目 录
第 一 篇 自 述
第 二 篇 概述八项根除雾霾天气危害的技术措施
第 三 篇 创建燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程,转变农业增产方式
第 四 篇 开发使用水做主动力汽车工程,消除汽车尾气有害气体排放
第 五 篇 创建利用发电厂废热供热工程,节省冬季采暖用煤量
第 六 篇 创建变声速增压空调、制冷工程,节省夏季空调、制冷用电量
第 七 篇 创建烟气回收SO2制冷、发电工程,减少酸雨危害
第 八 篇 节能减排的成熟技术
——实施密闭式回收废弃排放的高温液体与汽(气)体工程,提高各行业一次能源利用率,减少使用矿物能源污染物排放的技术——
第 九 篇 创建利用发电厂废热制冷、发电、供热工程,提高发电厂整体能源利用率
第 十 篇 创建新型农村,促进农村城镇化,寻求资源、环境、人口协调发展
——留住农村现有农民,动员大、中城市的知识青年到农村去,与当地农民携手,创建新型农村,促进农村城镇化,寻求资源、环境、人口协调发展——
第 一 篇 自 述
笔者毛氏元章,男,1939年12月出生于山东省青岛市。工作、生活在北京团结湖公园毗邻的中国轻工业部设计院。60岁退休,过着粗茶淡饭、与世无争的散淡生活。自嘲诗为证:
一杯温水伴曦晨,花径漫步到黄昏,偶拾拙笔绘蓝图,碧波柳荫散淡人。
不甘心呼吸呛嗓子的饱含浓重SO2气味的污浊空气,更不甘心呼吸令人窒息的饱含多种病毒与致癌物的PM2.5有毒空气。生活在弥漫浓重雾霾环境中、饱受PM2.5其害,总梦幻蓝天、白云,此时,除盼一阵风之外拾拙笔撰写了第一篇拙作“根除雾霾天气危害的技术措施”。
面对人类对大自然的巧取豪夺导致的气候变暖、气候异常所引发的更为严重的洪涝、干旱、高温、热浪、泥石流………等等诸多灾害,拾拙笔撰写第二篇拙作“应对气候变化的技术措施”。
中国没完成“十一、五”节能减排规划目标。为此,拾拙笔撰写第三篇拙作“节能减排的成熟技术”——实施密闭式回收废弃排放的高温液体与汽(气)体工程,提高各行业一次能源利用率,减少使用矿物能源污染物排放的技术。
造成恶劣环境危害并非一日之力,还原空气清新、环境优美亦非一日之功。撰写三篇拙文,旨在抛砖引玉。实施三篇拙文提出的技术措施所依据的原理系统图、方法、存在问题与解决办法欢迎世人挑剔、找错。对挑剔、找错者,毛氏深表敬意与感谢!三篇拙文的详细论述——可发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
走可持续发展之路,根除有毒空气、恶劣环境对人类生存的威胁,是满足当代人对呼吸空气、自身生存需求的最低要求。
在长满荆棘的荒野里原本就没有路,为了生存需求的最低要求不妨大胆地踏上去,披荆斩棘,勇敢地走下去!总是不断努力,就是希望!
第 二 篇 概述八项根除雾霾天气危害的技术措施
第 一 章 《沁园春·霾》
“北京风光,千里雾霾,万里尘飘,望三环内外,浓雾莽莽,鸟巢上下,灰霾滔滔!车舞长蛇,烟锁跑道,欲上六环把车飙,需晴日,将车身内外,尽心洗扫。空气如此糟糕,引无数美女戴口罩,惜一罩掩面,白化妆了!唯露双眼,难判风骚。一代天骄,央视裤衩,只见后座不见腰。霾入肺,有不要命者,还做早操。”( 2013年3月两会期间,政协委员姚檩栋当着总书记习近平的面背诵了《沁园春·霾》)
霾——PM2.5致癌物——空气中直径小于或等于2.5微米的致癌颗粒物,直径不到人头发丝粗细的1/20,也称可入肺颗粒物。这些微细颗粒物,含有大量有毒、有害物质,肉眼看不见,在大气中停留时间长,输送距离远,且杀伤力大,会对人体健康造成极大危害,尤其对呼吸系统和心血管系统,包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常等等。
更为严重的是,PM2.5能携带空气中的病菌、重金属等物质进入人体,影响呼吸、生殖和神经系统………
为保护人类的生存环境,世界卫生组织提出颗粒物环境空气质量标准PM2.5年平均浓度指导值为10微克/立方米。
美国现行颗粒物环境空气质量标准PM2.5年平均浓度限定值为15微克/立方米,24小时平均浓度限定值为35微克/立方米。
中国(北京)现行颗粒物环境空气质量标准PM2.5年平均浓度限定值为35微克/立方米,24小时平均浓度限定值为75微克/立方米。
据北京市环保监测中心测试:(2013年)自1月12日以来,北京西直门北、南三环、奥体中心等监测点空气中PM2.5实时浓度突破900微克/立方米,西直门北交通污染监测点空气中PM2.5实时浓度最高达993微克/立方米……
据中国气象局发布的数据显示,进入2013年的头100天里,北京雾霾日数46天,为近60年最多。民间环保组织“自然之友”4月发布的《中国环境发展报告(2013)》中,对全国省会城市和直辖市2012年的空气质量情况进行排名,兰州排名垫底,北京位列倒数第二。
生态环境恶化、雾霾天气增多、城市交通拥堵,使原本美丽的北京被世人冠名为“霾都”!成了“可能会有人身安全威胁的地区”的不宜人类居住的城市!
第 二 章 走可持续发展之路
所说可持续发展,是指:“发展既满足当代人的需求,又不对后代人的发展能力、满足其需求构成危害的发展”。
走可持续发展之路是世界各国经济、社会协调发展的公式。实施可持续发展战略是中国对联合国等世界组织作出的承诺;实施可持续发展要实施计划生育,控制人口增长。合理开发和利用资源。保护和改善自然生态环境。实施可持续发展就是要满足当代人对无毒、清新空气,没污染、洁净水源,无害、安全食品的需求……坚持走可持续发展之路,就是要使经济、人口、资源、环境协调发展。
减少雾霾天气危害,根除有毒空气对人类生存的威胁,是满足当代人对呼吸空气需求的最低要求。
如何减少雾霾天气危害,根除有毒空气对人类生存的威胁?毛氏提出8项根除雾霾天气危害的技术措施。实施工程的原理,均为毛氏所提,毛氏提出,旨在抛砖引玉,欢迎世人挑剔、找错,对挑剔、找错者,毛氏深表敬意与感谢!
