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能源是指可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源。我国是一个能源生产和消费大国,能源安全问题已成为国家生活乃至全社会关注的焦点,正日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈,节能减排已成为我国经济可持续发展的重要举措。
我公司近几年节能成效突出,但在目前能源供应极为严峻的形势下,还需进一步转变观念、创新思维、把节能工作再细化、再深入。
一、冷热物流的能源回收利用
在化工生产中,传统的热交换模式是用热公用工程对物流进行加热,用冷公用工程对物流进行冷却。现在的节能有效途径是过程集成,过程集成强调从系统全局出发,对工艺过程的能量进行技术分析和经验判断,充分回收利用冷热物流的能量,达到使用最小热公用工程量和最小冷公用工程量。
就我公司生产实际而言,可以利用蒸发、蒸馏、精馏的汽相热物流,对需加热的冷物流进行加热,减少对蒸汽的使用量,节约蒸汽;可以利用粗品结晶、成品结晶母液的冷物流(需对母液进行预处理或选用适合的热交换器),对需冷却的热物流进行冷却,减少对冷却水(循环水、低温水、冰盐水)的使用量,节约供水的电能。
二、换热器的合理选型使用
换热器是化工及其他工业生产的通用设备,按其用途可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器种类很多,其中列管式换热器占主导地位。
我公司应以列管式换热器为主,清洁介质可选用板式换热器,尽量不用夹套式换热器、套管式换热器、沉浸式蛇管换热器。
就我公司目前设备使用状况而言,可以采用进料加热器或外循环的再沸器代替夹套加热设备,采用进料冷却器或外循环的冷却器代替夹套冷却设备。
三、分级冷却的合理用能
节能就是应用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以接受的方法来合理有效地利用能源。合理用能,就要尽量用低品位的、低成本的能,不用或少用高品位的、高成本的能。
我公司生产上通常使用的冷却剂(自来水、井水、防空洞水除外)而言,循环水成本最低,低温水成本居中,冰盐水成本最高。所以,我们选用冷却剂的顺序依次是循环水、低温水、冰盐水,对必须使用冰盐水冷却的物流应采用分级冷却的方式,使冰盐水用量最少。
就成品结晶而言,可采用三级冷却:溶解精制后物流在进结晶罐之前进行二级冷却(用循环水将物流冷却至40℃~50℃为第一级冷却,用低温水将物流冷却至20℃~30℃为第二级冷却),进入结晶罐后,用冰盐水将物流冷却至结晶工艺要求的温度为第三级冷却。采用三级冷却代替同台设备的分段冷却也可有效防止因阀门故障、操作失误导致的冷却剂混串、跑损。
以上三方面节能方案的实施,如果严格按数学模型进行能量衡算很复杂,可简化计算或凭经验数据设计。另外,还需根据工艺条件、物流理化性质、设备布置具体情况具体分析。