第三章化工单元过程设备的节能
化工节能减排技术教案
《化工节能减排技术》什么是能量？狭义上讲：能量是物质运动转换的量度，表征物理系统做功的本领。
广义上讲：“能量是产生某种效果（变化）的能力”。
包括：机械能（如动能、势能、声能等）、热能、电能、辐射能、化学能、核能。
按有无加工转换，可将能源分为三类：（1）一次能源：自然界中存在的、未经加工或转换的能源。
如原煤、石油、天然气、天然铀矿、水能、风能、太阳辐射能、海洋能、地热能、薪柴等。
（2）二次能源：为满足生产工艺或生活上的需要，由一次能源加工转换而成的能源产品。
如电、蒸汽、煤气、焦炭、各种石油制品等。
（3）终端能源：通过用能设备供消费者使用的能源。
二次能源或一次能源一般经过输送、存储和分配成为终端使用的能源。
节能的途径：（1）结构节能我国的单位产值能耗之所以高，除技术水平和管理水平落后外，经济结构不合理也是重要的原因。
因而需优化经济结构，包括产业结构、产品结构、企业结构、地区结构等。
（2）管理节能宏观调控层次：完善法制建设、制定与贯彻合理的经济政策（价格、投资、信贷、税收）企业经营管理层次：简历健全能源管理机构；建立企业的能源管理制度；合理组织生产；加强计量管理。
（3）技术节能包括，工艺节能、单元操作设备节能、化工过程系统节能（是指从系统合理用能的角度，把整个系统集成起来作为一个有机的整体对待）和控制节能。
平衡状态在不受外界影响的条件下，系统宏观性质不随时间改变的状态称为平衡状态。
所谓不受外界影响，是指系统与外界没有任何相互作用。
平衡状态并不只是简单地不随时间改变的状态。
注意区别平衡状态和稳定状态。
在没有外界影响时，系统也不一定处于平衡状态。
满足力平衡、热平衡、化学平衡的状态才是热力学平衡状态。
描写系统宏观状态的物理量称为状态参数。
状态参数是状态的单值函数，系统的状态一定，其状态参数也一定；状态变了，状态参数也将全部或部分地变化。
状态参数具有点函数的性质，即其变化取决于初、终态，而与其间的路径无关。
化工厂装置的能源消耗与节能方式
化工厂装置的能源消耗与节能方式近年来，随着工业化进程的加速推进，化工厂在国民经济中的地位越来越重要。
然而，化工厂的能源消耗也日益成为一个不容忽视的问题。
本文将探讨化工厂装置的能源消耗情况以及节能方式。
一、能源消耗情况化工厂装置的能源消耗主要集中在两个方面：一是原料的能源消耗，二是装置运行的能源消耗。
1. 原料的能源消耗化工厂生产过程中，原料的能源消耗占据了很大的比重。
例如，石化行业中的炼油装置需要大量的热能来进行蒸馏和裂化等操作，而这些热能主要来自于燃煤、燃气等传统能源。
此外，一些化学反应需要高温高压条件下进行，也需要大量的能源供应。
2. 装置运行的能源消耗化工厂的装置运行也需要耗费大量的能源。
例如，循环水泵、压缩机、风机等设备的运行都需要电力的支持。
此外，化工生产中的一些特殊工艺，如蒸馏、吸附等，也需要大量的能源供应。
二、节能方式为了减少化工厂装置的能源消耗，提高能源利用效率，需要采取一系列的节能措施。
以下是一些常见的节能方式。
1. 技术改造通过技术改造，可以提高装置的能源利用效率。
例如，可以采用先进的蒸馏塔、换热器等设备，提高蒸馏和换热的效率；可以采用新型的催化剂，提高化学反应的转化率；可以改进设备的结构，减少能源的损耗等。
2. 废热回收利用化工厂装置中产生的废热可以通过废热回收利用系统进行回收利用。
例如，可以利用余热锅炉将废热转化为蒸汽或热水，用于供热或发电；可以利用热泵技术将废热转化为低温热能，用于加热或制冷等。
3. 能源管理建立科学的能源管理体系，对化工厂的能源消耗进行监控和管理，可以有效地提高能源利用效率。
例如，可以制定合理的能源消耗指标，对能源消耗进行监测和分析，及时发现和解决能源消耗过大的问题；可以开展能源管理培训，提高员工的节能意识和能力等。
4. 新能源的应用化工厂可以积极推广新能源的应用，减少对传统能源的依赖。
例如，可以采用太阳能、风能等可再生能源来替代部分电力供应；可以利用生物质能源替代燃煤、燃气等传统能源。
化工单元过程的节能方法和措施
典型化工单元过程的节能方法和措施1．流体流动如果流动过程中温度和密度均无太大变化，则由于流体流动阻力所引起的用损失为：e1=-vΔp×T0/T从公式中可看出，要减少用损失，可从以下几个方面着手：(1)流体的绝对温度对于同样的压差，流体温度越低其损失越大。
因此，在高温输送物料时，要注意保温；在低温输送物料时，尤其更要注意保冷。
(2)尽可能减少流动过程的压力降①减少管道上的弯头和缩扩变化②减少阀门等管件的数量③适当加大管径④降低流速思考：如何选用合适的离心泵？2．换热在化工生产中，换热过程是最重要的单元操作之一，而换热造成的损失占石油化工生产总损失的10%以上。
