石油化工企業(yè)節(jié)能減排最新技術(shù)進(jìn)展.ppt

1、石油化工企業(yè)節(jié)能減排應(yīng)用技術(shù)最新進(jìn)展,2020年8月 北京,石油化工企業(yè)節(jié)能減排應(yīng)用技術(shù)最新進(jìn)展,一、新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器 非晶態(tài)納米鎳覆膜抗腐蝕技術(shù) 二、抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀不銹鋼板式換熱器 非晶態(tài)納米鈀覆膜抗腐蝕技術(shù) 三、污水及污泥高效處理技術(shù) 高級(jí)納米催化氧化技術(shù)AOPs,石油化工企業(yè)節(jié)能減排應(yīng)用技術(shù)最新進(jìn)展,第一部分 新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器 及納米鎳覆膜防腐技術(shù),新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器充分發(fā)揮銅的高導(dǎo)熱性,銅是金屬元素中導(dǎo)熱性能僅次于銀，居第二位的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)是不銹鋼的23倍，鈦的27倍（見表1）。但由于銅的耐腐蝕性差，一直無(wú)法廣泛用于傳熱領(lǐng)域（而傳統(tǒng)的黃銅、

2、白銅等合金銅換熱器都是以犧牲銅的優(yōu)良導(dǎo)熱性，來(lái)獲得一定的抗腐蝕能力，但仍無(wú)法適應(yīng)海水等強(qiáng)腐蝕性環(huán)境），造成工業(yè)領(lǐng)域換熱效果差，大量低品位冷熱源回收利用效率低，浪費(fèi)大。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器集高導(dǎo)熱性、高抗蝕性、高阻垢性能于一身,現(xiàn)在德磊科技利用金屬防腐的陰極保護(hù)原理，首創(chuàng)采用高科技專利技術(shù)在純銅基板片上復(fù)合高耐蝕非晶態(tài)納米鎳復(fù)合材料，集高導(dǎo)熱性、高抗蝕性、高阻垢性能于一身，徹底解決了純銅材料做為換熱器的抗腐蝕問題（見表2）。真正實(shí)現(xiàn)傳熱領(lǐng)域的理想1小溫差快速傳熱。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器高耐蝕非晶態(tài)納米鎳覆膜銅基板式換熱器板片,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器高耐蝕非晶態(tài)納米鎳

3、覆膜銅基板式換熱器結(jié)構(gòu)圖,傳熱系數(shù)：58006500 W/m*,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器產(chǎn)品特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：, 高導(dǎo)熱：充分發(fā)揮銅的高效導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱速度快，效率高。能真正實(shí)現(xiàn)1小溫差快速傳熱。是低品位余熱回收與小溫差換熱的最理想設(shè)備更多回收熱量，幫您每天再多節(jié)省每1的熱能和費(fèi)用。 膜強(qiáng)化傳熱：非晶態(tài)納米膜表面光滑，表面能小，疏水性好，顯著減小了傳熱介質(zhì)與板片間的滯流層，強(qiáng)化了湍流導(dǎo)熱性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，納米鎳覆膜銅板比裸銅板傳熱能力還要高5。 高抗腐：充分利用鎳的高抗蝕性，且納米鎳覆銅板也符合陰極保護(hù)原理，保持板片的整體高耐蝕性。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，其耐海水和cl離子等的腐蝕能力與鈦基本相同，遠(yuǎn)高于一

4、般不銹鋼。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器產(chǎn)品特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：, 抗結(jié)垢：非晶態(tài)納米膜使板片表面光滑，且強(qiáng)化湍流，使污物難以滯留，阻止結(jié)垢生成；而且因?qū)峥?，板片溫度低，也不利于結(jié)垢。長(zhǎng)期運(yùn)行后，即便有結(jié)垢，也多屬疏松的軟垢，容易沖洗。保障系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，清洗工作和維護(hù)費(fèi)用明顯降低。 小壓力差：納米膜的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是超疏水性，能降低流體流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，比其他材料的板式換熱器具有更小的壓力差，降低輸送流體的動(dòng)力消耗。 高性價(jià)比：避免 “費(fèi)用高”的簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)誤解。因?yàn)樵谙嗤に囆枨笙?，與管殼式及其他材質(zhì)板換相比，熱轉(zhuǎn)換效率和速率高；而相應(yīng)換熱面積、占地面積、冷熱源流量、流體阻力、結(jié)垢熱阻力、熱損

