图1改造后系统简易模拟图
在本文对各种泵相关的节能技术研究基础上,得到图1的改造后的简易模拟图。
希望通过本文对于石油化工泵的研究能够为石油化工业化工泵的设计和生产提供参考方向,推动我国石油化工的发展和节能减排计划的顺利进行,调整我国的产业结构,推动经济发展。
参考文献:
[1]赵庆三.汉胜公司经销商营销管理的研究[D].上海外国语大学,2014.
[2]高海山.石油化工泵节能技术[J].炼油技术与工程,2009,04:44-46.
[3]高海山.石油化工泵节能技术分析[J].石油和化工节能,2010,02:8-11.
关键词 电气节能;照明;电动机;变频器
中图分类号:TQ083.1 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)031-088-01
在本文中主要针对采用电气节能技术比较广泛的几项技术和大家交流一下,比如企业照明方面节能技术的应用、新型节能电动机在企业生产中的应用、还有就是变频技术在生产过程中的应用。
1 企业照明系统节能技术
石油化工企业的传统照明系统大部分采用白炽灯、高压钠灯,金卤灯以及荧光灯作为光源,在多年的实践使用当中,它们的节能效果并不是很理想,很大一部分电能通过灯具自身产生的热能而浪费掉,也是因其灯具产生的热量大,使其使用寿命也大大的缩短,使用成本和维修工作量也在逐年的增大。
很长一段时间以来,大量的工程技术人员投入了相当大财力和精力进行开发新型节能灯具,经过几年来的研发和新产品实际应用,高性能白光LED新型光源逐渐登上了历史的舞台,受到广大用户的一致好评。现在大功率LED光源已经逐步的投入到市场,由最初的小型点光源逐步的发展到大功率面光源,也可以根据用户现场环境的需求制造特定的光源,在石化企业有些现场不便于大面积装配灯具,这时候采用大功率LED面光源可以解决这个问题,这也是LED光源能够很快的被业内人士所接受的一个原因,LED光源作为新一代光源,以其使用寿命长,节能效果明显,其市场占有率逐年增加,白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等传统光源将逐渐被淘汰。随着电子产品价格的发展趋势,LED光源的市场价格也会逐渐的降低,以更多的数量投入到各行各业中。
LED光源也是一种比较环保的绿色光源,钠灯,金卤灯在高温情况下如果破裂,会有汞蒸气 以及其它有害介质产生,传统的照明灯具由于使用过程中温度较高,使用寿命较短而且灯丝易断、玻璃易碎,而LED光源本身不存在这些问题,并且LED光源可以根据客户需求定做非标尺寸,利于施工,便于维护。LED光源因其自身散热量低,不分解有毒介质,无电磁干扰,使用寿命长,维护成本低等特点,我们可以认为LED光源是未来绿色环保灯具的发展方向。
2 新型节能电动机在企业生产中的应用
化工企业正在从传统的规模型向能效型转变,环保、节能设备的采用越来受到国家的重视,这就使得老的化工企业必须淘汰高耗能的动力设备,采用新型节能设备。石油化工企业生产都是比较大型的企业,生产流程长,电动机数量较多,而且电动机都是长周期运行的设备,是企业耗能的主要设备,电动机的耗电量约占整个石油化工企业总耗能的60%以上,所以率先在石油化工企业推广新型高效节能电动机是非常有必要的,这也是企业节能减排的一大措施,有利于降低企业的运行成本,增大企业的利润空间。
目前我们国家应用到石油化工企业的高效节能电机主要为YB系列和YB2系列电动机。各个生产厂家生产的节能电机型号不同,节能方式也不尽相同,主要从主流的几个制造工艺方面和大家交流一下。
1)转子制造工艺的提高,采用高导磁低损耗的硅钢片,比如含有稀土成分的硅钢片镶嵌在转子上,就能够提高导磁率,提高电机的出力。
2)大功率电动机散热系统的改进,我们知道电动机如果运行温度过高其出力会一定程度上降低,电动机厂家将电动机的外壳采用平行散热筋,其中垂直和平行两种方式同时采用。
3)采用强制散热方式,对于功率较大的电动机可以在定子绕组镶嵌的外壳中增加空冷器,风力直接作用于定子内部,而不是从电动机表面散热。
4)优化电动机的线圈设计,减少端部漏磁,以及热量的损失,同时转子和定子之间的气隙改进也能降低电动机漏磁,提高磁通量。
高效节能型电动机以其节电效果明显,安全运行时间长,越来越受到企业的高度重视,电动机厂家也加大了开发力度,国家也出台了相关政策,低效的电动机在改造过程中也逐渐的采用高效节能型电动机。
3 变频节电技术在生产过程中的应用
变频器是将可控硅的通断作用于工频电源,将工频电源变换为另一频率电源的电能控制装置。我们国家现在使用的变频器主要有以下两种工作方式。
1)交–交变频器。在使用频率固定的运行状态下可以将交流电转换成频率和电压可调的交流电。这种工作方式转换省去了中间的变流环节,所以转换效率高,操作简单,但是在这种工作方式下频率的调节范围比较小,只能够在额定工作频率的一半以下,不能任意调整,所以适用于一些容量大的低速拖动系统。
2)交–直–交变频器。在频率固定的运行状态下,首先将工频交流电压通过变流环节转换成直流电压,然后将直流电转换成频率可调的交流电。这种工作方式对电动机的工作频率的范围以及电动机的特性具有一定的适应性,是一种使用很广泛的变频方式。变频器整套装置一般由整流元件单元、中间直流单元、逆变单元和控制单元四个部分组成。我们知道电动机的转速和工作频率是成正比的,变频器就是通过改变电动机工作电源频率的方式来实现电动机运转速度调节的,是一种比较理想的高效率电动机调速方式。而且通过变频器调整电动机转速,可以得到0赫兹到工频50赫兹的平滑调速,能够根据生产需求任意调整,这点要优于传统的调速方式。
变频器由于能够给电动机平滑的运行曲线,从0赫兹到50赫兹,基于这一点,我们可以把变频器应用于电动机的启动。传统电动机主要采用自耦降压,星三角降压等,但都有一定的局限性,变频器启动便能很好的解决这个问题,由其对于重载启动的风机,渣浆泵,离心机等启动转矩非常大的场合,我们可以根据不同的负载特性选择变频器启动电机的不同方式,例如电流突跳启动,限流启动,降压启动等其他方式。减少电动机对负载的冲击。提高设备的使用寿命,达到设备节能的效果。
随着变频器人机界面的不断开发,变频的应用技术越来越成熟,利于操作,便于维护。通过人机界面我们可以了解到:
1)参数设置引导功能,根据系统引导程序逐级进入,查看,设置运行参数,进行调试。
2)图形界面的引入,通过图形界面我们可以直观的查看,运行电流,电压,查看其它的运行参数和模式,适时地调整设备的运行状态。
3)支持协议通讯可以和上位PC机联机通讯,构成网络管理,提高管理水平。
4)内置应用宏软件,变频器内部根据产品特性的需要把常用的几种应用模式固化到装置内,使用时只要按照负载特性选取相应的应用宏就可以了。变频器作为一种新型的控制装置,在工业调速节能方面发挥着越来越大的作用,总之, 变频器因其节能效果明显、可靠、功能多, 才是变频器普及的关键。
4 结束语
通过本文的简短介绍,给大家介绍了化石油工企业电气节能的几种措施,随着科学技术的不断发展,新型节能产品的推广,以及企业现代化管理理念的提升,我们相信电气节能效果一定会越来越好。