毛氏所提八项根除雾霾天气危害的技术措施,均有工程原理图。对工程原理图感兴趣者请查阅“环境保护杂志”1998年11期“ 回收利用SO2的清洁生产”一文,或发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
1997年,毛氏撰文“ 回收利用SO2的清洁生产”参加全国科学技术“97紫光环境杯征文”比赛,获二等奖。获奖论文刊登在1998年11期环境保护杂志上。文中附有“毛氏D Z F制冷、发电循环原理图”与“利用低沸点工质制冷、发电循环原理图”。
第 三 章 概述八项根除雾霾天气危害的技术措施
第一项、创建燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程,转变农业增产方式
一:概述
CO2是重要的化工原料,在工业领域得以了广泛的应用。液体CO2经过减压变成气体在制碱工业、制糖工业、饮料行业、铸钢件淬火、金属件CO2保护焊中得以了广泛的应用。
液体CO2是良好的溶剂、良好的灭火剂、良好的清洗剂,在诸多工业中得以了广泛的应用。
固体CO2作为良好的制冷剂,在冷藏运输、人工降雨中得以了广泛的应用。
CO2用于农业是良好的气体肥料。气体CO2是植物进行光合作用不可缺少的原料。美国科学家在新泽西州进行了大量的研究后发现,在植物生长旺盛时期和成熟时期的两个时期中,每周用气体CO2喷淋植物两次,喷淋4~5次后,可使蔬菜增产90%,使水稻增产70%,使大豆增产60%,使高粱增产200%。
CO2温室气体又是引发全球气候变暖、气候异常的罪魁祸首。大气中温室气体CO2浓度过高导致全球气候变暖,气候异常。结果使冰层融化,海平面升高;使冬季极端寒冷、夏季极端酷热频繁发生;使局部地区的洪涝灾害与局部地区的干旱灾害更为严重;使蝗虫与其它虫害更为肆虐;使沙尘暴对人类的危害更为频繁;使热带海域形成的风暴具有更大的破坏力。
气候变暖,气候异常,破坏了微生物原有的生态平衡,使原本深藏于大自然中的原始病毒发生变异,生成新的病毒以瘟疫的形式在全球肆虐横行。
创建燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程,回收燃煤发电排放烟气中的CO2。用回收的CO2作为化工原料,可促进工业清洁生产发展。用回收的CO2作为气体肥料,用于农业生产,可使农业丰产、增收。可使能源工业清洁生产与转变农业生产增产方式,可减少燃煤火力发电污染物的排放和缓解农业生产长期使用化肥对土壤质量的影响。大气中降低了CO2温室气体浓度,有利于改善大气环境,亦是应对气候变化的重要措施。创建燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程,具有巨大的经济效益和深远的社会效益。
二、实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程依据的原理
毛氏D Z F制冷、发电循环原理是实施燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程所依据的原理。毛氏D Z F制冷、发电循环原理系统图详见“环境保护杂志”1998年11期“ 回收利用SO2的清洁生产”一文。或发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
所说毛氏D Z F制冷、发电循环原理,是指以低沸点工质为循环制冷、发电做功工质,以
低品位热能(t<250℃)为热源,通过低沸点工质与低品位热能间的能量转换,用以制冷、发电的循环。
所说燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程,是指以液态氨为循环制冷、发电做功工质,以燃煤火力发电厂排放的高效除尘烟气(t<160℃)为热源,通过液态氨与高效除尘烟气(t<160℃)间的能量转换,用以制冷、发电的循环。
实施燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程所使用的能源是燃煤火力发电厂排放的高效除尘烟气(t<160℃),不消耗一次能源。
三、简述燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程工艺流程
一)、实施燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程所需设备与代号:
1—液氨贮罐 2— 液氨输送泵 3—背压汽轮机 4—发电机
5—蒸发器5 -Ⅰ与5 - Ⅱ 6—节流阀 7—过热器
8—氨气压缩机 9—冷凝器 A—冷却水入口 B—冷却水出口
C—高温烟气入口 D—高温烟气出口 E—低温烟气入口 F—低温烟气出口
二)、工艺流程概述
燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程系统运行时,流程是:液氨贮罐1中的液氨经液氨输送泵2加压(压力P≤4.0 MPa),进入蒸发器 5 -Ⅰ与低温烟气进行热交换,具有一定温度的烟气从E点进入蒸发器5 -Ⅰ,经热交换,放出热量,温度降低,成为温度t ≤ - 15 ℃的低温烟气。把含有CO2的低温t ≤ -15 ℃的烟气从F点导出进入回收装置,加大压力,使烟气中的CO2气体在低温高压状态下冷凝成液体,再经回收装置回收。这一过程就是燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程中的CO2零排放。
把脱除CO2气体的低温高压烟气导入冷量交换器与常温载冷剂进行热交换,常温载冷剂吸收脱除CO2气体的低温高压烟气的冷量,温度降低,成为低温载冷剂,导出冷量交换器并对外输出冷量。这一过程就是燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程中的制冷。