当忽略流体压降时，传热损失为：dE1 = T0(T H –T L)/( T H T L)Δq(1)从公式可看出，传递单位热量的损失，不仅取决于冷热流体的温差，而且取决于冷热流体温度的乘积。
因此，要减少传热损失，首先设法减小传热温差；此外，不同温位上的传热应取不同的传热温差。
例如，对于同样的传热量和同样的传热温差，50K级换热器的损失将为500K级换热器的100倍。
所以，高温换热时温差可以大一些，以减小换热面积，而在低温工程中，要采用较小的传热温差，以减小损失。
减小传热温差的措施有：①尽量采用逆流换热、增大传热面积、强化传热以提高传热系数来获得。
②增加流体的流速也可提高换热器内流体对流传热地给热系数(2)设备和管道的保温保温层越厚，保温效果就越好，散热损失越小，但是花费的成本就越高。
所以，并不是越厚越好，而是应以全年通过保温层的热损失价值和全年保温投资的折旧费之和为最小，来求取保温层的经济厚度。
3．蒸发(1)蒸发的主要目的①获得浓缩的溶液为产品或半成品，以利于储运或加工利用；②借蒸发以脱除溶剂，作为结晶等操作的前道工序；③脱除溶剂中的杂质，制取较纯的溶剂组分，如制取蒸馏水。
(2)蒸发操作的主要节能措施有：①较低温位的二次蒸汽的利用②多效蒸发多效蒸发的效数并不是越多越好。
化工厂装置的能源消耗及节能措施
化工厂装置的能源消耗及节能措施化工厂作为重要的工业生产基地，其装置的能源消耗一直是一个重要的问题。
随着环保意识的不断提高和能源成本的不断上升，节能成为化工企业必须要面对的挑战。
本文将从能源消耗的现状出发，探讨化工厂装置的节能措施。
一、能源消耗的现状化工装置的能源消耗主要集中在原料处理、反应过程和产品分离等环节。
在原料处理中，常见的能源消耗包括水、电和燃气等。
反应过程中，能源消耗主要来自于加热和冷却等操作。
而产品分离则需要大量的蒸汽和电力等。
这些能源消耗不仅会带来巨大的能源成本，还会对环境造成不可忽视的影响。
二、节能措施1. 装置优化化工装置的优化是实现节能的重要手段。
通过对装置的结构和参数进行优化设计，可以降低能源消耗。
例如，合理选择反应温度和压力，减少能源的损耗。
此外，还可以通过改进传热设备、减少传热介质的流通阻力等方式来提高传热效率，减少能源的浪费。
2. 废热回收利用化工装置中产生的废热是一种宝贵的能源资源。
通过废热回收利用，不仅可以减少能源的消耗，还可以降低环境污染。
废热回收利用的方式多种多样，可以利用废热产生蒸汽、发电或供暖等。
此外，还可以通过热交换器将废热转移到需要加热的介质上，实现能源的再利用。
3. 节约用水水是化工装置中不可或缺的重要介质，但同时也是一种宝贵的资源。
合理使用水资源，减少水的消耗是节能的重要方面。
可以通过改进工艺流程，降低水的使用量。
此外，还可以采用水的循环利用和废水处理等措施，减少水资源的浪费。
4. 采用高效设备选择高效的设备是实现节能的重要途径。
例如，采用高效的泵、风机和压缩机等设备，可以降低能源的消耗。
此外，还可以采用节能型传热设备和节能型反应器等，提高设备的能源利用率。
5. 建立能源管理体系建立科学的能源管理体系是实现节能的关键。
通过建立能源消耗监测系统和能源消耗评价指标体系，可以及时了解能源消耗的情况，发现问题并采取相应的措施。
此外，还可以制定能源管理制度和能源消耗控制方案，明确责任和目标，推动能源节约工作的开展。
化工企业设备节能降耗措施
化工企业设备节能降耗措施
1. 设备升级和改造：对老旧、低效的设备进行升级和改造，采用新型的节能设备和技术，提高设备的能源利用效率。
例如，更换高效的电动机、泵、风机等设备，安装节能灯具，优化加热、冷却系统等。
2. 能源管理系统：建立能源管理系统，实时监测和分析企业的能源消耗情况，找出能耗高的设备和环节，采取针对性的节能措施。
通过能源管理系统可以实现对设备的远程监控和控制，避免能源的浪费。
3. 优化生产工艺：对生产工艺进行优化，减少不必要的能源消耗。
例如，优化反应条件、改进催化剂、降低生产过程中的能耗等。
同时，合理安排生产计划，避免设备的空转和过度运行。
4. 员工培训和意识提高：加强员工的节能意识培训，提高员工对节能工作的重视程度。
鼓励员工积极参与节能工作，提出节能建议和措施，形成全员参与的节能文化。
5. 废料回收和利用：加强废料的回收和利用，将废料转化为有价值的资源。
例如，回收热能、回收废水、废气中的有用成分等，减少资源的浪费。
6. 加强设备维护：定期对设备进行维护保养，确保设备处于良好的运行状态。
及时修复设备的泄漏、磨损等问题，减少能源的无谓损耗。