【关键词】石油;电气节能;电机控制;应用
由于全球经济发展趋势不断迅猛,人类愈加珍惜目前生存的地球环境。因此,每个国家、每个地区都在尽可能地降低对环境的污染程度。能源问题在环境影响中所占比重最为严重,尤其是大型的炼油化工企业。要想从根本上解决问题,一可在目前能源的基础上开发新型油类化工资源,二可尽可能地节约炼油的能源耗损量。不管从速度,还是效率来看,化工企业选择后者方案会更好。节能就是把最为可靠、成本合理的技术措施融入到利用能源的区域内,针对大型炼油化工企业来说,可降低炼油消耗率,提高能源提炼设备的利用水平。
一、电气节能技术分类
普及、推广节能技术在一定程度上可缓解紧张的能源供应形势,进一步使技术取得发展。一般情况下,有关电气节能的设计内容如下:
1.化工企业供配电系统中涉及节能的相关技术(如补偿功率因数、选择变配电设备等) 。
2.涉及电气照明节能领域的相关技术(如选择照明设计、应用光纤照明等) 。
3.涉及电气设备各方面节能的相关技术(例如给排水系统、电动机的应用、电梯设备设计等) 。
4.涉及炼油化工企业节能管理的相关技术(如计量电能、计量中央空调系统等) 。
5.涉及综合能源利用效率方面的相关技术(如光伏电源系统的应用、地源的应用、风力发电系统的应用、热电冷联供系统的应用等) 。
二、大型炼油化工企业电气节能技术应用细节
2.1运营电机的节能启动
目前炼油化工企业主要的耗能就在于运营生产过程中的电机操作,那么想要达到合理可控的电能消耗率,就要对电机设备的操作加以控制。普通常见的电机软启动,仅仅凭借电机接线方式的变化去降低电流的突然冲击、损耗,在一定程度上减弱电机受损。这样的话,就是一种软启动形式,主要以保护电机内零件为主要目的,并未从本质上解决节能问题。
对于那些因启动直接使电流冲击较大而不能负荷的化工业来说,采用的一般都是减压启动。这种减压启动模式使得起动转矩下降,随之电流冲击也下降,当然这是应用于那些对转矩要求标准不高的化工企业,仅仅适用于那些必须减小启动电流的环境设备而已。因此,如果超出标准,又要控制电机接线条件在380V/Δ内则应采用降压启动模式。简单介绍:在电机最初启动时把电机线路接成星型,启动成功之后再调整电机改线路为三角型;电机启动电流其实与电源电压是成正比关系的,这样的话,若降低电网提供的那部分启动电流,使其只有全电压所需电流1/3的话,转矩也就会相应调整至整体的1/3,在一定程度上降低电气能源的不合理损失。
2.2对炼油化工业的变压器负载量加以严控
针对大型的炼油化工企业来说,其使用变压器这一电气设备的频率较为繁多,只在使用电机的频率之下仅次于电机的使用。想要高效率地使用变压器,就应该积极控制变压器本身的负载量,下面从两方面细节加以分析:
1)提升整体的负荷率
这里提及的变压器负载率其实就是负载量在最大时,与之相对应的负载率,并不是由于负载变更而变更的实际变压器负载率。经济负载率的含义其实就是在负载达到最大值时,变压器所消耗的功率是最小的,并且获得的企业效率却是最大的。炼油企业通常为了安全生产运营,降低电能不合理损耗,经济缴纳电气费用,减少设备投资成本,精准选用企业所需变压器的数量、容积。因此,企业采用的运行炼油方式和对用电负荷的积极调整,成为目前化工企业最优先考虑的因素。
2)削峰填谷式节能
换句话说,其本质就是调整发电侧以及用电侧,进一步把负荷最高时段内的那一部分的负荷排序到负荷较低的用电时段内,在一定程度上便可以削弱整个炼油企业用电系统的“尖峰负荷”,同时强化用电系统整个低谷负荷用电力度,尽可能地提升负荷率。因炼油企业全天处于发电的环境中,如果那些已经发出的电未被完全用掉的话,就意味这那些发电时消耗的能源也同样有所浪费。一般情况下,发电厂整体时段的发电能力是固定的,总是白天用电量高,负荷大,晚上用电量低,负荷小。从而使得白天电不够,晚上电多余。针对这个实际情况,电力系统就有意将白天部分高负荷在晚上使用,尽可能地少浪费晚间的电力能源,从而使得炼油化工业达到电气节能的效果。
2.3调整合理检修大型炼油化工企业相关电气设施
炼油化工企业内部的电气能量管理系统通常是按照监控与数据采集系统所获得的数据以及其他企业相关信息对各种电气设备实施优化、调度,从而尽可能地降低电气损耗率。
对电机加以监测管理,主要就是实时监测实施状态监测电机的输出参数,譬如,电机某时间段输出的电压、电流、转矩等,然后经由企业传感器整理、采集这些数据,汇总到负反馈环节,从而使得整个企业对电机都是闭环控制的,进一步较大电机的运行效率,提高特性参数,真正达到降低电机能耗的目的。以前化工企业对机电设备都是事后维修,这种策略会使得整个维修状态较为盲目,要么维修过剩,要么维修不足。在一定程度上,算是人为因素使得电机运作效率较低,耗能高,还没到一般生命周期,炼油企业的设备就会提早报废,因此可知,电机的维修模式至关重要。状态维修就是为了保证电机设备应有的运作状态,对其进行定期“体检”,通过监测到的一系列体检参数,进一步确定电机运行状态是否在合理范围内,在此基础上,构建设备状态相关数据库数据资料。这样的话,就能通过分析设备运行参数,来提前预防或发现即将产生的设备故障,并有针对性地加以修理、调整,进一步使得炼油企业节能减排,降低电机设备的能源损耗。
三、结论
就目前而言,炼油化工企业所实施的电气节能较之前可谓效果明显。可比较于国外先进节能技术,差距还是比较大的。因此,未来的局势更具有挑战性。炼油化工企业本身的电气节能潜力是无穷的,推广、应用节能技术,在一定程度上为企业带来不可估量的经营利润。
参考文献
关键词:盐化工;蒸发防垢;节能新技术
中图分类号:TQ031 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)03-0007-01
1 前言
蒸发器中盐化工生产的结垢,是许多厂家普遍存在的问题,是制约生产的瓶颈,严重影响了换热器的正常运行,造成巨大的经济损失和能源浪费。因此,采取有效的措施来解决换热设备的结垢问题是非常必要的。为了解决热力设备结垢的问题,一些盐植物结合科研单位提出了防污措施,包括流化床热防垢技术具有投资少、见效快,受到广大厂商的关注。
2 流化床换热节能技术及节能技术
2.1 简介
在换热器结垢、防垢流化床换热节能技术是一种有效的方法,可有效解决在线蒸发器、冷凝器、预热器、再沸器、锅炉和热管换热器,强化传热和防垢问题,可广泛应用于石油、化工、无机盐、医药、食品、冶金、造纸、污水处理、海水淡化等行业。该技术的基本原理是将传热过程与流化床技术相结合,形成一个流化床换热系统,称为流化床换热器。固体颗粒的流化床颗粒的随机运动,边界层流动和传热边界层换热壁的破坏,并加强管内的传热和在线预防和清除的目的[1]。
2.2 技术特点
(1)惰性固体颗粒不会污染液体,保证产品质量;(2)可以防止污垢,可除锈;(3)循环可以在设备的惰性固体颗粒的控制;(4)可用于强制循环,也可以用于自然循环;(5)强化传热和预防和去除机理及材料性能;(6)中试和工业生产规模,强化换热效果基本相同;(7)对对流传热系数的管程可以提高到1.5~2倍;(8)R得出热管壁温,减少腐蚀;(9)可以利用技术改造原换热器,设备改造,也可以申请;该技术的新型换热器的结构。