液氨从蒸发器5 -Ⅰ导出,进入蒸发器5 -Ⅱ与含CO2的高温烟气( t ≤ 160 ℃ )进行热交换,液氨吸收高温烟气的温度,蒸发汽化,成为具有一定温度( t < 120 ℃ )与压力(P≤4.0 MPa)的氨汽做功工质。氨汽做功工质从蒸发器5 -Ⅱ导出,进入背压汽轮机3绝热膨胀做功,带动发电机4发电,对外输出电能。这一过程就是燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程中的发电。
乏氨汽从背压汽轮机3尾部排出,内能减少,温度降低,成为低温低压氨汽工质。进入冷凝器9与冷却水进行热交换,放出热量,温度降低,被冷凝成液态氨。冷却水从A处进入冷凝器9,吸收热量,温度升高,从B处流出。
液氨从冷凝器9导出,进入过热器7与低温液氨闪蒸汽进行热交换,放出热量,温度再次降低,经节流阀6被节流成低温低压液态氨,回到液氨贮罐1,完成液氨工质制冷、发电循环。
液氨经节流阀6被节流时,因闪蒸产生少量氨蒸汽,聚集在液氨贮罐1顶部。把氨蒸汽从液氨贮罐1顶部导出,引入过热器7与低温液氨进行热交换,吸收热量,成为过热氨汽,导入氨汽压缩机8,其出口压力达到背压汽轮机3尾部排出氨汽压力参数时与汽轮机3尾部排出的氨汽一起进入冷凝器9循环运行。
四、验证实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程依据原理与方法的正确性
一)验证毛氏D Z F制冷、发电循环原理正确性
1997年,中国举办“97紫光环境杯征文”全国比赛。为此,毛氏依据“毛氏D Z F 制冷发电循环原理”,撰文“回收利用SO2的清洁生产” 参加全国“97紫光环境杯征文”比赛,获二等奖。获奖论文刊登在1998年11期环境保护杂志上。
全国科技征文比赛获奖论文验证了毛氏科技所提“毛氏D Z F制冷、发电循环原理”, 原理正确。
二)、依据的方法 — 发明专利“利用低沸点工质制冷发电的方法与装置”
所说利用低沸点工质制冷发电的方法,是指以低沸点工质为循环制冷做功工质,以低品位 ( t <250 ℃ ) 热能为热源,依据毛氏D Z F制冷、发电循环原理,通过低沸点工质与低品位 ( t <250 ℃ ) 热能间的能量转换,用于制冷与发电的方法。该方法已获中国发明专利,发明专利证书号:Z L 96 1 11171 . 2。
五、实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程的综合效益
世界银行研究表明:东南亚国家要完成CO2温室气体回收利用工程需800亿美元。中国要完成CO2温室气体回收利用工程需640亿美元。
实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程,是一项重大节能、减排工程,也是人类追求生存与发展必须开发、建设的工程。综合效益如下述:
1、实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程使用的热源是煤炭燃烧排放的含CO2的具有低品位热能的烟气(温度t≤160℃),实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程不消耗或少消耗一次能源。
2、实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程使用的电能是自己发出的电能,因而,实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程不消耗或少消耗外部电能。
3、实施燃煤发电厂CO2零排放制冷、发电工程,以排出的-1℃ — -5℃的低温烟气为冷源,建设中央制冷、空调站,可对外输出大量冷量,用于空调、制冷而不消耗外部电能。(控制烟气温度-1℃ — -5℃是为了除去烟气中的水蒸气。)
4、实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程,以排出的-15℃ — -20℃的低温烟气为冷源,建设中央制冷、空调站,可对外输出大量冷量,用于空调、制冷而不消耗外部电能。亦可大规模制冰,以冰做冷源,实施蓄冰供冷。蓄冰供冷,不仅能满足冷量用户对冷量的需求,且,在供冷的同时不对外排热,对城市不产生“热岛效应”,此举,有利于改善城市居民的生存环境。
5、实施燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程,回收的CO2是煤炭燃烧排放烟气中所含CO2。此举,可节省采用煅烧石灰石(CaCO3)法制取CO2时的一次能源与石灰石(CaCO3)矿的资源消耗,亦可避免传统生产CO2 方式对周边环境的污染。
6、实施火力燃煤厂发电CO2零排放制冷、发电工程,回收火力发电厂煤炭燃烧排放烟气中的CO2。用回收的CO2作为化工原料,可促进工业清洁生产的发展。用回收的CO2作为气体肥料,用于农业生产,可使农业丰产、增收。实施燃煤火力发电厂清洁生产,回收、利用原本排放入大气中的CO2,可减少大气中CO2温室气体的浓度,可减缓气候变暖,减少诸多灾害对人类的危害。大气中降低了CO2温室气体浓度与含尘污染物的浓度,有利于改善大气环境,亦是应对气候变化的重要措施。创建燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程,具有巨大的经济效益和深远的社会效益。
详细论述——创建燃煤火力发电厂CO2零排放制冷、发电工程依据的原理系统图、方法、存在问题与解决办法可发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
第二项、开发使用水做主动力汽车工程,消除汽车尾气有害气体排放
一、变声速增压气体压缩方法
所说的变声速增压气体压缩方法,是指气(汽)液两相均匀混合体作超音速流动,遭遇阻力发生压力激波并使流体得以被压缩的方法。
众所周知,液体的可压缩性很小,汽(气)体的可压缩性较大,而汽(气)液两相均匀混合体的可压缩性更大。声音在物体内传播的速度与物体的可压缩性成反比,即,物体的可压缩性越大,声音在该物体内传播的速度就越小。声音在液体内传播速度是1650m/s,在空气中传播速度是340m/s,而在汽(气)液两相均匀混合体内传播速度≤10m/s,因而汽(气)液两相均匀混合体流动时,容易作超音速流动。