5、失等都明顯減少。設(shè)備及附屬基建投資、安裝費(fèi)、動(dòng)力消耗、除垢維護(hù)等費(fèi)用都將大大降低。綜合節(jié)能效果更明顯，投資回報(bào)率更大。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器產(chǎn)品特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：, 高效率創(chuàng)造高效益：做為熱交換核心組件，能顯著提高余熱利用、冷卻系統(tǒng)、熱泵和熱發(fā)電等工程及整套設(shè)備的總體熱效率，提高工程的整體節(jié)能效果和質(zhì)量，提高工程設(shè)計(jì)者和建設(shè)者的總體效益、水平和形象。 提升熱利用整體設(shè)計(jì)的安全性：利用其高效、耐腐、抗垢性，可用于高礦化、易結(jié)垢、高腐蝕的污水、地?zé)帷⒑Ｋ?、化工工藝等余熱利用和發(fā)電項(xiàng)目的熱交換中間設(shè)備。在保障換熱效率的基礎(chǔ)上，充分保護(hù)安全指數(shù)要求高的熱泵和發(fā)電等重要設(shè)備免受高腐蝕和結(jié)垢影響。

6、避免以往由于擔(dān)心換熱器效率低，為追求系統(tǒng)效率，在結(jié)垢和腐蝕嚴(yán)重且無(wú)法排除的環(huán)境中，強(qiáng)制取消中間換熱器（讓污水等直接進(jìn)入熱泵或發(fā)電等重要設(shè)備），以犧牲熱泵和發(fā)電設(shè)備的關(guān)鍵部件（如冷凝器、蒸發(fā)器等）的換熱性能和安全性等關(guān)鍵指標(biāo)來(lái)獲得其抗腐性和單一熱效率的短效性方式。使熱泵和發(fā)電等關(guān)鍵設(shè)備（如冷凝器、蒸發(fā)器等）可以專注于采用更安全、更高效的熱媒工質(zhì)，以最高效的換熱器材料和方式，降低重要設(shè)備的復(fù)雜性和成本，提高系統(tǒng)的整體效率、安全性、長(zhǎng)久性和易維護(hù)性。為用戶的長(zhǎng)期利益著想，降低最終用戶的維護(hù)、維修成本和風(fēng)險(xiǎn)。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器應(yīng)用領(lǐng)域和環(huán)境：, 應(yīng)用領(lǐng)域：石油、化工、冶金、電力、建材、食

7、品、造紙、紡織、制藥、鍋爐、采暖、海水淡化、海水養(yǎng)殖等領(lǐng)域，涉及低壓環(huán)境下液體加熱、冷凝、冷卻、制冷等熱交換過程，以及地?zé)岷凸I(yè)余熱利用、工業(yè)廢水和生活污水余熱回收等工程。 適用介質(zhì)：燒堿及堿性環(huán)境、海水、工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)、含氯離子的水及有機(jī)溶劑等環(huán)境，含H2S的氣相及液相環(huán)境。 適用條件：溫度：40200 壓力： 0.82.0MPa,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器節(jié)能及應(yīng)用效果最明顯的項(xiàng)目：, 大流量和低品位余熱資源利用：油田采出水余熱利用、地?zé)崴Y源利用、發(fā)電廠廢水熱利用、海水工廠化養(yǎng)殖廢水熱利用等大型余熱利用工程。 需長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的換熱工程：一般工業(yè)換熱（加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝等）工藝、工