2.3 工业试验结果
(1)氯化镁溶液的蒸发。该技术是在氯化镁蒸发装置和3万吨原氯化镁蒸发装置年产成功运行有严重的污染,每运转8小时,必须停止清洗水垢,使用流化床换热器中,5000小时连续运行,无需清洗蒸发器。同时将原来的强制循环蒸发器与自然循环,循环泵,但产品的数量和质量不受影响。结果通过国家计委的认定,即达到国际先进水平。该项技术成果获国家发明专利(具有强化传热和防沸腾蒸发装置及操作方法缩放产权专利名称:),天津市科技创新奖的联合研究的突出贡献,天津市技术发明奖二。(2)中药提取液的蒸发浓缩。2001经济委员会和天津市科学技术委员会新技术在天津市的重要研究项目,为中医药现代化(项目编号:201c04),为了解决中药提取液的蒸发浓缩装置内壁结垢(墙)问题;2002九月在中医提取完成液三相流化床蒸发生产试验研究,提高传热和防止和消除预期指标,经检验,药品质量,荣获天津市第三等奖,国家发明专利和发明技术。(3)氯化钙溶液的蒸发量。2006,在生产6万吨年产氯化钙中蒸发装置技术的成功运行,解决了氯化钙蒸发装置长期未解决的污染问题,这是一个产业化示范项目,是氯化钙蒸发过程的主要工艺流程。在转化过程中,在氯化钙蒸发装置的料液的循环模式是从原来的强制循环改为自然循环,而循环泵被省略,这不仅节省了设备的运行能耗,而且提高了输出。(4)烧碱溶液的蒸发。该技术在烧碱蒸发过程的使用,取得了一些成果,主要包括:强制循环分为自然循环,产量不降低,产品质量不受影响,流化床颗粒不影响结晶的盐和排盐。目前,烧碱蒸发过程的过程中,已被工业部和清洁生产部为清洁生产计划的推广重点。(5)废水蒸发脱盐。该技术在含在蒸发过程中芒硝也取得了重大成果的制药废水中的应用,原有的多效蒸发装置废水10h运行即结垢现象明显,导致换热效率下降,使用这种技术,结垢问题的解决。(6)锅炉防垢。天津市科技委科技委栏目支持天津市科技科技城重点项目,解决工业锅炉结垢问题。(7)预热器防结垢。该技术已成功地应用于真空盐预热器结垢的预防和强化传热,解决了长期预热器未能解决的结垢问题,已被列入国家重点应用计划。
3 南堡盐场化工厂氯化镁车间生产现状
南堡盐场化工厂氯化镁车间于1987年正式投产,对于单效蒸发器的蒸发的主要设备,采暖房间的面积是100平方米,铜加热管材料。在生产初期,加热室的污染是严重的,并且规模和能源消耗的能量损失是非常大的,需要停在约8小时后使用其他盐生植物生产经验,将取代加热室是由钛,扩大加热室面积180平方米,加热室的结垢现象有所缓解,清洗时间延长1倍3天。目前,氯化镁约40度,超过0.6吨的蒸汽消耗,能耗指标仍然远远高于同行业平均水平[2]。
4 结语
南堡盐场化工厂氯化镁车间采用流化床换热防垢节能技术后,可以有效地解决在氯化镁加热室生产的结垢问题,蒸发器可连续运行2400小时(100天),每吨氯化镁25K的功耗约WH,蒸汽消耗量低于0.4吨,能耗指标达到同行业领先水平。氯化镁可节省约30元的生产成本每吨,根据3万8000吨氯化V计算,每年的生产成本节约100万元以上,经济效益明显。
参考文献
技术节能被提出是化工企业发展到一定阶段的必然结果,在工艺设计、设备采购等层面,应权衡其节能的特征。能耗在化工生产中一以贯之,缩减生产流程、减少生产流程中对高品质能源的需要,都能够减少单位产品能耗。在各类节能技术中,透过生产工艺达成节能的目标是减少商品能耗的最佳办法。近些年来,技术工作人员通过海量的实际操作,研发了一部分具有创新性的节能环保技术,例如:干法乙炔工艺。利用干法生产乙炔的时候,雾化水通过电石粉生成水解反应,生成的电石渣是水分比例仅为4%-10%的干粉末,电石水解率超过九成九,水能耗费只是以往的1/10,耗电量少,实现了污染物质零排放。与此同时,干法乙炔工艺所生成的电石渣能够用以制作砖石、水泥以及漂白粉。利用环保节能技术应重视苛性钠、合成氨、洗涤碱、电石、黄磷等高能耗物质。下面笔者将重点探讨合成氨技术。合成氨节能技术的未来发展态势是大规模、集约化、自动化,并构成大规模的生产基地,能耗低并且更加环保。而下面的内容是以后合成氨环保技术的大致发展态势。
1.1研发年产量在30万-45万吨的合成氨生产设施和生产体系的能量优化技术、自动化管控技术。
1.2研发低能耗合成氨技术,着眼于改善和减少合成氨生产单元能耗的技术,包含温和转换、燃气轮机、低热耗的脱碳和转化、深冷净化、功效更明显的回路、低压回路等等技术。
1.3研发运用烟煤、柴煤等粉煤、水煤浆合成气体的技术。
1.4研发新式热力网络“合成氨-尿素蒸汽自给”技术。
1.5粘聚循环流化床粉煤气化工艺技术。
1.6开发带热体循环流化床粉煤气化技术等。
2能源高效运用技术
煤炭、石油、天然气、电能在化工生产工艺中被普及使用,然而各类能源的运用效率却天差地远。提升各类能源在生产流程中的运用效率是化工企业节能环保技术应重点关注的,化工企业也必须使节能环保技术被充分使用。相异的生产流程、相异的设备对能源品质的需求各异,生产流程中能耗只要能与生产需要吻合就可以,不能任由能耗增加。根据品质消耗能源是规避能源挥霍以及环保节能的一项合理技术。能源既是化工生产流程能量的来源,又是关键的生产材料,将两者高效融合,能够大大提升能源使用效率、减少生成成本。
3余能资源二次利用技术
化工生产流程中耗费的能量,一些转换到新式的化工商品中,变成化学能;一些通过散热、泄露等渠道流失到空气中;一些伴随冷凝水等媒介排放到周遭的环境里。其中,通过冷凝水等媒介排放的能量占据大半,节能技术要做的就是降低通过冷凝水排放的能耗。化工生产流程大部分都必须有特定的压力、温度等因素才能完成。生产流程中会生成海量的余压、余热资源,回收并进行二次运用是节能的新方法,而且其收获的回报颇丰——运用余热资源能够替代电能制动机器设施;一部分低温余热品味还较高,可用其制冷,替代蒸汽或是电能,节能效果十分显著;化工生产流程中一部分冷量也能够二次利用。因为化工生产中各类余压、余热资源都和具体流程、生产设施等关系紧密,回收并实现二次利用有一些阻力。所以,必须根据具体条件研发余能回收技术。当前,运用得较为广泛的技术是运用60摄氏度的低温余热萃取冷冻水,例如:溴冷技术,用萃取的冷冻水替代循环水,可以达到节能环保的目的;而萃取的冷冻水品质能够满足要求。化工企业还有大批的余能资源没有研发利用,需要技术研发人员努力探索。
4结语
关键词:先进控制;节能;化工过程
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)31-0204-03
Advanced Control Technology to Promote Energy Conservation of Chemical Production For Refining & Chemical Company
TANG Juan
(Lanzhou Research Institute of Petrochemical Industries Co, Lanzhou 730060, China)