通过实施以上设备节能降耗措施，化工企业可以有效降低能源消耗，提高经济效益，同时也为环境保护做出贡献。
化工厂装置的节能优化与系统最佳化措施
化工厂装置的节能优化与系统最佳化措施随着全球能源危机的加剧和环境污染问题的日益突出，节能减排成为了各行各业都需要面对的重要课题。
化工行业作为能源消耗较大的行业之一，更是需要加强节能工作。
本文将探讨化工厂装置的节能优化与系统最佳化措施。
一、节能优化的原则在进行节能优化时，我们需要遵循几个原则。
首先，要全面考虑节能措施的经济性。
节能措施应该是可行的、可操作的，并且能够在较短时间内收回投资。
其次，要综合考虑节能与安全、环保的关系。
节能措施不能牺牲安全和环境保护的要求。
最后，要充分利用现有技术和设备，通过改进工艺和管理，实现节能目标。
二、装置节能优化的措施1.改进工艺流程通过优化工艺流程，可以降低能耗和资源消耗。
例如，采用先进的分离技术，提高分离效率，减少能耗。
同时，改进反应条件，提高反应效率，降低反应温度和压力，减少能源消耗。
2.优化设备选型在设计和选型装置设备时，应该考虑设备的能效。
选用能效高的设备，可以降低能耗。
同时，要考虑设备的稳定性和可靠性，避免频繁维修和更换设备带来的能源浪费。
3.改进能源利用化工厂装置中常使用热能和电能。
通过改进能源利用方式，可以降低能源消耗。
例如，采用余热回收技术，将废热转化为有用的热能，提高能源利用效率。
另外，可以采用高效节能的电机和传动装置，减少电能的消耗。
三、系统最佳化的措施化工厂装置是一个复杂的系统，各个部分之间相互关联，相互影响。
通过系统最佳化，可以实现整体的节能效果。
1.综合考虑各个装置的能耗在进行系统最佳化时，要综合考虑各个装置的能耗。
通过优化各个装置的能耗，可以实现整体的节能效果。
例如，通过合理安排装置之间的热能和物料的传递，减少能耗。
2.优化生产计划通过优化生产计划，可以实现装置的最佳运行状态。
合理安排生产计划，避免装置的闲置和过载运行，减少能源的浪费。
同时，要充分考虑装置的启停和切换过程，减少能源的消耗。
3.改进管理和监控通过改进管理和监控系统，可以实现装置的最佳运行状态。
化工原理中的化工设备节能与节水
化工原理中的化工设备节能与节水随着全球能源和水资源的日益紧张，节能与节水已经成为全球关注的热点话题。
在化工工业中，化工设备节能与节水也变得至关重要。
本文将从化工设备的节能与节水原理、应用案例以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、化工设备节能原理化工设备节能的原理主要包括两个方面：一是优化工艺设计，二是改进设备运行。
优化工艺设计是指在化工生产过程中，通过合理的工艺流程设计和参数控制，降低能耗。
例如，在制造过程中选择高效的催化剂和溶剂，提高反应的转化率和选择性，从而减少废弃物和排放物的产生。
此外，改进废热回收系统和气体净化装置，通过回收和利用废热，减少能源的消耗。
通过合理的工艺设计，可以实现能源的最大化利用和节约。
改进设备运行是指在设备运行过程中，通过优化操作和维护，减少能源的浪费。
例如，定期检查设备的密封性能，防止能源泄漏；调整设备操作参数，降低设备能耗；采用先进的自动化控制系统，实现设备运行的精确控制。
这些措施有助于降低化工设备的能源消耗，提高设备的运行效率。
二、化工设备节水原理在化工工业中，水是一种重要的资源，大量用于反应物的溶解、反应的催化剂和催化剂的回收等。
因此，化工设备节水也是一项关键任务。
化工设备节水的原理包括减少用水量和提高水资源的回收利用率。
减少用水量可以通过多种途径实现，例如优化工艺设计，采用高效的分离技术和再生技术，减少水的损失和废水的排放。
同时，合理选择水的循环利用和回收利用技术，实现水资源的最大化利用。
除了减少用水量，提高水资源的回收利用率也是一项重要任务。
化工设备中的水资源可以通过各种物理、化学和生物方法进行处理和回收。
例如，利用膜技术可以实现水的再生利用，将废水中的有用组分回收。
此外，还可以采用生物处理技术对废水进行处理，降低水的污染程度，提高水的回收利用率。
三、化工设备节能与节水的应用案例在实际的化工生产中，已经有许多成功的案例应用了化工设备节能与节水的原理。
例如，某化工企业通过优化工艺设计，减少反应的循环液量，提高循环液的浓缩程度，从而降低了能源和水的消耗。
化工工艺中常见的节能降耗技术措施
化工工艺中常见的节能降耗技术措施化工行业是一个能源消耗较大的行业，随着社会经济的发展和环境保护意识的增强，节能降耗已成为化工企业发展的必然选择。
为了减少能源浪费，提高生产效率，化工工艺中常见的节能降耗技术措施需要得到重视和实施。
