化学工业是消耗石油、煤、天然气三大能源的主要工业部门,能源既是动力和燃料(占70%)又是化工原料(占30%)。西方国家化工能源的消费量要占工业总消耗能源的20%左右,在各工业部门中仅次于冶金工业而居第二位。 当前单位化工产品的能量消耗水平已成了衡量化学工业现代化水平的主要指标之一,而且是影响成本的关键,日本的能量利用效率达57%,在世界各国中居首位,这除了日本制订严格的节能法规外,积极采用节能新技术也是一个重要因素,以下对日本推广的与化工系统有关的新技术作一介绍。 1、利用回流水位能的抽吸泵 化工厂用水量很大,必须用水泵从深井或其它深水源中抽吸大量清水,大量的清水在工艺过程中成了具有一定位能的回流水。利用的方法之一是用回流水的位能来驱动水轮发电机以产生电能。然后再用电能来驱动水泵抽吸清水,此法的能量利用率为40%以下。利用的方法之二是用回流水的位能来驱动水轮机,由它带动水泵,能量利用率为40%一60%。利用的方法之三是“流体能交换法”,是根据虹吸原理,直接把一次流体(回流水)的位能、转化为二次流体(清水的位能)能量,利用率达85%一90%。 2、采用高温度燃气提高纳干燥效率的装置 气体温度在小于180℃时,空气的湿度越低,物料的干燥速度就越快。大于180℃时,气体湿度越高,则干燥速度越决。根据这一原理制成的高湿度蒸汽的干燥装置,热效率达90%以上,该装置65%一70%的排气循环使用。 3、能量自给平衡的化学反应器 化学反应离不开加热和冷却,把放热系统和加热系统结合起来是化工节能的有效途径。设计制造的一种能量自给平衡的化学反应装置,用于顺丁橡胶的生产上。该装置用氨作为传热介质,由于丁二烯聚合反应所放出的热量大致和精制系统所需要的热量相当,整个系统的能量可自给平衡,和以往的装置相比,能耗减少了4/5。 4、以低温余热为动力的氟里昂透平 用氟里昂在大气压力下于23.8℃气化的特点制成氟里昂透平机,可利用100℃以下的低温余热作动力,在氟里昂气体发生器内,氟里昂经低温余热加热后蒸发成气体再压缩成高压气体,然后送入透平带动叶轮旋转,产生动力。液化了的氟里昂由泵升压后仍被送回氟里昂气体发生器,在封闭系统内重复进行上_述过程,称为“朗肯”循环。低温余热能有多少转换成动力,全由“朗肯”循环的上下温度差,即动力回收率来决定的,当动力回收率为10%,低温余热为32120kJ/h时,就能从4200J低温余热中产生1w的动力。 5、太阳能电动机 太阳能电动机可直接把太阳热能转换成机械能,它的关键部件是一根用聚四氟乙烯制成的管子,一端固定在固定内轮上,另一端固定在可动外轮上,当热水和冷水交替通过管子时,管子就产生膨帐和收缩,并带动外轮使之旋转。作为电动机动力的热水,系由太阳热供给。当管子直径125mm,长1100mm,机械效率60%,热水温度98.9℃时,能驱动流量为25m3/h和全扬程为18m的水泵。 6、热管式热交换器 热管是一种利用液体蒸发和冷凝时所产生的吸热、放热现象的装置。热管是一根在管内密封少量水的紫铜管,一端放在热源上加热,利用水蒸气的气化潜热,热量就能迅速而温差很小地传到管的另一端。一根直径25mm,长610mm的热管,在98℃以下每小时传热为12.450kJ,而冷端和热端的温差仅7.7℃。 7、减少电耗30%—40%的小型直线压缩机 直线压缩机采用直线电动机作动力源,直线电动机(又称电磁式往复驱动装置)是一种把旋转电动机的转子和定子及其间隙展开拉平成直线,把电能直接转换成直线运动能量的推力发生装置。直线压缩机和容量相同的其它类型压缩机相比:节电30%—40%,由于机械部件显著减少,故能使装置小型化,这种直线压缩机用途很广,可作空气压缩机、氟里昂压缩机、真空泵等之用。 8、在低于蒸汽温度下启闭的凝汽阀 一般凝汽阀是在高温下用蒸汽来启闭的,高温冷凝水和蒸汽同时排出,热量损失很大。现设计了一种能在低于蒸汽温度时启闭的凝汽阀,坚固耐用,维修方便,调节简单。 9.石腊感温式蒸汽自动调节阀 蒸汽加热管内蒸汽的调节有几种方法,如配置电气配线恒温器、油压式自动阀等,或者操作人员用手动开关阀来控制。现利用石腊的体积膨张来测知大气温度和管线表面温度的变化,制成的石腊感温式蒸汽自动调节阀,可减少热量损耗。随着温度的上升,石蜡开始溶化膨胀、产生推力。对于1℃的温度变化,执行元件可有1mm的行程,推动力达80kg。 10.污泥焚化锅炉 处理化工厂废液的活性泥作为锅炉燃料.充分利用其中的可燃物质,不需通入其它辅助燃料,既消除了公害,又节约了能量。 |