Abstract: In recent years, facing tremendous pressure in the energy consumption and energy efficiency levels for the petrochemical plants, advanced control and optimization technology as an energy saving technology measures has been successfully applied in Lanzhou petrochemical chemical production process, which play an important role in the energy saving and efficiency. First, this paper introduces the technological base to realize energy saving and efficiency, including soft measurement technology, multi variable predictive control, and advanced control and conventional control’s Synthesis and integration. And then , it discusses in detail the typical application of advanced control and optimization technology in the process of chemical production, focusing on Acrylonitrile Unit, Aromatics Unit, Ethylene Unit, and Polypropylene Unit.
Key words: advanced control technology; energy conservation; chemical production
1 概述
国家“十二五”规划提出了节能减排的目标和要求,石油石化等高耗能行业企业到2015年末完成单位GDP工业增加值能耗分别比2010年下降18%,主要污染物排放总量减少10%的目标。规划明确提出石油化工行业节能途径与措施:全面推广大型乙烯裂解炉等技术;重点推广裂解炉空气预热、优化换热流程、优化中段回流取热比、中低温余热利用、渗透汽化膜分离、气分装置深度热联合、高效加热炉、高效换热器等技术和装备;示范推广透平压缩机组优化控制技术、燃气轮机和裂解炉集成技术等;研发推广乙烯裂解炉温度与负荷先进控制技术、C2加氢反应过程优化运行技术等。针对乙烯、芳烃、合成材料及单体等石油化工行业重点产品提出了指导性节能措施。
石油化工行业面临严峻的节能减排形势,“十二五”是实现节能减排约束性目标的关键时期。石油化工行业节能减排工作开展需全方面行动,加强能源管理,开发节能生产工艺、节能设备与技术评价、能源管控人才培养等方面同时进行,实现石化工业的可持续发展。除节能管理措施外,节能减排技术的突破是石油化工行业降低能耗的关键。近年来,随着某兰州石化公司“十一五”、“十二五”信息化发展规划的建设与实施,先进控制与优化、能源管理系统(EMS)、流程模拟及生产全过程评估、排产系统等信息化技术在化工过程节能降耗中得到广泛应用。先进控制与优化技术在多套重点装置的成功实施在促进化工生产过程节能增效中发挥了重要的作用。国外先进的石油化工企业已经走在该领域的前沿,应用实践表明先进控制技术应用广泛、运行水平良好、投用率高、效果明显、投资回报率高,是实现节能降耗、减排增效的良好技术手段。
2 先进控制实现节能增效的技术基础
2.1软测量技术简介
软测量技术基本思想是把自动控制理论与生产工艺过程有机结合起来,应用特定的计算机技术,针对一些难以测量或暂时不能测量的重要变量,选择另外一些容易测量的变量,通过构成某种数学关系来推断和估计,以软件来代替硬件(传感器)功能,它的核心技术是建模。这类方法具有响应迅速,连续给出主导变量信息,且具有投资低、维护保养简单等优点。现阶段工业过程的软测量实现流程主要包括:辅助变量的选择、过程数据的预处理、软测量的建模和模型的校正。
2.2预测控制技术
预测控制有三个基本特征:模型预测、反馈校正、滚动优化。预测控制是一种基于模型的控制算法,这一模型称为预测模型。预测模型的功能是根据对象的历史信息和未来输入预测其未来输出。状态方程、传递函数这类传统的模型都可以作为预测模型。对于线性稳定对象,甚至阶跃响应、脉冲响应这类非参数模型也可直接作为模型使用。此外,非线性系统、分布参数系统的模型,只要具备上述功能,也可以在这类系统进行预测控制时作为预测模型使用。
反馈校正的形式是多样的,不论采取何种修正形式,模型预测控制都把优化建立在系统实际的基础上,并力图在优化时对系统未来的动态行为做出较准确的预测。因此,模型预测控制中的优化不仅基于模型,而且构成了闭环优化。为了在模型失配中时有效地消除静差,可以在模型预测值的基础上附加一个误差项。在预测控制中使用一种反馈修正法,即闭环预测。
预测控制中的优化是一种有限时段的滚动优化。在每一采样时刻,优化性能指标只涉及从该时刻起未来有限的时间,而到下一采样时刻,这一优化时段同时向前推进。因此,预测控制不是用一个对全局相同的优化性能指标,而是在每一时刻有一个相对于该时刻的优化性能指标。不同时刻优化性能指标的相对形式是相同的,但其绝对形式,即所包含的时间区域是不同的。因此,在预测控制中,优化不是一次离线进行,而是反复在线进行,这就是滚动优化的含义。
2.3先进控制与常规控制的集成
1)软硬件平台
先进控制系统一般建立在集散控制系统(DCS)之上实施,采用先进控制上位机方式实现。多变量控制系统的输入输出变量可分为被控变量、操纵变量和干扰变量,先进控制上位机选用可24小时运行的服务器,为先进控制提供相关运算运行环境,具体操作在DCS中实现。先进控制硬件系统由先控服务器和工程师站两台上位机、网络交换机、DCS应用站下位机构成。上位机通过网络交换机与DCS应用站连接在以太网上,由于上位机与下位机通过OPC标准协议建立了数据传送的物理链接,先进控制系统与DCS控制站实现了数据传送的物理链接。根据各装置生产工艺特点,选用合适的先进控制软件平台。
2)先进控制与集散控制(DCS)无扰切换
先进控制器通常运行在上位机上,其输出的操作变量为DCS上PID回路的设定值。在常规控制时,PID回路由操作人员手工设定。APC控制器的输出作为PID基本回路设定值的前提是当前调节回路处在先控运行状态,这样就存在先控运行模式和常规运行模式两种运行模式之间的无扰切换问题。先进控制操作界面、逻辑切换及有关保护程序在DCS中实现,即保证了先控系统运行时生产装置的安全,同时又满足了操作人员的操作习惯。根据生产装置对先进控制系统的安全要求,在DCS中建点并实现安全切换程序。
