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石化化工行业是国民经济支柱产业,经济总量大、产业链条长、产品种类多、关联覆盖广。2020年石化化工行业能源消费量为6.85亿吨标准煤,约占全国能源消费总量的14%。其重点耗能产品包括原油加工、乙烯、煤制烯烃、合成氨、甲醇、电石、烧碱、纯碱、对二甲苯、精对苯二甲酸、轮胎、黄磷等。高效催化、过程强化、高效精馏技术,废硫酸高温裂解、煤气化技术,中低品位余热余压利用技术等是石化化工行业节能技术的发展方向。
一、重点工艺节能提效技术
(一)乙烯裂解炉节能技术,采用强化传热高效炉管、裂解炉余热回收、裂解炉耦合传热等技术,减少燃料气消耗量,降低排烟温度,提高裂解炉热效率,延长清焦周期,增加超高压蒸汽产量。技术提供单位为中国寰球工程有限公司。在塔里木乙烷制乙烯项目中,建设5台15万吨/年乙烷原料裂解炉,减少能耗2.8万吨标准油/年,折合节约标准煤4万吨/年,减排CO2 11.1万吨/年。
(二)半水-二水湿法磷酸技术,半水闪冷气经过二级氟吸收及循环水洗涤后,排至烟囱;成品氟硅酸经过硅胶过滤后输送至罐区储槽。半水反应尾气经过文丘里洗涤器、二级尾气洗涤后排至烟囱,过滤尾气及二水转化尾气经过一次洗涤后排至烟囱。技术提供单位为中国五环工程有限公司。在300万吨/年低品位胶磷矿选矿及深加工湿法磷酸装置改造项目中,新建38万吨/年湿法磷酸装置,低压蒸汽消耗可节省51.7万吨/年,电力消耗增加228万千瓦时/年,水消耗节省91.2万吨/年,折合节约标准煤4.8万吨/年,减排CO2 13.3万吨/年。
(三)等温变换技术,设计独特换热元件结构置于等温变换反应器内部,利用沸腾水相变吸热,及时高效移出反应热,实现等温、低温、恒温反应。技术提供单位为湖南安淳高新技术有限公司。在航天炉煤气和制氢解析气的混合气制合成氨等温变换项目中,将等温变换装置部署在40万吨/年合成氨、35000立方米/小时制氢气体净化及氨合成装置中,相比传统流程系统阻力减小0.3兆帕,可节约标准煤7264吨/年,减排CO2 2万吨/年。
(四)高效智能炭素焙烧技术及成套设备,高温烟气与坩埚表面强化对流换热,坩埚吸收烟气热量;坩埚内炭素制品温度升高,在可控环境下完成焙烧过程。技术提供单位为湖南省长宁炭素股份有限公司。在长宁炭素股份有限公司分段式智能化连续焙烧系统节能改造项目中,将22座倒焰煤炉改造为15座高效智能炭素焙烧炉及成套设备,单位产品能耗下降40%,节约标准煤6080.9吨/年,减排CO2 1.7万吨/年。
(五)高效节能蒸发式凝汽技术,采用复合式多级冷凝技术,包括蒸汽初步预冷段和蒸发式凝汽段,采用多级换热、实现三种介质循环,可根据环境条件进行多模式运行,实现高效节电。技术提供单位为烟台冰轮换热技术有限公司。在新疆梅花氨基酸有限责任公司氨基酸蒸发提纯项目中,安装高效节能蒸发式凝汽器,并加装自动化温控系统,节约总电量24.6万千瓦时/年,节水32万吨/年,折合节约标准煤76.3吨/年,减排CO2 211.5吨/年。
二、公辅设施系统节能提效技术
(一)新型高抗腐蚀双金属复合节能技术,通过双钨极双送丝技术实现超高焊接速度情况下快速成型,将焊接能量更多用于焊丝的熔化,而非母材熔化,实现高熔覆效率、降低焊接热输入、降低焊接熔深。技术提供单位为苏州威尔汉姆堆焊技术有限公司。在山东威尔汉姆海洋装备科技有限公司双极钨堆焊产业化应用项目中,采用双钨极双送丝技术实现超高焊接速度情况下快速成型,节约总电量4000万千瓦时/年,折合节约标准煤1.2万吨/年,减排CO2 3.3万吨/年。
