化學工業(yè)中的節(jié)能工藝和碳排放問題

前言：本站為你精心整理了化學工業(yè)中的節(jié)能工藝和碳排放問題范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

節(jié)約能源及與之相關的CO2減排問題越來越受到國際社會的關注，全球工業(yè)化進程的加快使得CO2排放量越來越大，并帶來嚴重的氣候問題，而石油、煤炭資源也日漸枯竭，因此節(jié)能減排工作已經(jīng)到了刻不容緩的地步。我國政府越來越重視節(jié)能減排工作，“十二五”規(guī)劃制訂了節(jié)能減排的約束性指標：單位GDP二氧化碳排放降低17%；單位國內生產(chǎn)總值能耗下降16%。而化學工業(yè)是我國能源消費大戶，根據(jù)2008中國統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)顯示，2007年化工各行業(yè)總消費量占我國能源總消費量的25%，由此帶來的CO2排放也是巨大的，因此，若實現(xiàn)化學工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就必須進行節(jié)能減排。

1CO2減排問題的提出

上世紀中葉人們開始意識到了CO2排放帶來的種種問題，如風災，氣候反常，物種減少等，而這些問題都是全球氣候變暖引起的，CO2排放過量又是導致氣候變暖的直接原因。1985年奧地利菲拉赫會議提出：如果大氣中二氧化碳等其它溫室氣體濃度以現(xiàn)在的趨勢繼續(xù)增加，到二十一世紀三十年代二氧化碳的含量可能是工業(yè)化前的2倍，全球平均溫度可能相應提高1.5～4.5攝氏度，同時導致海平面上升0.2～1.4米。1997年12月，163個國家在日本通過了《京都議定書》，它從法律意義上強制性要求工業(yè)發(fā)達國家在2008～2012年間，將GHG排放總量在1990年的基礎上削減5.2%。《京都議定書》雖未對包括中國在內的發(fā)展中國家提出具體的減排義務，但隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，能源生產(chǎn)、需求和消耗不斷增加，CO2的排放量已居世界前列，為了實現(xiàn)我國建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的兩型社會的目標，作為我國能源消費大戶的化工行業(yè)必須進行節(jié)能減排，以減輕我國能源供應不足和環(huán)境污染嚴重兩個方面的壓力，因此中國面臨很大的減排壓力。

2化學工業(yè)的節(jié)能途徑

由于化學工藝的巨大能耗，人們一直致力于化學工業(yè)節(jié)能的研究，包括產(chǎn)業(yè)結構的調整，管理手段的改進，但最主要還是從技術上實現(xiàn)節(jié)能的目標，并不斷的開發(fā)出新工藝。目前，化工節(jié)能技術已經(jīng)逐漸成為一門綜合性的學科，指導人們的節(jié)能實踐?；す?jié)能技術主要從以下兩個方面來實現(xiàn)。

2.1化工單元操作的節(jié)能

化工單元操作的節(jié)能主要是指改變操作參數(shù)，使設備的工作效率處于最佳狀態(tài)。例如流體輸送設備的加裝變頻器調節(jié)，使之始終處于最佳工作點；換熱設備最佳傳熱溫差的確定；精餾設備操作壓力、回流比、進料熱狀態(tài)及回收率等參數(shù)的優(yōu)化。

2.2工藝的節(jié)能

工藝的節(jié)能主要指靠改變生產(chǎn)工藝來實現(xiàn)節(jié)能，主要有兩種思路：（1）生產(chǎn)工藝的節(jié)能。生產(chǎn)工藝的節(jié)能簡單來說就是開發(fā)新的工藝取代舊的、能耗高的工藝，例如催化劑的重新選擇，工藝路線的合理搭配等。（2）系統(tǒng)內部能量的匹配。這是目前研究的重點，因為研究發(fā)現(xiàn)，整個系統(tǒng)工藝內部是有大量的能量可以利用的，有的時候改進后節(jié)約的能量是驚人的。目前人們研究的最多的是換熱網(wǎng)絡的綜合與優(yōu)化，而對于換熱網(wǎng)絡的設計方法主要集中在夾點技術上。夾點技術通過T-H圖法或者問題表格法，對每一股物流的溫度、焓進行考察，進而確定出冷、熱物流可以互相利用的能流及最小的冷、熱公用工程量。除此之外，精餾操作中的熱泵及差壓也是研究熱點之一，熱泵是消耗外部功將低能級的熱源提高到高能級來使用，而差壓過程是靠普通精餾塔分割為兩個塔然后降低重組分塔壓來實現(xiàn)，這兩種過程都可以實現(xiàn)塔底塔頂物流能量的匹配。還有許多其他技術人們也在研究中，如鍋爐煙氣余熱的回收等，這些都是以后節(jié)能的一個很重要的方向。

3CO2減排的途徑

人們意識到CO2過量排放的嚴重性后便致力于CO2減排技術的研究，目前對CO2的減排技術已基本上達成共識，從以下兩種思路可以達到CO2的減排。（1）傳統(tǒng)能源的高效利用與代替。我國的能源雖然比較豐富，但利用率很低，據(jù)統(tǒng)計總利用效率只有25%，而化石能源燃燒后排放出大量的CO2，提高能源利用效率，減少能源消耗，勢必會減少CO2的排放量。在有條件的地區(qū)，加大太陽能、風能、水能等潔凈無污染的能源的開發(fā)與利用，逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源，并開發(fā)利用生物質資源和低碳資源，以此減少CO2的排放量。（2）CO2的封存和吸收。近年來，人們對CO2的封存技術進行了大量研究，封存技術是指利用化學/物理吸收法、化學/物理吸附法、膜分離法、低溫蒸餾法等捕集分離技術將CO2從工業(yè)或相關能源的源捕獲到，然后利用油氣藏、深的鹽層和不可開采的煤床等自然條件將CO2儲存起來。CO2的吸收主要是靠增加生物匯，從大氣中直接吸收CO2，達到清除CO2的目的，目前人們做了大量研究的是森林碳匯，海洋生物碳匯還處于初步研究階段。

4化工節(jié)能和CO2減排的關系

通過化工的節(jié)能技術可以很大程度提高能源的利用率，減少傳統(tǒng)能源的使用，所以同時大大的減少了CO2的排放，對CO2減排有很直接的結果。因此化學工業(yè)節(jié)能的實現(xiàn)具有一舉兩得的作用，即實現(xiàn)了節(jié)能，又完成了減排，是具有重大意義的。而CO2減排的途徑，無論是提高能源利用率和替代傳統(tǒng)能源，還是CO2的捕集和封存技術，都是和化工技術的進步分不開的，對化工技術不斷提出新的要求。而考慮到我國能源利用率低的現(xiàn)狀，節(jié)能是存在著很大的潛力的，相比其他技術，既容易實現(xiàn)，也能夠帶來更直接的效果，所以目前大力發(fā)展節(jié)能技術是減少CO2排放的最有效途徑。