3 先进控制技术在炼化公司化工生产中的典型应用
目前,先进控制与优化技术已经在兰州石化公司生产过程中的11单元、500万吨/年常减压、550万吨/年常减压、300万吨/年重催、烷基化、连续重整、延迟焦化等装置,以及化工生产过程的苯乙烯装置、40万吨/年芳烃抽提装置、乙烯裂解炉、丙烯腈装置、聚丙烯装置和丁二烯装置等重点装置得到成功应用,为炼化行业带来了显著的经济效益和社会效益。下面是着重论述先进控制技术作为工业节能新技术在兰州石化石化公司化工生产过程中的典型应用情况。
3.1先进控制技术在丙腈烯装置中的应用
兰州石化公司丙烯腈装置采用美国索荷俄公司丙烯氨氧化专利技术,将丙烯、氨和空气按一定比例在钼系催化剂作用和一定温度、压力条件下在流化床反应器中进行氧化反应得到主产物丙烯腈及副产物乙腈、氢氰酸等。装置采用丙烯、氨、空气为原料,在硫化床反应器中通过催化剂制得丙烯腈,装置生产能力为3.12万吨/年,装置分合成、分离、后处理、乙腈四个工序。
针对丙烯腈反应器控制情况和用户的需求,设计反应器温度和进料量先进控制的方案。反应温度的主要控制手段是26组撤热水,微调(反应温度小于5℃)可以通过丙烯进料量实现。广义预测控制(GPC)的被控制变量为反应温度,GPC的控制量为丙烯进料量的调整值,这个调整值与丙烯进料量的设定值(车间生产任务决定)相加作为实际的丙烯进料PID回路设定值,通过微量的丙烯流量变化达到调整反应温度的效果。通过对反应器运行机理及历史数据分析,建立了反应温度、丙烯进量、氨进量、空气进量、反应压力及饱和蒸汽压力的GPC控制,将反应温度控制在0.5℃之内,平稳操作,提高丙烯腈的收率。对丙烯腈装置流化床催化反应器进行操作优化,考虑到丙烯腈流化床反应器的复杂性,在项目实施过程中采用了基于多元逐步回归分析的在线优化。建立丙烯腈产量的Hammerstein模型,再计算满足各种约束条件的反应器优化操作参数。
根据项目验收标定数据,在常规操作时温度运行方差为0.08,温度最大波动1.15℃;在GPC控制时温度运行方差为0.01,温度最大波动0.4℃。两组运行数据比较,反应温度方差减少了88.2%。在一定的反应器负荷下,在线优化方法,计算出相应的优化操作参数,调整反应器操作参数的设定值,从而改善反应器的操作条件,能够自动跟踪反应器负荷、工艺条件和环境等不确定因素,使反应器一直处于良好的工作状态,实现在线优化,使反应器工作在最优的操作条件下,达到了降低原料丙烯、氨的单耗,抑制副产物生成,降低催化剂损耗,延长催化剂寿命,提高丙烯腈收率。
3.2 先进控制技术在芳烃抽提装置中的应用
40万吨/年芳烃抽提装置是兰州石化公司大乙烯装置配套项目,采用北京金伟晖工程技术有限公司研发的SUPER-SAE-Ⅱ芳烃抽提技术。以乙烯副产裂解汽油经加氢后的加氢汽油为原料,经抽提、精馏后生产三苯。装置于2007年6月29日建成投产。由抽提单元、精馏单元、溶剂再生单元、辅助单元、蒸汽及冷凝水单元五个单元组成。
芳烃抽提装置先进控制系统建立1个大的APC-Adcon控制器来对装置进行控制。整个控制器由提单元、水循环系统、精馏单元三个部分组成,包括7个子控制器。抽提单元由抽提塔子控制器、汽提塔子控制器、回收塔子控制器构成,精馏单元针对苯塔、甲苯塔、二甲苯塔设计了3个子控制器。装置的经济目标通过多变量模型预测控制和过程参数平稳控制基础上的“卡边”优化来实现。
根据用户方提供装置标定报告,芳烃抽提装置先进控制系统使装置重要运行参数运行方差减小40%以上;主要产品(苯、甲苯及混合碳八芳烃)产率由投用先控前的98.7%提高到目前的99.03%,提高了0.33%;装置综合能耗下降0.76kgEO/t加氢汽油,降低了能源消耗量;溶剂消耗量降低1%以上。
3.3 先进控制技术在乙烯装置裂解炉中的应用
46万吨/年乙烯装置裂解炉采用KBR和ExxonMobil共同开发的SC-1型管式裂解炉。可以加工处理石脑油、加氢尾油、LPG、丙烷、循环乙烷/丙烷等五种原料。裂解炉的工艺流程可分为原料预热、对流段、辐射段、高温裂解气急冷和热量回收等几个部分。
乙烯裂解炉先进控制系统以模型预测控制为技术手段,为每台裂解炉设计了一个平均COT温度控制器,一个裂解炉管出口温度平衡控制器及总进料流量提、降量控制器。
整个5台裂解炉先进控制系统正式投入运行后,经生产装置连续运行考验,控制系统反映出良好的动态和稳态性能,改善了裂解炉的运行状态,提高了控制品质,大幅度降低了操作人员的劳动强度。根据装置连续运行的结果,通过对比先控投用前后的标定数据,取得如下控制效果:平均COT温度波动幅度由投用前的士5℃左右下降到士1℃,大干扰时,由原来的土10℃下降到±3℃以内;管间温差由原来的6℃左右下降到2℃以内,温度的波动小了,超高温现象减少。
3.4 先进控制技术在聚丙烯装置中的应用
30万吨/年聚丙烯装置采用意大利Basell公司的Spheripol-Ⅱ代聚丙烯工艺技术,2006年10月建成投产。装置设计生产能力为30万吨/年聚丙烯颗粒,年操作8000小时,可生产均聚物(56个牌号)、无规共聚物(21个牌号)、抗冲共聚物(26个牌号)共103个产品牌号,产品用途覆盖面广,技术指标先进。
先进控制系统采用多层次结构。由软测量系统根据软测量机理模型,利用DCS常规控制层提供的生产过程的实时可测数据计算控制熔融指数、等规度和悬臂梁冲击强度等聚丙烯产品重要的质量指标。先进控制层根据基于机理分析的状态空间模型,利用软测量提供的质量指标以及DCS常规控制层提供的生产过程实时数据进行预测和控制,实现质量指标的闭环控制,针对200单元的R200单环管预聚合反应器和R201、R202双环管聚合反应器以及400单元气相聚合反应器实施先进控制,控制器包括反应温度、反应密度、氢气浓度、熔融指数、等规度、反应器压力、悬臂梁冲击强度、乙烯含量等16个被控变量。同时,以催化剂作为操作手段对丙烯聚合产量进行“卡边”约束优化。自动牌号切换系统通过先进控制系统和常规控制系统实现各个牌号的自动切换,聚丙烯装置重点实施T38F、T30S、T28FE等三种熔融指数相近牌号的切换控制与配方管理。
在保证产品质量前提下,稳定了反应器反应温度,减少夹套水水量,节省燃料气消耗量,起到节能节水作用。根据标定数据,R201与R202反应温度投用先进控制前后方差分别减少28%、26%,R201与R202反应密度投用先控前后方差分别减少25.7%、26.9%,R201与R202熔融指标投用先控前后方差分别减少26.6%、26.7%。产品质量指标实现闭环控制,稳定提升了产品质量,通过产量优化控制,提高了装置处理量,增加了经济效益。牌号切换过程以最优的路径平滑协调地完成切换过程,减少了牌号切换时间及过渡料,牌号切换时间减少了30%以上。
4 结论