汽(气)液两相均匀混合体以超音速流动遭遇阻力产生的压力激波,其压力的变化与马赫数M的平方成正比,并使流经变声速增压器的汽(气)液混合体(出口)的压力大于被驱动流体(入口)的压力,使被驱动流体得以被压缩。即,当汽(气)液两相均匀混合物流经变声速增压器流速30m/s时,音速10m/s,马赫数M=3,则汽(气)两相均匀混合体流出变声速增压器的压力为被驱动流体压力的9倍。
变声速增压不使用传统电动压缩机,仅以超音速流动的气、液混合体通过变声速增压器激波增压,而且,用于使气、液混合体作超音速流动作功所消耗的能量大部分可储存、循环利用,因而,与传统电动压缩机相比较,节省电能、噪声低,对外排热少。
运用变声速增压气体压缩方法,开发以水作主动力汽车工程,替代现行的传统燃油汽车,以减少一次能源消耗和汽车尾气对环境、生态的危害。
二、开发使用水做主动力汽车工程依据的原理
变声速增压气体压缩方法是开发使用水做主动力汽车工程依据的原理。
水是不可压缩液体,空气是可压缩气体。使用蓄电池的电能使高压水泵运行,生产高压水。
运用变声速增压气体压缩方法,让高压水通过变声速增压器引射空气,使空气与水两相均匀混合体在变声速增压器内做超音速流动,使其遭遇阻力发生压力激波并使水和空气得以被压缩,让水和空气获得更高压力的水和更高压力的空气。更高压力的水进气缸推动活塞运动,带动汽车运行。更高压力的空气进小型气轮发电机组,带动小型发电机发电,向蓄电池充电,补充蓄电池电能的消耗。
当蓄电池电压不足以维持高压水泵正常运行时,由外部电源(发电厂输出的电能)向蓄电池充电,以保证汽车运行时,蓄电池的电能确保高压水泵正常运行。
三、简述使用水做主动力汽车工程工艺流程
一)、实施使用水做主动力汽车工程所需设备与代号:
1 — 蓄电池 2 — 高压水泵 3 — 变声速增压器
4 — 低压水贮罐 5 — 高压水贮罐 6 — 气、水分离器
7 — 压力调节器 8 — 背压气轮机 9 — 发电机
10—充电器 11 —贮水箱 12 — 补水泵
13 —空气净化器 14 — 贮气罐 A — 高压水进气缸
B — 高压水进气缸 C — 高压水进气缸 D — 高压水进气缸
E—低压水出气缸 F — 低压水出气缸 G — 低压水出气缸
H — 低压水出气缸 K — 补充空气入口 N — 补充水入口
二)、工艺流程概述
平日,充电器使用发电厂输出的电能向蓄电池1充电。以使蓄电池1有足够的电能使高压水泵2运行一段时间,例如60分钟。
水泵启动正常运行时,低压水储罐4内的水进入水泵2,经水泵2加压,泵出后进入变声速增压器3,水在变声速增压器3内作超音速流动,吸入贮气罐14内的纯净空气。在变声速增压器3内,气、水混合体作超音速流动,遭遇阻力,发生压力激波,生成高压水和高压空气,之后,进入气、水分离器6。
气、水分离后,高压水经压力调节器7进入高压水贮罐5。高压水贮罐5内的高压水进入汽车的气缸,推动活塞运动,活塞连杆带动曲轴转动。这一过程相当于汽油在燃油汽车的气缸内燃烧膨胀作功的过程。以水做主动力汽车其它部件的工作原理与燃油汽车相同,在此不再赘述。
高压水在气缸内作功后从气缸内排出进入低压水贮罐4。这一过程相当于汽油在燃油汽车的气缸内燃烧膨胀作功后排出废气的过程。
水泵正常运行,低压水贮罐4内的水继续进入水泵2………如此周而复始,循环运行。
从气、水分离器6导出的高压空气经压力调节器7进入气轮机8,带动发电机9发电,向蓄电池1充电,以维持水泵2正常运行。
贮气罐14内的空气与贮水罐11内的水随时补充水动力汽车运行中消耗掉的空气和水。
当水动力汽车运行一段时间后,水动力汽车内的小型发电机输出的电力不足以使蓄电池的电力维持汽车正常驶行时由外部电网向蓄电池充电。
四、运用变声速增压气体压缩方法开发使用水做主动力汽车工程的可行性
变声速增压气体压缩方法用于气体压缩、空调、制冷工业的可行性、节能性、环保性,于2000年元月,在清华大学通过了以世界著名科学家、中国科学院院士、清华大学热能工程与热物理研究所所长、博士生导师王补宣教授为首专家组的审查、论证、确认。故,运用变声速增压气体压缩方法开发使用水做主动力汽车工程是可行的。
五、梦想“霾都”北京成为宜居城市
当今世界,人们热衷开发电动汽车,认为电动汽车“绿色环保”。然而,当今凝汽式火力发电厂总体热能利用率只有35 ~ 40%,扣除发电厂自用电,发电厂总体热能利用率就更低了。制造电动汽车电池要消耗发电厂输出的电能,电动汽车运行需向电池充电,消耗的是发电厂输出的电能。电能转换成化学能,化学能转换成电能,电能转换成机械能,能量转换过程中消耗的电能是发电厂输出的电能,最终是机械能驱动汽车运行。
电动汽车的运行,将使发电厂总体热能利用率更低。为满足电动汽车对电能的需求,发电厂必须对外输出更多的电能,消耗更多的矿物能源(煤炭)用于发电,排放更多的污染物与CO2温室气体……
每消耗10万KWh的电能,相当毁掉7000公顷的原始森!电动汽车的使用,将诱发气候更为变暖,将使人类遭受更为严重的洪涝、干旱、高温、热浪、泥石流………
创建以水做主动力汽车工程,既可减少使用矿物能源对生态环境的危害,又可减少CO2温室气体排放……
毛氏提出创建以水做主动力汽车工程的原理,仅是抛砖引玉。旨在感召从事汽车研究、汽(气)液两相流研究、小型汽轮发电机组研究、液体压力传递研究等等诸多部门的研究人员出谋划策,完善实施以水做主动力汽车的原理,使这一利于人类生存与发展的工程得以实施。
研制、开发以水做主动力汽车工程也是一项多学科研究工程,需多方面的人才携手共同努力。毛氏提出研制、开发以水做主动力汽车工程是在抛砖引玉,旨在感召那些关心气候变化,关心节能减排,关心削减CO2温室气体排放,关心环境污染、生态破坏的人,关心减少洪涝、干旱、高温、热浪、泥石流等等诸多灾害的人,梦想让“霾都”北京成为空气新鲜、环境优美、交通顺畅、宜于人类居住的城市的人行动起来,有钱出钱,有力出力,没钱没力的出主意,让以水做主动力汽车在中华大地跑起来!
详细论述——创建以水做主动力汽车工程依据的原理系统图、方法、存在问题与解决办法可发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
第 三 项 创建利用发电厂废热供热工程,节省冬季采暖用煤量
一、概述