(二)蒸汽锅炉节能装置,采用串联多极式磁路对锅炉进水进行深度处理,处理过程可削弱水分子间作用力,降低表面张力,提高蒸发速率,减少水生成水蒸气时的综合能耗,提高锅炉蒸发速率和效率。技术提供单位为胜利油田顺天节能技术有限公司。在滕州亿达华闻锅炉节能改造项目中,蒸汽锅炉进水部位加装串联多极蒸汽锅炉节能装置,对锅炉进水进行活化处理,锅炉热效率由88.1%提高到89.4%,节约标准煤1062吨/年,减排CO2 2944吨/年。
(三)炼油加热炉95+技术,将强化传热、余热回收、防腐蚀、防沾污结焦进行有效集成,用具有抗沾污结焦、抗高低温腐蚀、高黑度、耐磨损等功能复合结晶膜对装置受热面进行技术改造,提升受热面吸热、耐高低温腐蚀、抗沾污结渣性能,从而降低装置排烟温度。技术提供单位为北京希柯节能环保科技有限公司。在中化泉州渣油加氢装置加热炉节能改造项目中,加装渣油加氢装置F101,加热炉燃料消耗量由改造前的642标立方米/小时降低为582标立方米/小时,折合节约标准煤632吨/年,减排CO2 1752.2吨/年。
(四)高效控温绕管型反应器技术,采用绕管型换热内件,通过锅炉水等移热介质在绕管内挠流和汽化潜热吸收反应热、管外反应流体错流强化换热,反应器单位催化剂换热面积大、传热系数大。技术提供单位为杭州林达化工技术工程有限公司。在高压可控甲烷化工业示范项目中,新建6台高效控温绕管型反应器,节约标准煤167.9吨/年,减排CO2 465.5吨/年。
(五)基于三维管自支撑纵向流蒸发器蒸发浓缩系统技术,将蒸发器产生的二次蒸汽,通过压缩机增焓升温后,送入三维管自支撑纵向流蒸发器的加热室,冷凝放热。回收二次蒸汽潜热对物料蒸发浓缩,无需冷却塔。技术提供单位为中国科学院广州能源研究所。在电镀行业废水MVR蒸发器项目中,采用新型三维变形管MVR蒸发器替换传统MVR折流板蒸发器,蒸发器换热效率提高53.9%,换热面积减少33.9%,体积缩小43.6%,蒸汽压缩机减少耗电量75.6万千瓦时/年,节约标准煤234.4吨/年,减排CO2 649.8吨/年。
三、余热余压回收利用技术
(一)低品位热驱动多元复合工质制冷技术及装备,利用100~140℃低温热源驱动制取最低-47℃的冷能,将现有热驱动制冷技术的制冷深度从7℃降低至零度以下,可替代压缩式制冷机组,将可压缩气体提压过程转换为不可压缩液体提压过程。技术提供单位为安徽普泛能源技术有限公司。在中盐安徽红四方蒸汽冷凝液余热深度制冷项目中,运用低品位热驱动多元复合工质制冷系统替代原来的电驱动压缩机制冷系统,节电率高达90%,节约电量1202.1万千瓦时/年,折合节约标准煤3726.5吨/年,减排CO2 1万吨/年。
(二)煤化工气化黑水余热回收技术,采用无过滤、全通量黑水直接取热技术,将130℃左右黑水冷却至60℃以下,回收热量用于供暖或其他用热需求,解决煤化工行业水煤浆气化工艺中“粗合成气湿法洗涤除尘”单元产生气化黑水低温余热资源浪费问题,实现余热回收。技术提供单位为天津华赛尔传热设备有限公司。在河南龙宇煤化工有限公司余热回收清洁供暖项目中,建设热泵站一座,完成系统管网敷设、配电间搭建、采暖水增压泵站搭建,回收余热52.9万吉焦,折合节约标准煤1.8万吨/年,减排CO2 5万吨/年。(来源:工业和信息化部)
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