本文将从设备更新改造、工艺优化、尾气治理和节能管理等方面，就化工工艺中常见的节能降耗技术措施进行介绍。
一、设备更新改造1. 采用高效节能设备设备是化工生产过程中能源消耗的主要环节，更新和改造设备可以很大程度上提高设备的效率和降低能源消耗。
在蒸汽系统中使用高效节能锅炉、换热器和蒸汽机，降低蒸汽系统的能耗；在压缩空气系统中采用高效节能的压缩机和干燥器，降低压缩空气系统的能耗等。
2. 完善设备运行状态监测系统通过安装设备运行状态监测系统，及时发现并处理设备运行中存在的问题，保持设备的良好运行状态，减少能源的浪费。
3. 优化设备使用方式合理利用设备，避免过度运行或空转，节约能源消耗。
采用智能控制技术对设备运行进行精细化管理，提高设备的使用效率。
二、工艺优化1. 持续优化工艺流程通过持续优化工艺流程，减少能源的消耗。
包括优化反应条件、提高产品质量、降低原材料用量、减少废水废气排放等措施，达到节能降耗的目的。
2. 推广节能新工艺在化工生产中，经常会遇到一些新的工艺技术，这些新技术通常能够更有效地利用能源，降低能源消耗。
推广应用这些新工艺对于节能降耗非常重要。
3. 优化产物回收利用在生产工艺中，通过优化产物回收和利用方式，可以减少废物排放，提高资源的利用效率，降低能源消耗。
三、尾气治理1. 提高尾气处理利用效率尾气排放是化工生产中经常面临的问题，选择合适的尾气处理技术和设备，提高尾气处理利用效率，减少对环境的污染。
2. 发展清洁能源替代传统燃料通过发展清洁能源替代传统燃料，减少尾气排放，降低碳排放量，实现能源消耗的节约。
四、节能管理1. 建立完善的节能管理体系化工企业需要建立完善的节能管理体系，包括制定节能目标、能源消耗统计、节能技术推广和落实等。
化工节能原理与技术(3)雷志刚 北京化工大学
4.2.2 夹点的形成
•
夹点：冷、热复合曲线在某点重合时该系统内部换热达到极限，重合点 夹点温差：
的传热温差为零，该点即为夹点；
•
32
第 4 章 过程系统节能 – 夹点技术
4.2 夹点的形成及其意义
4.2.3 问题表法 （1）以冷、热流体的平均温度为标尺，划分温度区间。 （2）计算每个温区内的热平衡，以确定各温区所需的加热量和冷却量。 （3）进行热级联计算。 （4）温区之间热通量为零处，即为夹点。
•
•
12
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 6 反应
3.6.4 反应与其他过程的组合
•
目标是：改变反应过程进行的条件或提高反应转化率，而达到节能目的；
3.6.4.1 反应与反应的组合
• • •
所希望的反应在接近常温下进行，节省加热反应物所需的热量 如氨碱法制碱原理； 强放热与强吸热反应的组合
化工节能原理与技术(3)
北京化工大学 2012 . 2（春季学期）
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第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 5 干燥
干燥：用热空气或其他高温气体作为介质，使之掠过干燥物料表面，介质向 物料供热并带走汽化的水分。
• •
干燥过程是传热过程与传质过程的综合； 干燥器的节能：保证有一定干燥速度下尽可能减少加热。
2
第 3 章 化工单元过程与设备的节能
3. 5 干燥
3.5.1 排气的再循环
• • •
循环利用一部分排气而回收一部分热量 限制空气循环量的变量是湿度 采用排气再循环后，干燥速度减慢，干燥时间延长，装置相应变大
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第 3 章 化工单元过程与设备的节能
解析化工装置中设备能耗优化与节能措施
解析化工装置中设备能耗优化与节能措施随着现代社会的发展，化工行业作为国民经济的重要支柱产业，起到了至关重要的作用。
然而，化工装置中设备能耗却成为了制约行业发展的一个难题。
为了推动化工行业的可持续发展，我们需要寻找有效的节能措施和设备能耗优化方法。
一、设备能耗分析在解析化工装置中，设备能耗主要包括电能消耗、热能消耗和机械能消耗。
电能消耗是指设备在运行过程中所消耗的电力，热能消耗是指设备在生产过程中所消耗的热能，机械能消耗是指设备在运行过程中所消耗的机械能。
设备能耗的分析是优化节能措施的前提。
通过对设备能耗进行详细的分析，我们可以找出能耗高的设备，并对其进行改造或优化，从而降低能耗。
同时，还可以通过设备能耗分析，找出能源利用效率低下的环节，进一步优化生产流程。
二、节能措施1. 设备改造对于能耗高的设备，可以通过改造来降低其能耗。