在建设节约型社会、循环经济、绿色工厂的要求下,石化企业在节能减排方面面临巨大压力,但节能降耗也有很大潜力空间。相对节能管理措施,节能技术措施对节能目标更重要,先进控制技术作为新节能技术在节能降耗方面的作用不容忽视。先进控制技术已经在兰州石化公司化工生产过程得到广泛成功应用,先进控制保证过程参数的稳定,并达到比常规控制精度要高的技术指标,从而稳定生产、提高产品质量,而在线优化(RTO,Real Time Optimization)与MES(ManufacturingExecutionSystem)、ERP(Enterprise Resource Planning)、APS(Advanced Planning System)等信息化技术的结合应用,能够实现装置操作优化使装置长期处于最优或良好的状态,有效推动企业生产安全、自动化和信息化程度、节能减排、增产增效等目标的实现,是化工过程节能增效的加速器。
参考文献:
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关键词:化工生产;节能降耗;技术对策
传统的化工行业长期以来给人们以高污染、高能耗的恶劣印象,甚至人们认为化工是对人体有害的一类行业。实际上随着科技的发展,化工工艺的技术水平不断提高,化工行业已经朝着可持续的绿色产业方向发展,在化工节能方面取得了不小的成就。
1化工工艺能耗概述
化工工艺的能耗种类较多,在工艺的很多环节都存在着高耗能现象,有以下几个方面的耗能:一是在化工生产中必然存在着能量的损耗和产生,这些能量是巨大的,科学合理的回收这一能量可以实现资源的回收,但是,由于很多的化工企业不具备先进的能量回收装置,这些能量也就无法实现高效回收,产生的大量能量只能白白浪费,最终造成了资源的浪费现象;二是原材料的消耗也是一种损耗类型,在进行产品的生产过程中,存在着转化效率低下现象,这样就会造成原料的消耗增大,同样是一种资源的浪费,这种原料产出的低效率,不仅造成资源浪费,还增加了化工生产成本,增加整个资源的损耗量。
2化工工艺的节能潜能
能源对于社会的发展和人类的生存而言,有着非常重要的意义,虽然地球上的能源储存量到目前还有很多,但是由于人们长期以来的随意浪费,还是会对人类生存、社会发展造成一定的影响。所以,在人类生存和社会发展的过程中,利用能源的同时还要全面地做好节能工作,要在这个过程中合理采用节能措施。由于化工企业是属于一个在能源消耗方面上比较严重的行业,化工企业在生产过程中会消耗大量的能源,如果在这个过程中,对其处理不恰当,就直接会引发大量的污水和有害物质,也从而对生态环境造成了大的影响。所以,化工企业必须要在生产过程中引用环保理念,对化工工艺进行不断地优化,使得其生产能够更科学、绿色。此外,从能源利用率的角度来看待节能潜能的话,首先就需要清楚我国化工业许多的工艺运行及生产几乎都是依附于煤源,但是在工艺的实际生产过程中,对煤的使用并不是特别的充分,因此就直接导致煤源的消耗不能被充分的利用。如果从能化工工艺的生产技术水平来看的话,该生产技术水平的高和低于能源消耗的结果是相互联系的,若在此基础上,将化工工艺生产技术进行完善和提高,同样也能发挥节能潜能。
3化工工艺的节能降耗技术
3.1改善供热系统,改良工艺生产技术
如何坚持节能理念,使用升级新技术,学习与借鉴国外先进的技术,使化工供热系统进一步改善优化是当前化工工艺流程科学规划。在企业生产过程中,结合化工供热系统的自身特点,综合谨慎考虑,才能化工生产设备的转换效率提高到更高水平,各个子模块之间的结合也会更加有效,避免造成能源不必要的浪费,同时加快冷能源和热能源的交换速率,才能高效的利用现有资源。另外,对于化工供热系统的热转换范围也要进一步扩大,最大程度的控制化工工艺能源消耗。通过优化与升级化工工艺,达到降低能耗的目标,增强企业的收益,提高市场竞争力。
3.2回收废水及处理与循环利用
当前,在我国化工企业中,企业排放的废水问题及回收利用效率还是一个关键的矛盾问题,因此造成了大量的水资源及热源的损耗及浪费。追根其中的原因,一方面是开放式回收引起闪蒸降温,高温凝结水泵气浊,一方面或者是蒸汽疏水阀在型号与安装上存在错误等,从而导致加热以及漏气。所以,若能使用闭式冷凝水回收系统,运用自动监控闪蒸消除装置,无论是对将提高整个热力系统的效率,还是节约电、煤、水及污染处理费用,对化工企业节能降耗和提高经济效益方面必定能取得显著的作用。
3.3优化化工工艺参数分析方法
为了保证化工工艺节能降耗技术的应用效果,在进行化工工艺条件的优化分析过程中,要充分的结合实际的化工反应条件,尽可能的优化化工工艺参数处理方法。与此同时,还要对化工反应器之中的反应参数条件进行有效控制。具体的来说,结合实际的化工反应过程,要对化工生产的基本方程式进行研究,并选择合适的催化剂,控制整个化工生产过程位于高效率的工作点,并以此为基础,结合先进的智能控制技术,保证整个化工生产过程的高效完成。与此同时,在进行化化工工艺节能降耗技术的工艺条件选择过程中,要系统化的对化工工艺条件进行归纳总结。具体的来说,要对化学反应过程的温度组成、压力分布、浓度、各组分的组成比例角度入手,系统性的分析不同的工艺条件下的化工生产效率,进而有效的筛选出最优化的化工工艺条件,并在此条件下进行后续的化工工艺节能降耗技术的研究,保证化工工艺节能降耗技术的应用有效性。
3.4采取措施改善反应条件
化工工艺的生产实际是一个化学反应过程,不同的反应条件会产生不同的效果,有效控制反应条件,也就能够控制化工生产的化学反应利用率、速率及产率等诸多因素。所以,有效的改变反应条件,可以对化工工艺进行改变,促进能耗的降低和产出效益的提升。首先开展化工工艺模拟实验的测试,以便找到最佳的反应条件,而后根据实验的结论进行试验性生产,避免造成生产资源的不必要浪费,最终依据试验性生产的结果进行正式投产和工艺的改进。
3.5变频节能调速技术的应用
所谓变频节能调速,其原理就是通过改变外部电源的供电频率从而改变电动机的频率,可以根据n=50(f1-S)/P这个公式推知:当电动机的频率发生改变时,负载转速也会随之改变。变频节能调速技术可以应用在化工装置中,同时,将化学反应中阀门静态调节方案变成变频节能动态调速方案,能确保保持电动机拖动系统的输出和输入设备处于平衡状态。这种技术不仅可以提高电动机中拖动系统的工作效率也更好的降低能耗。
3.6控制化工生产过程的进料组成
在进行化工工艺节能降耗技术研究过程中,核心因素就是选择合适的进料比例,从源头控制整个化工生产过程。结合各个化工企业的实际生产情况,可以发现,如果采用不同原料的化工生产过程,其所形成的化工工艺条件截然不同。与此同时,在进行化工装置节能降耗技术的使用过程中,要對最佳的原材料配比进行控制,进而实现高效率的生产过程,有效的提升化工生产效率。
综上所述,如果能够更全面地做好化工企业的节能管理,那么,化工工业的可持续发展也就更加有效率,总之,做好化工企业的消耗节能工作,是保障企业长远发展的重要手段。综上所述,本文主要对化工工艺的节能潜能以及方案进行了简单的阐述,从而得知,化工工艺的节能和优化既能促进工业企业的健康发展,还能提升化工工艺的生产效率。
参考文献:
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[2]黄楼晴.环保理念下化工工艺的优化与节能方案之研究[J].绿色环保建材,2016(12):14.
