山東是我國的基礎工業大省,工業是我省主要的耗能領域,也是污染物的主要排放源。從另一角度看,我省工業余熱資源豐富,廣泛存在于工業各行業生產過程中,余熱利用率提升空間大,節能潛力巨大,工業余熱回收利用是我省節能減排工作的重要內容。

工業余熱包括:煙氣余熱,冷卻介質余熱,廢汽廢水余熱,化學反應熱,高溫產品和爐渣余熱,以及可燃廢氣、廢料余熱。從經濟性出發,需要結合工藝生產進行系統整體的設計布置,綜合利用能量,以提高余熱利用系統設備的效率。

根據余熱資源在利用過程中能量的傳遞或轉換特點,可以將國內目前的工業余熱利用技術分為熱交換E術、熱功轉換技術、余熱制冷制熱技術。

熱交換技術

熱交換技術是回收工業余熱最直接、效率較高的經濟方法,該類技術不改變余熱能量<形式,只是通過換熱設備將余熱能量直接傳遞給自身工藝的耗能流程,降低一次能源消耗。主要利用方式有間壁式換熱、余熱鍋爐、蓄熱式熱交換、熱管的換熱等。

熱功轉換技術

利用熱功轉換技術可提高余熱的品位,是回收工業余熱的另一重要技術。

按照工質分類,熱功轉換技術可分為傳統的以水為工質的蒸汽透平發電技術和以低沸點工質的有機工質發電技術。

目前主要的工業應用以水為工質,以余熱鍋爐+蒸汽透平或者膨脹機所組成的低溫汽輪機發電系統。

制冷制熱技術

與傳統壓縮式制冷機組相比,吸收式或吸附式制冷系統可利用廉價能源和低品位熱能而避免電耗,具有顯著的節電能力和環保效益,得到了廣泛的推廣應用。

吸收式余熱制冷機組制冷效率高,適用于大規模熱量的余熱回收。吸附式制冷系統結構簡單,無噪音,無污染,可用于顛簸震蕩場合,更適合t用小熱量余熱回收,或用于冷熱電聯產系統。

熱泵以消耗一部分高質t(電能、機械能或高溫熱能)作為補償,通過制冷機熱力循環,把低溫余熱源的熱量“泵送”到高溫熱媒,熱泵技術常被用于回收略高于環境溫度(30～60℃)的廢熱,達到節能降耗的目的。

小結

綜上所述,我省工業余熱量大面廣,利用技術、設備方式眾多,但都有一定的適用條件,應根據不同企業余熱種類、溫度、余熱量,結合生產條件、工藝流程、內外能量需求,企業應選擇合適的余熱利用方式,實現降低能耗、提高效益的目的。

(作者單位:山東省科學院能源研究所)