例如，可以使用高效节能的电机替代能耗高的电机，采用节能型传动装置，改进设备的结构等。
通过这些改造，可以大幅度降低设备的能耗，提高能源利用效率。
2. 优化生产流程优化生产流程是降低能耗的关键。
通过对生产流程进行优化，可以减少能源的浪费和损耗。
例如，可以合理安排生产计划，避免设备的空转和闲置。
此外，还可以优化设备的运行参数，提高设备的效率，减少能源的消耗。
3. 能源管理建立科学的能源管理体系是节能的重要手段。
通过对能源的计量和分析，可以及时发现能源的浪费和损耗，并采取相应的措施加以改进。
同时，还可以制定能源消耗的指标和目标，对能源消耗进行监控和评估，推动能源的合理利用。
4. 培训与宣传培训与宣传是推动节能工作的重要环节。
通过对员工进行节能培训，提高他们的节能意识和能力，使其能够主动参与到节能工作中。
同时，还可以通过宣传活动，向公众普及节能知识，推动社会各界共同参与到节能工作中。
三、案例分析为了更好地理解化工装置中设备能耗优化与节能措施的应用，我们来看一个实际的案例。
某化工企业在进行设备能耗分析后发现，某一设备的能耗较高。
化工过程的节能措施
化工过程的节能措施节能是当前全球工业发展的重要任务之一。
在化工行业中，化工过程的节能措施尤为重要，可以降低能源消耗、减少环境污染，并提高企业的竞争力。
本文将介绍化工过程中常用的节能措施，并分析其具体应用。
1. 热能回收化工过程中，往往会产生大量的废热。
通过采用热能回收技术，可以将废热转化为可再利用的热能，从而降低能源消耗。
常见的热能回收技术包括：•利用换热器进行余热回收：将高温废气或废水与需要加热的工艺流体进行换热，从而提高能源利用效率。
•利用蒸汽余热发电：将化工过程中的过热蒸汽转化为动力，驱动发电机发电，提高能源利用效率。
•利用余热进行蒸馏：将废热用于蒸馏过程中的加热，减少能源消耗。
2. 优化设备设计在化工过程中，设备的设计对能源消耗有着重要影响。
通过优化设备设计，可以降低能源消耗，提高生产效率。
具体措施包括：•采用高效节能设备：选择具有高能效的设备，如高效换热器、高效泵等，减少能源的浪费。
•优化流程布局：合理安排设备的布局，减少输送过程中的能量损耗。
•缩短反应路径：通过优化反应器的结构和催化剂的选择，缩短反应路径，提高化学反应的效率。
3. 采用先进控制技术通过采用先进的控制技术，可以实现化工过程的精细化控制，减少能源消耗。
常见的先进控制技术包括：•模型预测控制（MPC）：通过建立数学模型，预测系统未来状态，并根据预测结果进行优化控制，达到节能的目的。
•变频调速技术：通过调节设备的转速，实现能源的调节和节约。
•自适应控制技术：根据实际运行情况调整控制策略，提高能源利用效率。
4. 优化能源管理优化能源管理是实现化工过程节能的关键。
通过合理规划和管理能源的使用，可以降低能源消耗，提高能源利用效率。
•设立能源监测系统：通过安装能源监测系统，实时监测各个设备和工艺过程的能耗情况，及时发现和解决能源浪费问题。
•建立能源管理体系：制定能源管理标准和流程，明确能源管理责任和目标，推动能源管理的实施和持续改进。
化工工艺中常见的节能降耗技术方法
化工工艺中常见的节能降耗技术方法化工工艺是指将一定的原材料经过一定的工艺方法，通过物理、化学或生物手段，进行加工、改造、合成、分离、纯化等过程，制得一定的化工产品的一种综合性工艺过程。
在化工工艺生产过程中，节能降耗一直是一个重要的课题。
本文将介绍化工工艺中常见的节能降耗技术方法，为化工企业节约能源、降低成本、提高生产效益提供参考和指导。
一、设备更新与优化1. 设备更新设备更新是化工工艺中的一个重要的节能降耗技术方法。
有些旧的设备可能存在能源利用率低、效率低、老化损耗大等问题，替换这些旧设备可以提高能源利用率，降低能源消耗。
新型设备可能采用了更先进的工艺原理和技术，具有更高的效率和更低的能耗，能够提高生产效率，降低生产成本。
2. 设备优化对于现有设备，可以通过设备运行状态的优化调整，来实现节能降耗的目的。
比如通过合理的设备调度安排、优化设备参数、优化设备运行工艺等方式，对设备进行有效的优化，可以降低能耗，提高设备的利用效率。
二、工艺改进1. 精细化工艺精细化工艺是指在化工生产过程中，通过对原料、反应条件、催化剂等进行精确控制，使得生产过程更加精细化、高效化。
精细化工艺可以提高反应的选择性，减少副产物的产生，达到节能降耗的目的。
2. 循环利用在化工生产中，一些废弃物料、废水、废气等资源可以通过合理的处理方式进行循环利用，达到节能降耗的目的。
比如在有机合成工艺中，通过采取合理的废水处理技术和废水再利用技术，可以使得部分的废水再次利用，达到节能降耗的目的。