当今凝汽式火力发电厂,高压水蒸汽通过汽轮机绝热膨胀作功后排出的低压水蒸汽,导入凝汽器与冷却介质进行热交换,放出潜热,被冷凝成常温凝结水,供锅炉循环使用。这一过程,冷却介质带走了低压水蒸汽的潜热,造成一次能源的极大浪费,使火力发电厂总体热能利用率只有35 ~ 40 % ,而总体热能的35 ~45%是废热(考虑了排烟与灰渣热损失后)。
为提高凝汽式火力发电厂整体热能利用率,降低单位发电功率的标准煤耗,减少污染物与CO2温室气体排放量,毛氏提出创建利用发电厂废热解决冬季供暖热负荷工程,旨在回收利用凝汽式火力发电废弃排放的,占发电厂总体热能的35 ~45%的废热(考虑了排烟与灰渣热损失后),作为供暖热负荷,用于冬季供暖。
二、创建利用发电厂废热供热工程,节省冬季采暖用煤量使用的方法
创建利用发电厂废热供热工程,节省冬季采暖用煤量使用的方法是变声速增压气体压缩方法。
所说变声速增压气体压缩方法,是指气(汽)液两相均匀混合体作超音速流动,遭遇阻力发生压力激波并使流体得以被压缩的方法。
三、简述利用发电厂废热供热工程工艺流程
一)、实施利用发电厂废热供热工程所需设备与代号:
A、原有发电厂没备
1一一锅炉 2一一 凝汽式汽轮机 3一一发电机 4一一凝汽器
5一一凝结水泵 6一一除氧器 7一一锅炉给水泵
A一一冷却水入口 B一一冷却水出口
B、蒸汽冷凝热回收设备
8 一一变声速增压器 9 一一蒸汽冷凝热回收器 10一一高温凝结水泵
C、采暖供热站
11——板式换热器 12——循环水泵 C ——采暖回水 D ——采暖供水
二)、工艺流程概述
创建利用发电厂废热解决冬季供暖热负荷工程其工艺流程由三部分组成:
第一部分:原有发电厂设备。
它是由传统火力发电厂的设备所组成。锅炉1产生的高温、高压水蒸气通过管道进入汽轮机2膨胀做功,带动发动机3发电。高温、高压水蒸气进入汽轮机2膨胀做功后,压力降低,进入冷凝器4与冷却水进行热交换,低压水蒸气的冷凝热被冷却水带走排入了大气。低压水蒸气的冷凝热占火力发电厂整体热能的35 ~ 45%,被冷却水带走排入了大气,造成了火力发电厂整体热能的巨大浪费。
低压水蒸气与冷却水进行热交换后,放出冷凝热(潜热),冷凝成凝结水,由凝结水泵5加压送入除氧器6除氧,除氧水由锅炉给水泵7送入锅炉继续产生的高温、高压水蒸气--------如此循环运行。
第二部分:蒸汽冷凝热回收设备。
处于饱和状态的水蒸汽,当把饱和水蒸汽的压力增高后,水蒸汽会冷凝成凝结水,水蒸汽与凝结水并会在增压后的压力条件下重新处于饱和状态,水蒸汽与凝结水的饱和温度随之升高。
蒸汽冷凝热回收设备,它是运用变声速增压气体压缩方法,回收汽轮机2排出的低压水蒸气冷凝热的设备。
蒸汽冷凝热回收器9内盛满常温除盐水,用高温凝结水泵10加压后进入变声速增压器8,引射汽轮机2排出的低压水蒸气。在变声速增压器8内,除盐水和低压水蒸气两相流体做超音速流动,遭遇阻力,发生压力激波。除盐水和低压水蒸气的压力同时升高。此时,低压水蒸气因压力升高而冷凝,放出潜热,加热除盐水,使除盐水的温度升高----------如此循环运行时间不久,蒸汽冷凝热回收器9内盛满常温除盐水就变成了高温除盐水。把此高温除盐水做热源送采暖供热站。
第三部分:采暖供热站
以蒸汽冷凝热回收设备送入采暖供热站高温脱盐水作热源,进板式换热器11与采暖回水进行热交换,采暖回水被加热后导出板式换热器11供采暖用户使用。
高温脱盐水放出热量,温度降低,导出板式换热器11,经循环水泵12加压后进入变声速增压器8引射汽轮机3排出的低压水蒸汽。如此循环运行,对外供热。
四、创建利用发电厂废热供热工程的效益
创建利用发电厂废热解决冬季供暖热负荷工程,利用凝汽式火力发电厂排出的废热,在不增加一次矿物能源消耗量的条件下满足冬季采暖部分用户对热能的需求。此举,可提高凝汽式火力发电厂整体热能利用率,降低单位发电功率的标准煤耗,减少污染物与CO2温室气体排放量。
该工程是一项废热综合利用工程,它把传统凝汽式火力发电厂汽轮机原本排放入大自然中的低压水蒸汽冷凝热(潜热)回收、利用。实施该工程,可在不增加一次矿物能源(煤炭)消耗量的条件下满足部分冬季采暖用户对热能的需求。实施该工程,既可节省冬季采暖矿物能源消耗量,又可减少冬季采暖燃烧矿物能源污染物的排放。
详细论述——实施利用发电厂废热供热工程依据的原理系统图、方法、存在问题与解决办法可发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
第四项、创建变声速增压空调、制冷工程,节省夏季空调、制冷用电量
一、概述
当今世界,全球气候变暖,气候异常,导致了夏天热浪滚滚,酷暑难熬。人类为了生存与发展,不得不投入使用大量的空调、制冷机组,来改善人类的生存与发展环境。
大量的传统电动压缩式空调、制冷机组的投入使用,消耗了大量的一次电源来生产电能,排放了大量的温室气体,加速了全球气候变暖。在使用空调、制冷机组的同时排出了大量的热,导致的“热岛效应”加重了城市的热度。
居住在加重了热度的城市居民,不得不投入使用更大大量的空调、制冷机组,来改善自己业已恶化了的生存与发展环境。这不仅消耗了更大大量的一次能源,排放了更大大量的温室气体,更加加速了全球气候变暖。
这是一种走向死胡同的恶性循环发展模式,不仅导致了能源(电力)供应紧张的局势,这种走向死胡同的使全球气候逾加变暖、全球气候逾加异常的恶性循环发展模式,最终将使人类付出惨重代价。
寻求新的压缩制冷剂蒸汽的方法,创建新型空调器、新型制冷机组,以降低用于空调、冷冻时的电能消耗,减少空调、冷冻时对外排出的热量。为此,毛氏提出:运用变声速增压气体压缩方法,创建变声速增压空调器、变声速增压制冷机组工程。
二、创建变声速增压空调、制冷工程,节省夏季空调、制冷用电量使用的方法
创建变声速增压空调、制冷工程,节省夏季空调、制冷用电量使用的方法是变声速增压气体压缩方法。
所说变声速增压气体压缩方法,是指气(汽)液两相均匀混合体作超音速流动,遭遇阻力发生压力激波并使流体得以被压缩的方法。
三、简述变声速增压空调、制冷工程工艺流程
一)、实施变声速增压空调、制冷工程所需设备与代号:
1——液态制冷剂贮罐 2一一液态制冷剂加压泵 3一一变声速增压器
4一一冷凝器 5一一节流阀 6一一热交换器(蒸发器)