【关键词】气候变化 低碳 环保
随着世界工业经济高速发展,人口的急剧增多,人类欲望的无限增长,生产和生活得不到节制,世界气候面临越来越严重的问题,已经严重危害到人类的生存环境和健康安全[1]。中国是发展中国家,发展经济必然避免不了环境上的污染,但是实现可持续发展还是需要民族思想意识的提高和个人文化素质的提高。企业和工厂在降低能源消耗和低碳的同时,还要加大力度对环境进行整改、严格遵守法律法规、调节市场需求,进行统一规划,开发和掌握具有自主知识产权的关键能源技术,建立低碳节能环保技术专利资源共享的新条件。
1我国气候现状
中国气候变暖已经造成较为严重的影响,海平面上升,海平面上升势必会影响沿海城市的发展,给城市带来压力,进而影响内陆环境。气候变暖的主要原因是温室气体的大量排放,温室气体不仅仅是CO2,还有CH4,NOX以及其他碳氢化合物。其中,温室气体的主要成分是CO2,约占63%,可以在大气中存在数十年而不被自然分解。
随着中国经济的高速发展,无论天然气、煤炭,还是石油,中国过去20年间的CO2排放速度高于全球平均水平,同期中国的CO2排放量占全球温室气体排放总量的57%左右,约占CO2排放量的75%。石油化工工业作为中国国民经济的支柱产业,生产能源量最大,也是能源消耗量最大的,相应的排放CO2也最多。CO2是主要温室气体,大量温室气体排放导致全球气候变化,严重影响地球环境,引起全人类的关注。
2气候变化呼唤低碳节能环保专利技术共享
2.1低碳节能环保专利技术共享
发展低碳环保经济,不仅要从节能减排开始行动,同时还要加大力度推广新能源的开发利用。低碳节能环保专利是气候变化相关技术转让机制的重要组成部分,为鼓励科技创新,加强技术转让和发展将会是未来气候变化框架公约的有效实施核心理念,联合国气候变化框架公约和京都议定书都有规定技术转让的目的和义务。发明专利及其授权应尊重并体现生态保护的要求。
根据国家知识产权局专利统计数据显示,全球共公开了11万余项低碳环保技术专利申请。其中全球低碳技术专利申请数量激增。太阳能、先进交通工具、建筑和工业节能相关技术领域是申请最多的三个领域。新能源开发利用对传统能源的代替使用将会大量减少对工业化所需要的资本,缓解经济发展中能源短缺的不足和环境污染等所出现的问题[2]。专利技术与生态保护是相辅相成的,二者从根本目标指向上都是满足和服务于人类的利益需求。
2.2出台应对气候变化的相关专利技术政策与条款
据联合国网站消息,《联合国气候变化框架公约》秘书处最新发表新闻公共指出,全球各地城市在该机构设立的“非国家行动方气候行动去”网站上登出所采取的解决气候变化方面的行动达到500项。依靠低碳技术,促进绿色发展,不仅是国际社会的共识,也是我国应提高的行动意识。我国早在1994年制定的《中国21世纪议程》中,指出将应对气候变化,保护气候作为中国可持续发展的优先领域之一。规定碳排放交易条款,应鼓励工业生产使用允许减少温室气体的发放的专利新技术,不符合条件的可以通过碳排放交易获取相关排放许可权限,同时对这类碳排放交易免除税收。衡量技术实力的一方面,更关键的是在低碳方面的核心技术发明专利,专利技术大部分都由国外专利权人所掌控,世界各国还未达成共同减排环保的目标,这即是现在最重要的目标,在减缓全球气候变化的共同目标下,如何将低碳节能环保现有技术和未来新技术的规则,成为发展中国家所关注的焦点,同时尽快缓解全需求气候变暖的关键所在。国际环境条约为环保专利共享计划提供了法律依据。
环境破换型技术的禁止授权条款,专利法应明确规定,如果一项发明伤害到环境方面,就不能被授予专利,排放温室气体超过规定量的标准,不能够及时采取措施弥补,应该取消专利权或拒接授予专利权。同时也应有积极向上的另外一面,鼓励建立气候友好型技术的专利奖励制度,主要可通过低碳环保节能产品开发者的技术入股,专利入股政策,以激励科技创造发明[3]。这种方式能够使发明者获得更大的利益,大幅度提高发明者进行技术创新的积极性,有利于促进气候友好型技术的研发。此外,应出台企业低碳节能环保技术研发与推广的购入地税等政策,是一种有效的经济刺激型专利政策工具。
3结语
低碳环保节能专利技术的共享是缓解大气污染的对策之一,是建设美丽世界的明智之举,是实现经济效益、环境效益、社会效益共赢的有效途径,在世界企业所拥有低碳环保节能技术专利制造者,希望研究更加合理的鼓励制度,研究很可行的分享方案,更好的激励企业、高校等研发、贡献分享新能源,为低碳环保节能出一份力量。低碳节能环保是我国可持续发展的一项长远发展战略,是我国的基本国策。地球的环境正在逐渐恶化,人类生长的家园正在被破坏,人类不能无动于衷,在地球千疮百孔之前我们应该为改善地球环境做出贡献。各国都在采取积极有效的措施改善环境,减少污染,最重要紧迫的就问题就是能源问题,从现在起每个人都从我做起,节约能源,低碳环保,为保护环境贡献一份力量。
参考文献:
[1]徐亚文,童海超.论知识产权法的环境保护义务[J].中国地质大学学报(社会科学版),2012,01(03):40-44.
