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化工论文:化学工业中二次能源的开发利用措施分析

来源:未知 2020-09-15 23:11

摘要:

  化学工业中的二次能源主要是指在化工生产过程中所产生的的“余热”。这部分余热是化学反应过程中所固有的并且无法改变的,其数量十分可观,主要存在于产品、半成品或者废弃物

  化工论文:化学工业中二次能源的开发利用措施分析

  摘要:化学工业中的二次能源主要是指在化工生产过程中所产生的的“余热”。这部分余热是化学反应过程中所固有的并且无法改变的,其数量十分可观,主要存在于产品、半成品或者废弃物中。本文主要介绍化工生产过程中,如何提高余热的使用效率及其方法,以及在使用过程中值得注意的几个问题。

  关键词:化学工业、二次能源

  化工生产过程中,余热主要存在于:高温烟气的余热、高温产品的余热、冷却介质的余热、化学反应的余热以及废料的余热。这部分余热有着数量庞大、分布广泛以及种类多等特点。如果能更高效率的利用这部分余热资源,将会提高整个生产过程的资源使用效率;同时节约成本,为整个企业带来巨大的经济效益;并且对化工产品进行回收利用不但会产生经济效益更会产生社会效益,有助于帮助国家建设资源节约型,环境友好型社会。

  一、化工二次能源开发利用的措施

  对高温烟气余热的利用

  高温烟气使化工二次能源中利用率最大的一个方面。高温烟气有着温度高(大于600℃)、烟气集中(烟囱)等特点,其占比,大概是整个化工生产过程中余热资源总量的一半。其来源,主要是利用燃料效率低下的工业窑炉。拿水泥厂为例,水泥厂对燃料的使用效率在30%~40%之间。一半以下的燃料都被浪费。其中通过排烟囱排放的废气,其蕴含热量占据了总废弃热量的30%~60%之间。而对这部分废气的利用措施主要有:

  产生蒸汽。在排烟通道中安置余热锅炉,使高温烟气产生蒸汽,用蒸汽来带动发热。这同样也是使用效率最高的一种方式。蒸汽发热节省成本、节省劳力并且对烟气的要求低。只要烟气温度大于500℃,烟气的排放量大于500°标米/时的烟气,都能在排烟口安置余热锅炉。

  产生热空气。可以使用例如热管等空气换热设备,通过烟气的余热来加热空气,然后将这部分热空气运用到其他的工业生产中。比如,煤窑等燃料时必须加上必要的空气来助燃,而这部分空气由大气中抽取出来到达到所能使用的温度,还需要大量的燃料来加热空气。这时候我们就可以使用之前通过烟气加热的空气来代替这部分从大气中刚抽取的空气,从而减少了这个空气加热的过程。

  双向利用。化工余热不仅能加热空气,同时也能加热类似煤等燃料,加快燃料进入锅炉后的放热速度。同时单一的热空气利用肯定不如双向利用更有价值,现在很多的企业已经建立起较为完善的设备,同时加热煤与空气,切实提高了资源的利用效率和增加了企业的经济效益。

  对高温产品余热的利用

  针对某些化工品在制作过程中需要进过高温炼制,如石油提炼、陶瓷煅烧等。这类产品往往熔点高,想要达到预想的温度需要消耗大量的热能。而且就化工品本身,也需要等常温之后才能继续使用。而在这部分产品冷却阶段,会造成大量的热能损失。

  产生蒸汽。许多产品刚出炉时候的温度都在600摄氏度以上,有些产品甚至能达到1000度。针对这些产品在挥发过程中产生的热能,我们可以制作一个专门的容器,类似于余热锅炉来收集这部分的余热。

  产生热空气。如果不加以利用的话,这部分热量会与空气产生化学反应最终变成水和蒸汽流失与空气中,由此我们站在其附近也能感受到这部分空气的热度。而这部分热空气也是流失的热能。

  预热原材料。如蒸馏裂解出来的汽、煤等物质的温度特别高,而用换热器去预热燃料效果很好。

  对冷却介质产生余热的应用

  化工生产过程中,动力设备因为急速运动而产生巨大的热量。而为了保证设备的正常运行,通常会使用冷却介质对其进行冷却处理。而冷却介质一般会选择水冷却或者是汽化冷却,两种冷却方法也有区别,水冷却过程中会造成水的大量挥发,所以在条件允许的情况下尽量使用汽化冷却。

  两种冷却方式在冷却设备结束后都会产生大量的水蒸汽,对这部分水蒸气,利用得当的话也会节省很大一份资源。

  化学反应产生余热的利用的

  化工产品在互相反应时也会产生大量的余热,而且这些热量不是通过燃烧燃料得到的,而是两种物质本身固有的能源。这部分余热的特点是:1、热量大,如硫酸生产,硫酸矿在炉内燃烧时会产生大量的高温反应余热,这部分热量会维持在850~1000摄氏度之间,如果能安装余热锅炉进行回收,约可以回收60%的热量。

  化工废料产生余热的利用

  对废水、蒸汽产生余热的应用

  化工过程中通常会使用大量的冷却水,这部分冷却水在使用一次之后往往会被当做废水处理掉,但是这些废水里面通常也包含大量的热。

  冷凝水、排污水。这些废水所包含的温度也会比较高,至少85摄氏度以上。对这部分废水我们可以让其作为其他物质加热的热源。

  漂白水,喷淋水、这部分废水的温度往往会比较低。在30~40摄氏度之间。对这部分低温废水的利用一直我们研究的一个难题。现在已经有许多国家和地区都提出了建设性的建议,如有国外提出的低温发电

  可加热造纸液,城市用热水等等都可以用这部分废水进行加热。

  对可燃废料的使用

  化工生产过程中可能会出现大量的可燃废气,如炼油厂大烟囱里面飘出的火焰。这些废气中含有大量的可燃气体可以作为燃料使用,并大多数的可燃废料都能产生巨大的热量。

  二、结语

  首先,余热资源确实非常丰富,但却不是每一种余热资源都能随便使用,在使用之前一定要弄清楚这些从各个方法中提取出来的余热究竟有什么成分,会不会与所加热的物质发生二次反应。其次,应提前规划,找到与本企业生产所契合的最佳余热回收方式,提高余热的使用效率并降低企业的成本。最后,根据热力设备的参数来供给热能,做到按质供能,减少不必要的热能浪费。同时,在选择供能手段时,应多方面考虑,既照顾到本企业的效益同时也能最大限度的,给社会带来效益。

  参考文献:

  [1]刘子怡. 化学工业中二次能源的开发利用措施分析[J]. 中国高新区,2017,(23):137.

  [2]王其营. 轮胎企业二次能源的综合利用[J]. 橡塑技术与装备,2015,41(11):54-58.

  [3]肖素光. 化学工业发展与化工过程强化的内在关系分析[J]. 煤炭技术,2013,32(09):200-201.

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