三、能源替代技术1. 替代原料在化工生产中，选择替代原料是一种重要的节能降耗技术方法。
有些化工产品原料存在价格昂贵、资源紧张等问题，通过寻找合适的替代原料可以有效降低生产成本，减少对原料资源的需求，达到节能降耗的目的。
2. 替代能源化工生产过程中存在大量的能源消耗，选择合适的替代能源是一种有效的节能降耗技术方法。
比如替代传统煤炭能源，选择天然气、生物质能等清洁能源，可以减少化工生产过程中的二氧化碳排放量，降低环境负担，实现节能降耗的目的。
化工工艺常见节能降耗措施
化工工艺常见节能降耗措施化工工艺常见节能降耗措施包括以下几个方面：优化原料选择、提高设备能效、改进反应条件、减少能源浪费、回收废热和废水资源。
通过这些措施，可以在化工生产过程中减少能耗，降低成本，同时也对环境产生更少的影响。
首先，优化原料选择是降低运行成本最直接有效的措施之一、化工工艺中常用的原料往往有多种选择，通过合理选择原料可以实现能量的整体利用。
例如，选择较低能耗的原料，可以减少加热或冷却所需的能量;选择较少废弃物的原料，可以降低废料处理的能耗。
其次，提高设备能效是降低能耗的重要途径。
通过采用先进的设备和技术，可以提高工艺流程的能效。
例如，采用高效的换热器和冷却器可以降低能量损失;采用低温低压的工艺条件可以减少能耗;定期维护和保养设备，确保设备的正常运行，减少能源消耗。
改进反应条件也是降低能耗的关键措施之一、通过优化反应条件，可以提高反应速率和选择性，减少副反应的发生，从而降低能耗。
例如，选择合适的催化剂和溶剂，调节反应温度和压力等，可以提高反应效率，减少废物生成。
减少能源浪费是节能降耗的基本要求之一、通过合理控制和管理工艺流程，避免能源的浪费。
例如，合理控制流程的流速和压降，减少泄漏和排放，降低能量损失;采用机械自动化和过程控制系统，提高操作的准确性和稳定性，避免不必要的能源消耗。
回收废热和废水资源是化工工艺中常见的节能降耗措施之一、通过合理的废热回收和废水处理，可以充分利用再生资源。
例如，采用换热设备回收废热，用于加热其他流程或发电;采用膜分离或化学处理技术处理废水，回收可重复使用的水资源。
此外，采用环境友好型的工艺和材料也是节能降耗的重要方向。
例如，选择低污染的工艺路线，减少有害废物的产生;采用可再生资源替代有限资源，减少对自然资源的需求。
综上所述，化工工艺常见的节能降耗措施包括优化原料选择、提高设备能效、改进反应条件、减少能源浪费、回收废热和废水资源等。
通过采取这些措施，可以实现能耗的降低，降低成本，同时保护环境。
化工过程自动化与节能技术作业指导书
化工过程自动化与节能技术作业指导书第一章绪论 (2)1.1 自动化与节能技术概述 (3)1.2 化工过程自动化与节能技术发展历程 (3)第二章化工过程自动化的基本原理 (4)2.1 自动化系统的组成 (4)2.2 自动化仪表与传感器 (4)2.3 自动化控制策略 (4)第三章化工过程自动化的实施与优化 (5)3.1 自动化系统设计 (5)3.1.1 设计原则 (5)3.1.2 设计内容 (5)3.1.3 关键环节 (6)3.2 自动化系统调试与运行 (6)3.2.1 调试准备 (6)3.2.2 调试过程 (6)3.2.3 运行管理 (6)3.3 自动化系统的维护与改进 (7)3.3.1 维护内容 (7)3.3.2 改进措施 (7)第四章节能技术在化工过程中的应用 (7)4.1 节能技术概述 (7)4.2 能量回收与利用 (7)4.3 节能设备的选用与维护 (8)第五章化工过程参数的监测与控制 (8)5.1 温度监测与控制 (8)5.1.1 温度监测 (8)5.1.2 温度控制 (8)5.2 压力监测与控制 (8)5.2.1 压力监测 (9)5.2.2 压力控制 (9)5.3 流量监测与控制 (9)5.3.1 流量监测 (9)5.3.2 流量控制 (9)第六章化工过程自动化的安全与环保 (9)6.1 自动化系统的安全措施 (9)6.1.1 引言 (9)6.1.2 设计阶段的安全措施 (9)6.1.3 安装阶段的安全措施 (10)6.1.4 运行阶段的安全措施 (10)6.2 环保技术在自动化系统中的应用 (10)6.2.1 引言 (10)6.2.2 环保监测技术 (10)6.2.3 环保控制技术 (10)6.2.4 环保治理技术 (10)6.3 自动化系统的应急预案 (10)6.3.1 引言 (10)6.3.2 应急预案的制定 (11)6.3.3 应急预案的执行 (11)第七章化工过程自动化的经济效益分析 (11)7.1 自动化技术的投资与成本 (11)7.2 自动化技术的经济效益评估 (12)7.3 自动化技术的市场前景 (12)第八章化工过程自动化与节能技术的实施案例 (13)8.1 典型化工过程自动化案例 (13)8.1.1 案例背景 (13)8.1.2 实施过程 (13)8.1.3 实施效果 (13)8.2 典型化工过程节能技术案例 (13)8.2.1 案例背景 (13)8.2.2 实施过程 (14)8.2.3 实施效果 (14)8.3 案例分析与总结 (14)第九章化工过程自动化与节能技术的发展趋势 (14)9.1 自动化技术的发展趋势 (14)9.2 节能技术的发展趋势 (15)9.3 自动化与节能技术的融合 (15)第十章化工过程自动化与节能技术的教育与培训 (16)10.1 自动化与节能技术的教育体系 (16)10.1.1 教育目标 (16)10.1.2 教育内容 (16)10.1.3 教育层次 (16)10.2 培训方法与手段 (16)10.2.1 理论培训 (16)10.2.2 实践培训 (16)10.2.3 案例分析 (16)10.2.4 交流与研讨 (16)10.3 培训效果的评价与反馈 (17)10.3.1 评价体系 (17)10.3.2 反馈机制 (17)10.3.3 持续改进 (17)第一章绪论1.1 自动化与节能技术概述自动化技术是利用计算机、控制器、传感器等现代信息技术手段，对生产过程进行自动监控、控制和管理的一种技术。
化工过程中的能量消耗及节能措施研究
化工过程中的能量消耗及节能措施研究化工工艺的本质是加工原材料，以制得所需的化学产品。
涉及到加热、冷却、分离、反应等步骤，这些步骤都需要用到能源。
因此，能源的消耗成为化工生产中的重要问题。
如何在保证产品质量的前提下，尽可能地减少能源消耗，降低生产成本，是化工生产中必须要解决的问题。
1. 能量的消耗和节能意义在化工生产中，使用的能源种类很多，如电能、热能、气能、动能等。
这些能源的消耗，不仅意味着生产成本的增加，而且还会对环境产生负面影响，如排放废气和废水等。
因此，节能意义重大。
节能措施可以分为技术措施和管理措施。
技术措施主要是指改进工艺流程、提高设备效率、降低污染等，而管理措施则包括组织管理、人员培训、能源监测等。
2. 化工过程中的能量消耗化工过程中的能量消耗主要涉及到以下几个方面。
（1）加热能耗加热是化工生产中必不可少的环节。
大部分化学反应都需要在一定的温度下进行，因此需要对反应系统进行加热。
在加热过程中，存在能量损失，如传热损失、管路阻力、泄漏等，这些摩擦力的产生会导致漏油、漏水、漏气等现象，直接影响能源消耗。
（2）冷却能耗在化学反应中，冷却也是必不可少的步骤，尤其是在氢气化反应过程中，一旦反应温度过高，就会导致反应失控，产生剧烈爆炸。
由此可见，冷却也是需要消耗大量能量的过程。
（3）分离能耗许多化学反应都会产生混合物，在混合物中分离出需要的化学物质，同样需要消耗大量的能量。
（4）压缩能耗在化学反应过程中，如果物料的压力不足，反应速率会变慢，甚至无法进行。
因此，有些情况下，需要将混合物进行压缩，增加反应速率。
以上几个方面是化工过程中能量消耗的主要方面，在实际操作过程中，还有其他细节方面的能量消耗，如辅助设备的功耗等。
3. 节能措施为了减少化工过程中的能量消耗，需要采取一些措施。
下面列举一些常用的节能措施。
（1）改进工艺流程原材料的储存、处理和加工方式都会对能量消耗产生影响，因此可以通过改进工艺流程来降低能源消耗。
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效数
D W min W D max
单效 1.1 0.91
双效 0.57 1.75
三效 0.4 2.5
四效 0.3 3.33
五效 0.27 3.70
多效蒸发的生产能力、蒸发强度和效数的限制
多效蒸发的生产（蒸发）能力
若忽略热损失和蒸发浓缩热效应，则蒸发器的生产能力 用下列方式来表示： (1)单位时间内水分的总蒸发量W； (2)通过传热面的传热速率。 在三效蒸发器中，各效单位时间内所传递的热量为：
化工节能原理与技术
第三章 化工单元过程与设备的节能
化工单元过程与设备的节能原理： 流体流动与流体的输送机械 传热 蒸发 精馏 干燥 化学反应
3.1 流体流动与流体的输送机械
（1）流体流动的 损失
e1
vp
T0 沿程阻力
减少弯头、缩扩变化、阀门等 加大管经 p l u2
改变出口阀开度改变管路特性曲线
泵的流量调节方式
优点：流量随转速 下降而减小，动力 消耗也相应降低， 节能；
缺点：需要变速装 置或价格昂贵的变 速电动机。
改变泵的转速改变泵的特性曲线
3.2 换热
在工业生产中，换热过程是最重要
的单元操作之一，而换热造成的 损失
占石油化工总
10％以上。
3.2 换热