A一一常温载冷剂入口 B一一低温载冷剂出口 C一一冷却介质入口
D一一冷却介质出口
二)、工艺流程概述
液态制冷剂贮罐1中的液态制冷剂,经液态制冷剂加压泵2加压,进入变声速增压器3,引射由热交换器(蒸发器)6导出的低温、低压制冷剂蒸汽。
从液态制冷剂加压泵2导出的部分液态制冷剂,经节流阀5节流降压后,进入热交换器(蒸发器)6内吸热蒸发汽化,成为低温、低压制冷剂蒸汽,同时对外输出冷量。
低温、低压制冷剂蒸汽进入变声速增压器3与引射工质—液态制冷剂混合,成为汽液均匀混合体,以超音速流动,遭遇阻力,发生压力激波,汽液两相均匀混合体压力升高。
汽液两相均匀混合体压力升高后,进入冷凝器4与冷却介质进行热交换,放出热量被冷凝成常温液态制冷剂,进入液态制冷剂贮罐1,循环运行制冷。
四、变声速增压气体压缩方法用于空调、制冷工业的可行性与节能性
一)、变声速增压气体压缩方法用于气体压缩、空调、制冷工业的可行性、节能性、环保性,于2000年元月,在清华大学通过了以世界著名科学家、中国科学院院士、清华大学热能工程与工程热物理研究所所长、博士生导师王补宣教授为首专家组的审查、论证、确认。
二)、论证认为,运用变声速增压气体压缩方法,研制、开发变声速增压空调器与制冷机组,原理正确,方法可行。
三)、论证认为,运用变声速增压气体压缩方法可研制、开发变声速增压空调器与制冷机组。
四)、论证认为,该方法在当今空调、制冷技术方面居世界领先水平,运用变声速增压气体压缩方法,研制、开发变声速增压空调器与制冷机组具有明显的节能效益。
五)、论证认为,运用变声速增压气体压缩方法,研制、开发变声速增压空调器与制冷机组,在改善城市“热岛效应”方面具有明显的环境效益。
六)、应用变声速增压空调器与制冷机组用于空气调节与食物冷冻时,可较传统电动压缩式空调器与制冷机组节省电能50%~70%。
五、7 8 K W变声速增压空调、制冷机组的设计计算
运用变声速增压气体压缩方法,以液氨(R717)为制冷剂,以水为载冷剂,毛氏设计了对外输出冷量为7 8 KW的变声速增压空调、制冷机组。依据其系统,按理想状态进行了制冷计算与设备选型计算(注:理想状态与实际状态存在一定差距,差距多少只有经过实践才能得知),计算结果如下:
1、对外输出冷量7 8 KW.h 2、载冷剂(水)循环量10 t / h
3、载冷剂(水)进口温度12℃ 4、载冷剂(水)出口温度5℃
5、耗电量(注1)9 . 2 K W.h 6、制冷剂循环量(注2)238.2 Kg / h
7、冷却水量15 t / h 8、冷却水进水温度30℃
9、冷却水出水温度35℃ 10、能耗(注3)0 .415 KW.h / RT
注1:耗电量系指液态制冷剂加压泵、载冷剂输送泵、冷却水泵耗电量的总和。
注2:制冷剂循环量系指对外输出冷量7 8 KW.h时,用于制冷的制冷剂量,不包括变声速
增压器用于压力激波所需液态制冷剂。
注3、变声速增压空调、制冷机组综合单位功率制冷量ε0=8.48。
六、创建变声速增压空调、制冷工程旨在减少污染物的排放
所说变声速增压空调、制冷工程,是运用变声速增压气体压缩方法,创建变声速增压空调器、变声速增压制冷机组,替代现今使用的电动压缩机压缩制冷剂蒸汽的现行空调器与制冷机组,用于空调与制冷,以减少用于空调、制冷时的电能消耗。
变声速增压空调器、变声速增压制冷机组运行时不使用传统电动压缩机,仅以超音速流动的汽液混物通过变声速增压器激波增压,消耗制冷剂蒸汽的内能使制冷剂蒸汽被压缩,而且,用于使汽、液混合体作超音速流动作功所消耗的能量有50 % 可储存循环利用,因而,与传统电动压缩式空调器、制冷机组相比较,节省电能50~70% ,噪声低,对外排热少。
运用变声速增压气体压缩方法,创建高效率的变声速增压空调器、变声速增压制冷机组,节省夏季空调、制冷用电量,以减少夏季发电厂燃烧矿物能源发电时污染物的排放。
详细论述——实施变声速增压空调、制冷工程依据的原理系统图、方法、存在问题与解决办法可发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
第 五 项 创建烟气回收SO2 制冷、发电工程,减少酸雨危害
一、概述
SO2是无色的液体或气体。SO2作为重要的化工原料在工业中得以了广泛的应用,气体SO2用于制造SO3、硫酸(H2SO4)、AS洗涤剂。液体SO2是良好的溶剂,用于精制各种润滑剂。
传统制取SO2的方法是焙烧硫铁矿法,即,通过硫铁矿的焙烧,硫铁矿中的单体硫与硫化物转化为SO2,再经SO2回收装置,回收利用。这种传统的生产方式,不仅消耗有限的硫铁矿资源,且,焙烧过程中产生的尘埃与外逸的SO2及残存的燃渣,污染了周边环境,焙烧过程中又消耗了大量的一次能源。
中国每年向大气排放2000多万吨SO2。这不仅浪费了大量的宝贵资源,排入大气中的SO2引发的酸雨,使中国40%多的国土受到伤害。酸雨使农业减产,渔业遭灾,森林损害,公共设施腐蚀。大气中有毒的SO2气体又危害了人类的生存环境和人类的身心健康。
毛氏提出:依据毛氏D Z F制冷发电循环原理,以低沸点工质为循环制冷发电做功工质,以高效除尘含硫烟气(t<160℃)为热源,创建烟气回收 SO2 制冷发电工程,回收烟气中的SO2,寻求SO2工业的清洁生产。
二、创建烟气回收SO2制冷、发电工程依据的原理
所说烟气回收SO2制冷、发电工程,是指以液态氨为循环制冷、发电做功工质,以燃煤火力发电厂排放的高效除尘烟气(t<160℃)为热源,通过液态氨与高效除尘烟气(t<160℃)间的能量转换,用以制冷、发电的循环。
实施烟气回收SO2制冷、发电工程所使用的能源是燃煤火力发电厂排放的高效除尘烟气(t<160℃),不消耗一次能源。
一)、依据的原理
毛氏D Z F制冷、发电循环原理是实施创建烟气回收SO2制冷、发电工程依据的原理。
所说毛氏D Z F制冷发电循环,是指以低沸点工质为循环制冷、发电做功工质,以低品位热能( t < 2 5 0 ℃ )为热源,通过低沸点工质与以低品位热能各工质间的能量转换,用以制冷与发电的循环。
二)、验证毛氏D Z F制冷、发电循环原理的正确性