8、業(yè)廢水余熱利用、生活污水余熱利用、海水淡化工程。 對(duì)設(shè)備運(yùn)行效率和安全緊密相關(guān)的冷卻領(lǐng)域：高爐、真空爐等冶金及工業(yè)熱處理設(shè)備冷卻、大型機(jī)械船舶等動(dòng)力設(shè)備冷卻、電廠和石油化工等需要冷卻、冷凝工藝環(huán)節(jié)。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器節(jié)能及應(yīng)用效果最明顯的項(xiàng)目：, 對(duì)熱交換速度和小溫差要求嚴(yán)格的領(lǐng)域：食品制藥等工藝中的加熱滅菌、建筑采暖、冰蓄冷/熱蓄能、洗浴游泳池等生活用水熱交換。特別是太陽(yáng)能綜合利用、海水/污水源熱泵應(yīng)用類的小溫差熱能利用工況。 高礦化度、腐蝕或結(jié)垢嚴(yán)重的領(lǐng)域：能比一般材質(zhì)有更長(zhǎng)久的使用壽命和運(yùn)行時(shí)間。如含cl離子較高的循環(huán)冷卻水、海水；腐蝕和結(jié)垢嚴(yán)重的油田采出水、生活污水、地?zé)?/p>

9、等的熱能利用和發(fā)電項(xiàng)目。其抗蝕性近似鈦，但導(dǎo)熱性遠(yuǎn)高于鈦及鈦合金。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器節(jié)能及應(yīng)用效果最明顯的項(xiàng)目：,比如： 對(duì)一個(gè)100t/h流量的余熱源，同樣情況下，采用納米鎳覆膜純銅板式換熱器，可比其他板式換熱器至少多回收12能量。如按70的煤鍋爐熱效率計(jì)算，則相當(dāng)于比用其他換熱器，每年至少要多節(jié)約178.6357.2 t標(biāo)準(zhǔn)煤，其經(jīng)濟(jì)效益和優(yōu)勢(shì)一目了然。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器節(jié)能及應(yīng)用效果最明顯的項(xiàng)目：,熱泵是對(duì)環(huán)境影響最小的可再生資源應(yīng)用技術(shù)，但由于海水、污水、地?zé)岬葻嵩吹母吒g性及可利用的溫差較小。熱源水溫度的高低與系統(tǒng)的適用性、能效、經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，是工程成功

10、的關(guān)鍵。據(jù)測(cè)算，熱源水供水溫度t每降低1，機(jī)組制熱量減少2，效率降低 1.5；供回水溫差t每降低1，COPs降低11。在腐蝕不可杜絕的情況下，高效、抗垢、耐腐蝕的納米鎳覆膜純銅板式換熱器就是解決熱泵與海水等腐蝕性熱源隔離難題的最佳選擇。既保護(hù)，并降低了熱泵機(jī)組及附屬設(shè)備的防腐投資，又可提高機(jī)組整體的熱轉(zhuǎn)化效能（鈦耐蝕性強(qiáng)，但導(dǎo)熱性不強(qiáng)，熱交換效能低），且能減少系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)和投入。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器節(jié)能及應(yīng)用效果最明顯的項(xiàng)目：,在水源熱泵工程應(yīng)用設(shè)計(jì)領(lǐng)域，當(dāng)熱水源的礦化度較高、腐蝕性較強(qiáng)時(shí)，需要增加換熱器來(lái)隔離、保護(hù)熱泵機(jī)組。一般是根據(jù)水源的礦化度來(lái)判斷： 當(dāng)?shù)V化度350m

11、g/L時(shí)，不加換熱器，可直供連接；當(dāng)?shù)V化度350500mg/L時(shí)，可選用不銹鋼板式換熱器；當(dāng)?shù)V化度500mg/L，就要考慮抗腐蝕性強(qiáng)的鈦合金板式換熱器。但鈦及鈦合金的導(dǎo)熱性能低，會(huì)直接影響系統(tǒng)的熱效率?，F(xiàn)在有了納米鎳覆膜純銅板式換熱器，不但能達(dá)到抗腐蝕、保護(hù)熱泵機(jī)組的目的，而且由于其高導(dǎo)熱性以及納米膜具有的阻垢效果，將明顯提高熱泵系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性和熱效率。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器典型應(yīng)用案例：,石油化工領(lǐng)域代替管殼式換熱器 在岳陽(yáng)某石化廠，用一臺(tái)60/800kg的高效抗腐銅板換熱器替代原300/16t的管殼式換熱器（安裝現(xiàn)場(chǎng)）。不但節(jié)約了空間和設(shè)備投資，而且設(shè)備至今正常