d2
采用添加减阻剂
3.1 流体流动与流体的输送机械
（2）流体机械：泵、鼓风机、压缩机等
选用合适的流体机械 选择合适的流量调节方法
离 心 泵
离心泵
离心泵的特性曲线
离心泵的工作点
选择合适的泵，使工作点在最高效率的92％以上。
泵的流量调节方式
优点：调节迅速方便， 流量可连续变化； 缺点：流量阻力加大， 要多消耗动力，不经济
蒸发节能的途径
多效蒸发 额外蒸汽的引出 二次蒸汽的再压缩 冷凝水热量的利用
3.3.1 多效蒸发
① 利用二次蒸汽的潜热 ② 利用冷凝水的显热（如预热原料液) 多效蒸发蒸汽的经济性（利用率）
多效蒸发示意图
二次蒸汽（W）
料液
加热蒸汽 （D）
冷凝水
冷凝器 水
完成液
多效蒸发示意图
二次蒸汽
THdSH dHH VHdpH
TLdSL dHL VLdpL
所以
dE1
T0 dHH
VH dpH TH
dH L
VLdpL TL
T0
dH H TH
dHL TL
(VLdpL TL
VHdpH TH
)
dE1
T0
dH H TH
① 按蒸发操作空间的压力可分为：常压，加压，或者减压 （真空）蒸发。
② 按二次蒸汽的利用情况可以分为单效蒸发和多效蒸发。
（5）特点：沸点升高
蒸发的物料是溶有不挥发溶质的溶液。由拉乌尔定律可 知：在相同温度下，其蒸汽压比纯溶剂的低，因此，在相同 的压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。故当加热蒸汽温 一定时，蒸发溶液时的传热温差就比蒸发纯溶剂时来得小， 而溶液的浓度越大，这种影响就越显著。
δ壁
δ保
α1 α2
qp k p (T1 - T2 )kJ/(m2 h)
1 1 壁 保 ＋ 1 k p 1 保 2
3.3 蒸发
（1）蒸发操作的目的 ① 获得浓缩的溶液直接作为 化工产品或半成品。 ② 脱除溶剂，将溶液增溶至 饱和状态，随后加以冷却， 析出固体产物，即采 用蒸发， 结晶的联合操作以获得固体 溶质。 ③ 除杂质，获得纯净的溶剂。
3.2 换热
冷流体 pL，TL
pH，TH 热流体 逆流换热器的微元体积
假定：换热器的绝热良好。散热损失略去不计， 动能变化和位能变化均不考虑。
在稳定的流动下，微元的换热量为：
该微元过程的
Q dHL dHH
dE1 T0 (dSH dSL )
换热器的 损失
根据热力学的基本关系式
dH T dS Vdp
管道 平面壁
管道保温
d0
每米管长的散热损失：
d1 d2
d3
q1 k1 (T1 - T2 )kJ/(m h)
1 1 ln( d1 / d0 ) ln( d2 / d1) ＋ln( d3 / d2 ) ＋ 1
k1 1d0
2
2保
2护
2d3
平面壁保温
每平方米平面壁的散热损失：
第二效： W2 W1 D ，1kg生蒸汽在双效中的总蒸发量
W W1 W2 2D
， 所以 W 2
D
n 依次类推： 三效 W 3 ，……， D
效
W n D
节能率
多效蒸发蒸汽的经济性（利用率）
但实际上，由于热损失，温度 差损失等原因，单位蒸汽消耗量不 可能达到如此经济的程度，根据生 产经验，最大的 W / D 的值大致如 下：
（2）蒸发的流程
蒸发流程示意图
二次蒸汽
料液
加热蒸汽 冷凝水
冷凝器 水
完成液
（3）加热蒸汽和二次蒸汽
蒸发需要不断的供给热能。工业上采用的热源通常为水 蒸气，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸汽也是 水蒸气。为了区别，将加热的蒸汽称为加热蒸汽，而由溶液 蒸发出来的蒸汽称之为二次蒸汽。
（4）分类
Q1 K1A1t1
Q2 K2 A2t2
Q3 K3 A3t3
三效的总传热速率为：
Q Q1 Q2 Q2 K1A1t1 K2 A2t2 K3 A3t3
假设: 各效的传热面积相等， 即 A1＝A2＝A3＝A 各效的总传热系数也相等，即 K1＝K2＝K3＝K
dH L TL
(VLdpL TL
VHdpH TH
)
因为 Q dHL dHH
dE1
T0
Q(TH
TH
TL
TL
)
(VLdpL TL
VHdpH TH
)
传热 损失
流动阻力 损失
高温
传热 损失
低温
减小传热温差
同样温差ΔT 损失小
损失大
设备和管道的保温
二次蒸汽
二次蒸汽
料液
加热蒸汽 冷凝水 冷凝水
料液
冷凝器 料液
冷凝水
冷凝器
完成液
完成液
完成液
3.3.1 多效蒸发
① 利用二次蒸汽的潜热 ② 利用冷凝水的显热（如预热原料液) 多效蒸发蒸汽的经济性（利用率）
1kg的二第次蒸一汽效，：W将D1此11kg二次蒸D（
W1
W1
，1kg生蒸汽在第一效中可产生 ）引入第二效又可蒸发1kg水，即