1997年,中国举办“97紫光环境杯征文”全国比赛。为此,毛氏依据“毛氏D Z F 制冷发电循环原理”,撰文“ 回收利用SO2的清洁生产” 参加“97紫光环境杯征文”比赛,获二等奖。获奖论文刊登在1998年11期环境保护杂志上。
全国科技征文比赛获奖论文验证了毛氏D Z F制冷、发电循环原理正确。依据毛氏D Z F制冷、发电循环原理“创建烟气回收SO2制冷发电工程” 原理正确、方法可行。
三、简述烟气回收SO2制冷、发电工程工艺流程
一)、实施烟气回收SO2制冷、发电工程所需设备与代号:
1—液氨贮罐 2— 液氨输送泵 3—背压汽轮机
4—发电机 5—蒸发器5 - I与5 - Ⅱ 6—节流阀
7—过热器 8—氨汽压缩机 9—冷凝器
A—冷却水入口 B—冷却水出口 C—高温烟气入口
D—高温烟气出口 E—低温烟气入口 F—低温烟气出口
二)、工艺流程概述
系统运行时,液氨贮罐1中的液氨经液氨输送泵2加压(压力P=4.0 MPa),进入蒸发器5 -Ⅰ与低温烟气进行热交换,具有一定温度的烟气从E点进入蒸发器5-Ⅰ,经热交换,放出热量,温度降低,成为温度t ≤ - 10 ℃的低温烟气。烟气中的水蒸汽冷凝成水从烟气中分离出来。把含有SO2的低温t ≤ -10 ℃的烟气导入回收装置,加压、回收SO2。这一过程是烟气回收SO2制冷、发电工程中的SO2回收。
把脱除SO2气体的低温高压烟气导入冷量交换器与常温载冷剂进行热交换,常温载冷剂吸收脱除SO2气体的低温高压烟气的冷量,温度降低,成为低温载冷剂,导出冷量交换器并对外输出冷量。这一过程是烟气回收SO2制冷、发电工程中的的制冷。
液氨从蒸发器5-Ⅰ导出,进入蒸发器5-Ⅱ与含SO2的烟气进行热交换,液氨吸收烟气的温度,蒸发汽化,成为具有一定温度与压力(P=4.0 MPa)的氨汽做功工质。氨汽做功工质从蒸发器5-Ⅱ流出,进入背压汽轮机3绝热膨胀作功,带动发电机4发电,对外输出电能。这一过程是烟气回收SO2制冷、发电工程中的发电。
乏氨汽从背压汽轮机3尾部排出,内能减少,温度降低,成为低温低压氨汽工质。进入冷凝器9与冷却水进行热交换,放出热量,温度降低,被冷凝成液态氨。冷却水从A处进入冷凝器9,吸收热量,温度升高,从B处流出。
液氨从冷凝器9流出,进入过热器7与低温液氨闪蒸汽进行热交换,放出热量,温度再次降低,经节流阀6被节流成低温低压液态氨,回到液氨贮罐1,完成液氨工质制冷、发电循环。
液氨经节流阀6被节流时,因闪蒸产生少量氨蒸汽,聚集在液氨贮罐1顶部。把氨蒸汽从液氨贮罐1顶部导出,引入过热器7与低温液氨进行热交换,吸收热量,成为过热氨汽,导入氨汽压缩机8,其出口压力达到背压汽轮机3尾部排出氨汽的压力参数时与汽轮机3尾部排出的氨汽一起进入冷凝器9循环运行。(亦可把闪蒸氨汽经氨汽压缩机8压缩后再进过热器7。)
四、发电功率N=3000kW的烟气回收SO2制冷、发电工程的设计、计算
依据建设烟气回收SO2制冷、发电工程的原理及其方法,毛氏设计了发电功率N=3000kW的烟气回收SO2制冷发电工程。在煤的含硫量为1 . 5 %的情况下,按理想状态进行了热平衡计算与制冷、发电功率计算。
1、原始设计、计算数据:
燃烧一次矿物能源为煤炭,含硫量为1 . 5 %
发电机4发电功率为3 0 0 0 k W
低沸点循环制冷、发电做功工质为液态氨(R717)
含硫烟气进入制冷、发电站中的蒸发器5 - Ⅱ的初始温度为160 ℃
冷却水进入制冷、发电站中的冷凝器的初始温度为30 ℃
2、发电功率N=3000kW烟气回收SO2制冷、发电工程计算结果汇总表
发电功率 烟气进入温度 烟 气 量 烟气出口温度 脱硫烟气量
kW ℃ m3∕h ℃ m3∕h
3000 160 271698 -10 271698
液氨循环量 冷却水初始温度 冷却水量 自用电量 自用电率
Kg ∕ h ℃ m 3 ∕ h kWh ﹪
82313 30 5120 2132. 2 71
输出电功率 输出冷量 回收SO2量 建 设 投 资
kW kW kg ∕ h 万元 ∕ kW
867. 8 2324. 5 742 . 5 1. 2~1 . 5
说明:计算结果中的自用电量,没计入加大导出蒸发器5 -Ⅰ的烟气的压力,使其烟气中SO2气体的分压达到常压时所消耗的电能。
五、创建烟气回收SO2制冷、发电工程的技术经济分析
1、创建烟气回收SO2制冷发电工程,使用的热源是燃烧矿物能源排放的含SO2浓度较高的具有低品位热能的烟气(温度t﹤160℃),创建烟气回收SO2制冷发电工程不消耗一次能源。
2、烟气回收SO2制冷发电工程回收的重要化工原料SO2,是含硫烟气中的有毒气体SO2,因而,建创烟气回收SO2制冷发电工程不消耗硫铁矿资源。
3、烟气回收SO2制冷发电工程使用的电能是烟气回收SO2制冷发电工程自己发出的电能,因而,创建烟气回收SO2制冷发电工程不消耗或少消耗外部电能。
4、以烟气回收SO2制冷发电工程排出的 -10℃的低温烟气为冷源,建设中央制冷、空调站,可对外输出大量冷量,用于空调、制冷而不消耗外部电能。
以烟气回收SO2制冷发电工程排出的 -10℃的低温烟气为冷源,大规模制冰,以冰做冷源,实施蓄冰供冷,可避免城市产生“热岛效应”
5、建设烟气回收SO2制冷发电工程,一方面,用回收的SO2发展工业生产,可节省采用焙烧硫铁矿法制取SO2时的资源消耗。另一方面,可减少因SO2引发的酸雨对生态环境及人类健康的危害。建设烟气回收SO2制冷发电工程既有可观的经济效益,又有良好的社会效益。
详细论述——创建烟气回收SO2制冷、发电工程依据的原理系统图、方法、存在问题与解决办法可发邮件yuzhmao@sina.com 索取。
第六项、节 能 减 排 的 成 熟 技 术
——实施密闭式回收废弃排放的高温液体与汽(气)体工程,提高各行业一次
能源利用率,减少使用矿物能源污染物排放的技术——
一、概述
中国没有完成“十一、五”规划节能减排计划目标。毛氏提出实施密闭式回收、利用废弃排放的高温液体与汽体工程,提高各行业一次能源利用率的方法与工程实例,旨在抛砖引玉。欢迎世人挑剔、找错,欢迎世人借助毛氏所提实施密闭式回收、利用废弃排放的高温液体与汽(气)体、提高各行业一次能源利用率的方法与工程实例来实施节能减排,对此,毛氏深表敬意与感谢。节能、减排需大家共同努力,只有这样才能完成“十二、五”规划节能、减排计划目标。
