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通过工艺强化提升能源效率(上)
2009年33期 发行日期:2009-08-25
  在经济危机的大环境下,企业可能为了保住订单而降低价格,因此如何削减成本,提高能效成为当下企业的首
要任务之一。而企业要想从根本上提高效率就必须打破传统模式,以变革取代渐进式发展。以减少固定成本(投资)
和可变成本(产量和能源消耗)为目标的工艺强化可能是降低能耗的一个很好途径。
通过工艺强化提升能源效率(上)
  在过去的40年中,尽管德国化工行业的产量急剧增加,但是能源消耗基本上保持了不变。德国化工协会发布的
数据表明,每单位产量的能源消耗降低了62%,而且依然还有可改进的空间。
  工艺强化提供了提高能源效率的重要渠道——基于对化学反应技术、传输过程和微型的基本单元过程的深入了
解来提高化学工艺和生产工艺的效率,关键策略包括通过整合化学反应和产品加工等操作来减少总的工艺步骤,引
入微工艺技术,强化热量及物质的交换,使用非传统形式的能源转换和开发新的工艺控制和HMI界面方法等。
  国际能源机构IEA 预测到2030年全球能源需求将会再增长50%,人们必须更加高效的使用能源,这是保护资源
的最好方法。巴斯夫董事会成员Jürgen Hambrecht做了一个形象的类比:“德国有着最大的石油储备,那就是能源
效率。”
  化工行业中,能源消耗平均占运行成本的10%,从医药部门的2%到基础化学品部门的40%,提高能源效率对成
本至关重要。以膜技术在氯碱电解工艺中的使用为例——在过去的汞和隔膜方法中,能源的消耗率为2400~3400千
瓦时每吨氯,而膜技术使其降低到2400~2700千瓦时每吨氯。如果把浓缩氢氧化钠溶液所需要的热量也考虑进去的
话,膜技术能够降低高达25%的能源消耗率。德国超过一半的氯生产商正在他们的工厂中使用这种新工艺,更多的
改造项目也即将进行。
  那么我们该从哪儿开始改进呢?如果想要提高能源效率的话,你必须对从化学反应到产品成型的整个生产工艺
有着全部的了解,你需要不间断地进行创新技术的研发。
  通过采用整体的方法,工程师经常能够将多个步骤合并为一个(将加热和原料输送或者反应和分离合并到一个
子系统中)以减少工艺步骤的数量。这些改进极大地降低了工艺的运行成本和能源消耗率。
  对于能够提高产量以及能够保证目标产品在深加工前达到尽可能高的浓度的技术的投资始终是值得的。合适的
技术包括催化剂的使用(低活化能,高选择性),微反应技术(强化热量和物质的交换)和离子液体中的反应。
  想要显著降低能源成本的话,也需要开发新型的分离技术,例如用于大规模生产的色谱分离技术。一个实用的
例子就是离子液体在抽提蒸馏中作为夹带剂使用,与传统生产方法相比,它能够降低多达60%的能源消耗。(未完待
续)
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