关键词:化工工艺;节能降耗;技术
0引言
近些年来随着我国科学技术发展和可持续发展战略的实施,相关部门逐步加大化工工艺中能源消耗问题的研究。通过实施节能降耗技术,不仅符合现阶段我国可持续发展战略的要求,也是化工企业实现自身转型的必然要求。化工工业自身实际消耗的能源较大,且工业生产过程中大多能源都是非再生能源,所以对于社会以及化工企业来说也是较大的危机。目前通过创新科学技术来优化传统化工技术,能够进一步提高生产效率,降低资源损耗,更好地符合社会长远发展的需要。
1当前化工工艺的耗能概述
化工工业自身能源消耗较大,但是能源的消耗也是不可避免的。从当前的发展现状来看,能源消耗与资源浪费主要体现在两个方面,就是理论上能源消耗和最小功,理论上的最小功就是为了更好地确保工业生产速度而形成的推动力以及一些无法避免的能量损耗。所以最小功从理论发展角度来看不具有节能优势,大多能量的实际耗损都是人为原因所导致的,可以通过创新性措施来进行改善与规避,从而更好地完成当前化工工业节能降耗任务[1]。提高节能降耗技术还需要从生产管理角度出发,扩大化工企业人力资源的管理优势,将绿色生产的管理理念充分融入到化工生产环节中,以此来提高生产的整体效益。
2化工工艺生产过程对外部环境造成的影响
随着当前我国社会主义市场经济的发展,对于物质材料的需求量在不断扩大,化工工艺生产为人类社会创造经济效益的同时也带来了诸多环境问题。比如全球变暖和大气污染等环境现象,化工工艺制作过程中对于外部环境影响更加明显。在农业方面,使用农药化肥对土壤、空气、饮水源造成了严重污染。工业生产中大量废物的排放对生态环境造成负面影响,冷冻设备释放的气体对臭氧层造成了破坏,对于我国未来社会的全面发展起到了限制作用。从经济发展角度来看,能量消耗在一定程度上也提高了利用成本,使得企业经济效益不断降低。所以在这样的发展背景下,加强节能降耗技术分析显得至关重要。
3现阶段化工工艺中常见的节能降耗技术探析
3.1改善传统化工工艺条件,控制生产能耗通过科学化的计算方式有效降低化工生产过程中外部压力,明确工艺生产中压力产生的主要因素,为稳定化学反应提供保障。此外,生产中输送反应物过程中,电机拖动系统会降低综合能耗。比如气态反应物的压缩能耗,以此保障生产稳定运行的同时,实现节能降耗目的。在化学反应物确定实际反应环境之后,对于吸热反应的实际温度需要进行控制,这样会降低反应温度,从而降低化工工艺中实际供热输出,提高相关系统设备的热能利用效率。此外,需要全面提升化学反应的实际转化效率,对于工艺反应过程中不良作用进行控制,最大程度降低实际能耗[2]。
3.2使用更多新工艺、新技术和新设备
随着我国当前科学技术以及化工工艺的发展,对新技术和新设备的依赖程度不断扩大。通过改善传统的化工工艺以及生产技术,化工企业在实际生产过程中能够节约最大的能源消耗,确保生产质量提升的同时扩大经济效益。当前化工企业可以根据不同化学反应的特点,采用短程蒸馏技术、结晶分离技术等,使得化工工艺的生产环节能够得到有效控制。此外企业需要引入更多节能型、操作方便、能力转化效率较高的生产工艺,促进传统工艺技术的全面升级,更好地扩大化工产品的效益。此外需要选用换热器、空冷器等设备,以此降低化工设备实际生产中产生的综合能耗[3]。
3.3加强化工生产中动力能源的控制
目前化工生产过程中需要对动力能耗高度重视,降低能源消耗。企业可以推广使用变频节能调速,能够有效降低电机拖动系统电能消耗。通过变频实现动态调速,将传统化工企业静态调节方案全面升级,为电机拖动系统的长期稳定发展提供重要保障,能够最大程度降低装备负荷率较低的问题,扩大电机拖动系统使用过程的重要作用,进一步控制能源浪费的情况。现阶段化工企业自身发展需要以节能降耗为基本概念,从整体发展系统上进行优化改造。对系统所需资源进行合理配置,从而扩大各个装置之间的联动作用,扩大能源的转换范围,最大程度降低高能耗现象的出现,达到节能降耗的目的。此外,加强污水回收利用也是重要环节,化工企业首先需要提高企业人员自身的环保节能意识,推广使用污水回收技术,将水资源消耗有效降低。化工企业需要注重回收各项能源的余能,能够节约生产成本,扩大生产效益。在运用发电、制冷等转换技术的基础上,通过利用余热等资源,节省实际生产能耗,也能够适应低碳环保的基本要求。
3.4进一步提升催化剂的活性
当前化工企业在实际生产中运用锅炉以及相关机电设备在一段时间之后会出现锈蚀现象,最终导致此类设备实际传热功能受到限制,长期使用过程中将会导致较大的能源损耗。所以相关技术人员可以通过阻垢剂对设备进行护理,以此来实现化工能源的节能性。除了阻垢剂的有效使用之外,还能发挥出各类化学反应剂的作用,通过催化剂的使用能够加大化工生产中副产物利用效率,提高基本化工原料综合利用效率。
3.5加强化工生产中的技术管理
在完整的化工工艺生产过程中,要想进一步实现节能降耗目的,需要建立完善的节能生产管理技术以及部门责任制度,将生产环节中的各项责任有效落实到个人。这不仅能够有效提升生产环节中工作人员的积极性,还能提高生产技术管理质量。相关部门需要建立完善的工作监督体制,对于化工生产中能源消耗较大问题予以记录,通过反复实践探究应对方法,从根本上提升节能降耗技术的实效性。通过对实际资料的分析表明,目前在化工生产过程中加强各个环节的日常管理,能够使得生产能耗有效降低。所以在确保生产技术运行的同时,需要建立完善节能管理制度来提供保障,将会更全面地突出实际节能效果。
3.6全面开发绿色化工技术
当前要想全面开发绿色化工技术,需要从生产源头进行控制,始终坚持绿色化的生产理念,对于实际化工生产中所产生的废物进行重复利用,这样能够进一步降低实际生产成本,降低能源消耗。此外化工生产环节中会产生废物排放,对自然生态环境造成巨大的污染,所以通过引入绿色化工技术,能够将污染程度有效降低。现阶段我国科学技术发展较快,为绿色化工技术的发展和完善提供了有效动力,也取得了相应的建设性成果,但是仍旧处于完善阶段。相关技术人员要合理分析化工生产的经济效益与环境问题之间的矛盾,在绿色化工技术发展的过程中将其矛盾有效解决,从而更好地促进我国化工工业的发展,更好地适应可持续发展的目标。
4结语
总而言之,现阶段我国经济高速发展,在化工生产在经济发展中起到了重要作用。当前化工工业生产中产生的能源消耗问题需要社会及相关部门予以高度重视,全面发展节能降耗技术,这不仅社会责任,也是企业提高生产效率和产品质量的保障。在发展节能降耗技术的同时,还需要促进经济的可持续发展,为企业扩大经济效益。政府部门也需要高度支持,使得我国节能降耗技术发展的越来越快,走向世界。
参考文献:
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