在现代工业生产和现代城市生活的供热系统中,存在着大量的废弃排放的高温液体、高温汽(气)体。这些高温液体、高温汽(气)体没有被密闭式回收、利用。这不仅造成能源浪费,且,废弃排放的高温液体、高温汽(气)体对周边环境造成了多样性的污染。
这些废弃排放的高温凝结水、高温废水、高温水蒸气、低品位的余热水蒸汽,涉及的行业极广,其中有:石油化工、热力发电厂、制浆造纸、制冷、空调、供热、食品、饮料、啤酒、宾馆、饭店、房地产、钢铁工业、煤矿、建材、水处理、家具、橡胶轮胎等等诸多行业。
对于上述诸多行业废弃排放的高温凝结水、高温废水、高温水蒸气、低品位的余热水蒸汽
均可运用节能减排的成熟技术——密闭式凝结水回收利用技术、高温废水回收利用技术、高温水蒸气回收利用技术与低品位余热(废汽)回收利用等技术实施密闭式回收、利用。由此,可在各种行业中提高一次能源利用率,减少使用矿物能源污染物的排放。
在上述节能减排的成熟技术中,密闭式凝结水回收利用技术应用最为广泛,节能减排效益最为显著,本文将着重讲述密闭式凝结水回收利用技术。
本文亦将着重、详细讲述中国石化B L公司供热系统全面实施优化设计技术改造工程实例,旨在抛砖引玉。欢迎世人借助该工程实例的工况,结合本单位供热系统的实际情况,实施本单位供热系统全面优化设计技术改造,以提高本单位一次能源利用率。
二、节能减排的成熟技术
成熟技术之一:密闭式凝结水回收利用技术
对于上述诸多行业所废弃排放的高温凝结水的回收、利用,往往采用成熟的密闭式凝结水回收利用技术,回收废弃排放的高温凝结水用于锅炉给水。
成熟技术之二:板式换热器换热技术(或列管式换热器换热技术)
对于上述诸多行业所废弃排放的高温废水的回收、利用,往往采用成熟的板式换热器换热技术(或列管式换热器换热技术),利用废弃排放的高温废水加热洗澡水或加热供暖用水。
成熟技术之三:大气式热力除氧技术
对于上述诸多行业所废弃排放的高温水蒸气的回收、利用,往往采用成熟的大气式热力除氧技术。利用废弃排放的高温水蒸气加热除盐水,使其除去除盐水中的氧气用做锅炉补水。
成熟技术之四:常温清水喷淋混合加热技术
对于上述诸多行业所废弃排放的低品位余热——废汽的回收、利用,往往采用成熟的常温清水喷淋混合加热技术,让常温清水与低品位余热——废汽直接混合,回收低品位余热——废汽的冷凝热,把常温清水加热成较高温度的清水,再用较高温度的清水加热洗澡水、供暖用水或用于制浆造纸企业中的洗浆。
三、运用节能减排成熟技术实施节能减排的工程实例
第一工程实例 北京S C轮胎有限公司高温凝结水密闭式回收利用工程
一)、概述
北京S C轮胎有限公司是专业生产各种型号汽车轮胎的国有企业。公司设置的锅炉以1.6MPa的饱和蒸汽向硫化机、热风机与汽水热交换器供热。
1.6MPa的饱和蒸汽进入硫化机,硫化橡胶后放出潜热,冷凝成凝结水,排入1号开式贮水箱,排水压力0.5~1.0MPa。
1.6MPa的饱和蒸汽进入热风机与常温空气进行热交换,放出潜热,冷凝成凝结水,排入1号贮水箱,,排水压力0.5MPa。(说明:蒸汽进入热风机与常温空气进行热交换,放出潜热,冷凝成凝结水,正常排出压力为0.1~0.15MPa,由于系统设计不合理,把凝结水排入了工作压力为0.5MPa的1号贮水箱,致使热风机排出凝结水的压力为0.5MPa。)
公司设有三台汽水热交换器,用1.6MPa的饱和蒸汽把3号贮水箱内143℃的饱和水加热到180℃。凝结水排入1号开式贮水箱,排水压力0.5~1.0MPa。
180℃的高温水送入硫化机,做功使用之后从硫化机排出。排水40%为一次排水,排水压力0.5~1.0MPa。排水60%为二次排水,排水压力0.3~0.5MPa。
一次排水进入2号贮水箱,降压、闪蒸生成0.3Mpa的闪蒸汽供工艺生产使用,闪蒸后剩余的高温水通过连通管进入3号开式贮水箱。二次排水进入3号开式贮水箱,降压、闪蒸生成的闪蒸汽通过3号开式贮水箱上装设的DN150排气管,以0.3Mpa的压力对空排入大气。
3号开式贮水箱内的高温凝结水由循环水泵加压送入三台汽水热交换器,用1.6MPa的饱和蒸汽加热到180℃后再送入硫化机------如此循环运行。
汇集于1号开式贮水箱内的凝结水经凝结水泵加压后送入锅炉房,供锅炉使用。
系统运行中高温凝结水的损失由外部向3号开式贮水箱补充。
二)、北京S C轮胎有限公司供热系统技改措施(略)。
三)、北京S C轮胎有限公司供热系统技改后的经济效益
1、一年减少凝结水损失量(对外排出闪蒸汽量)1 6 3 0 8 t ∕ a
2、一年节省标准煤 1 6 9 6 t ∕a
3、一年获得的经济效益折合人民币 1 4 5 4 6 4 8元 / a
4、每年减少CO2温室气体排放量 4 2 7 4 t ∕ a
北京S C轮胎有限公司技改后,不仅给企业带来可观的经济效益,同时也带来良好的社会效益
第二工程实例 上海 J Z 化工有限公司
废 弃 排 放 高 温 凝 结 水 回 收 利 用 工 程
一)、公司用热(蒸汽)工况概述
上海J Z化工有限公司是专业从事生产涂料的企业。公司动力车间装有蒸发量6.5t/h,额定压力1.3MPa的饱和蒸汽锅炉四台。三台运行,一台备用。锅炉供汽采用母管制,每台锅炉所产蒸汽分别送入母管,再从母管接出两根蒸汽管,一根经减压阀减压成0.15MPa送氧化车间,流量8 t/h。另一根减压至0.35MPa送烘干车间,流量12 t/h。
进入氧化车间的蒸汽分别进入氧化筒对物料直接加热,无凝结水回收。进入烘干车间的蒸汽分别进入烘箱对物料进行间接加热。蒸汽作功后生成的凝结水直接排入地沟,排水压力0.15MPa,凝结水没有回收利用,造成凝结水与热能的较大浪费。
公司锅炉房原有供水系统是:软化水站生产的常温20℃的软化水进入开式软化水箱,软化水箱内的软化水经锅炉给水泵加压后送入锅炉房供锅炉使用。
二)、节能技术改造优化设计技术改造方案(略)。
三)、节能技术改造优化设计系统说明(略)。
四)、节能技术改造优化设计后的经济效益
本公司是采用开式排放凝结水的用户,因用热(蒸汽)设备排出的凝结水直接排入下水道,不作任何回收利用,其损失的是全部凝结水及其热量。此时,密闭式回收凝结水的节能效益是避免了全部凝结水及其热量