化学反应过程的节能主要表现在以下几方面。
(1)大多数化学反应都伴随着显著的热效应,其吸热量或放热
量称为反应热。这一反应过程的节能主要表现在放热反应放出热量
的合理利用和吸热反应吸收热量的合理供给。
(2)催化剂的使用,将会影响整个反应阶段的能耗,因此,选
用合适的催化剂将会带来一定的节能的效果。
(3)产品产率的提高,不但可以降低原料消耗,还能够节省产
品进一步分离、提纯等操作的能耗。
(4)反应路线的选择,在很大程度上决定着整个反应过程的
能耗。
(5)新型反应器的开发及对反应器的节能改造。
(6)反应过程与其他过程的集成,可实现能源的整合利用。
第三章 化工过程节能减排技术 !!)329列举在工业生产中放热反应的反应热合理利用的实例。
以下为工业生产中放热反应的反应热合理利用的实例。
(1)在合成氨生产的甲烷流程中,一氧化碳或二氧化碳与氢
气反应生成甲烷的反应是强放热反应,工业上均在高于300℃下
进行。传统的 “自热维持”流程中,由于降温幅度很大,导致能
量品位大幅度降低。而改进的 “他热维持”流程,利用了合成氨
生产中其他工序所产生的余热来加热甲烷化的进气,把相对高品
位的甲烷化出气的能量用于加热高压锅炉给水。显然,改进的
“他热维持”流程与原来的 “自热维持”流程相比,能量利用更
为合理。
(2)在脱水剂浓硫酸存在下苯的硝化反应是一个强放热反应。
传统的硝化工艺采用冷却蛇管冷却,维持反应器温度在60℃。而
改进的苯绝热硝化工艺用大量硫酸进行硝化,放出的反应热被硫酸
以显热形式吸收,稀释的硫酸再采用真空闪蒸进行浓缩。由于此反
应器不需要冷却蛇管,所需传热面积只是传统工艺的10%左右,
成本下降30%左右,节能90%左右。