12、運(yùn)行，沒有維修過。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器典型應(yīng)用案例：,石油采出水余熱利用 在大港油田某采油廠，用高效抗腐納米銅板式換熱器，提取采出水中的余熱，用于原油輸送加熱過程的預(yù)熱，每年可節(jié)約8000t標(biāo)準(zhǔn)煤的能量。,新型高效防腐抗垢純銅板式換熱器系列產(chǎn)品及技術(shù)參數(shù)：,石油化工企業(yè)節(jié)能減排應(yīng)用技術(shù)最新進(jìn)展,第二部分 抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀不銹鋼板式換熱器 及非晶態(tài)納米鈀覆膜防腐蝕技術(shù),抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù),露點(diǎn)腐蝕一直是困擾鍋爐和冷凝器運(yùn)行的世界難題。除增加設(shè)備投資、維修和維護(hù)費(fèi)用外，為避免露點(diǎn)腐蝕造成的設(shè)備運(yùn)行和安全問題，企業(yè)不得不大幅度提高鍋爐的排煙溫度和化工工

13、藝的冷凝溫度（100120以上），給企業(yè)和社會(huì)造成巨大能源浪費(fèi)和環(huán)境危害。運(yùn)用納米鈀覆膜新技術(shù)將徹底解決鍋爐、冷凝器等設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕難題。,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù),納米鈀覆膜抗露點(diǎn)腐蝕技術(shù)原理 鈀是極穩(wěn)定抗腐蝕元素，除溶于王水和熱的濃硫酸及濃硝酸，以及熔融的氫氧化鈉、碳酸鈉、過氧化鈉對(duì)鈀有腐蝕作用外，鈀能耐住其他一切酸等化學(xué)腐蝕。 納米鈀保護(hù)即采用非晶態(tài)納米覆膜技術(shù)，在不銹鋼表面引入貴金屬元素鈀（電位0.915V），通過鈀與不銹鋼之間的電偶作用（鐵的電位-270mv），使不銹鋼的電位向正向移動(dòng)，催化、強(qiáng)化并保持不銹鋼表面快速形成致密的鈍化防護(hù)層，使不銹鋼基體時(shí)刻

14、處于鈀材料和不銹鋼鈍化膜的雙層保護(hù)之下。經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，其耐腐蝕性完全可以與鈦材料相媲美。,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù),納米鈀覆膜抗露點(diǎn)腐蝕技術(shù)原理 經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，納米鈀覆膜材料抗腐蝕性性能對(duì)比，參見下表2,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù),技術(shù)優(yōu)勢(shì)及經(jīng)濟(jì)效益 不銹鋼材料經(jīng)納米鈀技術(shù)處理，能代替鈦，具有較強(qiáng)的抗酸性露點(diǎn)腐蝕和強(qiáng)cl離子腐蝕能力。 在避免露點(diǎn)腐蝕的情況下，企業(yè)可采用更高效的納米鈀不銹鋼板式換熱器，提高余熱回收率，進(jìn)一步降低排煙溫度；同時(shí)也降低了排煙中NOX、SOX的含量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排雙效益。,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀

15、覆膜防腐技術(shù),技術(shù)優(yōu)勢(shì)及經(jīng)濟(jì)效益 非晶態(tài)納米鈀復(fù)合層表面光滑，表面能小，疏水性好，顯著減小了傳熱介質(zhì)與板片間的滯流層，增強(qiáng)湍流程度，既強(qiáng)化傳熱效果，又阻止結(jié)垢，降低清洗維護(hù)和流體阻力。比原同類換熱器具有更高的傳熱效率（經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，金屬材料經(jīng)非晶態(tài)納米膜處理后，強(qiáng)化了導(dǎo)熱性能，一般能比原金屬導(dǎo)熱性提高5%左右。） 設(shè)備抗露點(diǎn)腐蝕能力提高，自然會(huì)降低維修和維護(hù)成本，提高設(shè)備的壽命和運(yùn)行周期。,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù),不銹鋼納米鈀抗腐蝕技術(shù)適用范圍 用于鍋爐的空氣預(yù)熱等需防止露點(diǎn)腐蝕的設(shè)備，甚至可以將原來(lái)的管式空氣預(yù)熱器改為納米鈀不銹鋼板式換熱器（后附案例）。既解決了

16、露點(diǎn)腐蝕問題，又降低了排煙溫度，提高鍋爐的熱效率，還能降低NOX、SOX的排放量。 含cl離子較高的石油、化工環(huán)境，不銹鋼難以抵抗局部腐蝕的環(huán)境。通過納米鈀表面處理（舊設(shè)備也可以翻新處理，后附案例），大幅度提高設(shè)備的抗腐蝕能力。,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù),不銹鋼納米鈀抗腐蝕技術(shù)適用范圍 采用納米鈀處理的不銹鋼薄板可用于電廠等大型鍋爐煙囪的抗腐蝕內(nèi)襯。其綜合成本與陶瓷、玻璃磚、玻璃鱗片涂料等傳統(tǒng)方案大體相當(dāng)甚至降低，但壽命將大幅度延長(zhǎng)。 用于海水淡化、海水冷卻發(fā)電、海水養(yǎng)殖、高礦化度強(qiáng)腐蝕地?zé)崂玫阮I(lǐng)域的換熱器及管道，替代鈦。,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納

17、米鈀覆膜防腐技術(shù)工程應(yīng)用案例,利用納米鈀處理增強(qiáng)不銹鋼冷凝器抗腐蝕能力和壽命 江蘇某精細(xì)化工企業(yè)的冷凝器為316L不銹鋼固定管殼式換熱器，殼程用水冷卻。因管程物料中含有HCl、SO2、苯酚、少量水等，造成典型的鹽酸、亞硫酸露點(diǎn)腐蝕。一般使用 15天左右就腐蝕穿孔。2011年8月對(duì)兩臺(tái)設(shè)備的管內(nèi)進(jìn)行納米鈀處理后，一臺(tái)使用三個(gè)月，一臺(tái)仍在使用。之后，繼續(xù)對(duì)該公司兩臺(tái)以前腐蝕報(bào)廢的設(shè)備進(jìn)行修復(fù)，并成功進(jìn)行了納米鈀處理（后附加工圖片）。 可見，此技術(shù)完全可以用于解決其他多領(lǐng)域的不銹鋼冷凝器、換熱器、管道閥門等設(shè)備的抗腐蝕問題。,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù)工程應(yīng)用案例,利用納

18、米鈀處理增強(qiáng)不銹鋼冷凝器抗腐蝕能力和壽命 (左圖)等待修復(fù)的舊冷凝器 (右圖)腐蝕的316L原冷凝器管口,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù)工程應(yīng)用案例,利用納米鈀處理增強(qiáng)不銹鋼冷凝器抗腐蝕能力和壽命 (左圖)舊設(shè)備修復(fù)后進(jìn)行納米鈀處理 (右圖)納米鈀處理的冷凝器,抗露點(diǎn)腐蝕納米鈀覆膜不銹鋼板式換熱器納米鈀覆膜防腐技術(shù)工程應(yīng)用案例,大中型鍋爐的空氣預(yù)熱器露點(diǎn)腐蝕解決方案 福建某芳烴制氫項(xiàng)目加熱爐采用天然氣為燃料，但燃料中含有硫，為了既降低排煙溫度又防止煙氣露點(diǎn)腐蝕。給他們提出了如下解決方案： 高溫段：采用不銹鋼板式換熱器來(lái)解決（已經(jīng)有多套成功的應(yīng)用案列）。 中溫段：考慮成本，采