污染物減排中節(jié)能技術探討

代野?丁圣來+吳世銘+張冬鵬

摘 要：我國已將“節(jié)約資源”和“保護環(huán)境”作為基本國策，尋求污染物減排與節(jié)能的最佳平衡點，對于中國能源的長期可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義，因此在環(huán)保設施的設計、運行中都應挖掘節(jié)能潛力。在不增加能耗、水耗、物耗的基礎上最大化各污染物脫除效率，以獲得節(jié)能減排的最大效益。

關鍵詞：污染物;減排;節(jié)能技術

隨著經濟的高速發(fā)展，人類對資源環(huán)境破壞的速度和程度也隨之加快，近年來全球氣候異常現(xiàn)象不斷發(fā)生，極地冰蓋融化、海平面上升，人類的健康、生活環(huán)境、農林漁牧業(yè)生產都受到全球溫室效應的極大影響。中國是世界上最大的碳匯國之一，政府已經把減少污染物排放作為約束性指標納入到國家中長期發(fā)展戰(zhàn)略之中，采取有效的污染物減排政策是中國履行國際責任、改善環(huán)境質量、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。

1.我國能源利用與碳排放現(xiàn)狀

從全球看，近40年間，全球各主要國家單位GDP能耗總體呈下降態(tài)勢，這說明全球經濟發(fā)展對能源的依賴程度在穩(wěn)步下降，全球經濟正在向可持續(xù)發(fā)展方向邁進。按匯率計算各國的單位GDP能耗總體上和經濟發(fā)達程度呈正比。發(fā)達國家大多單位CDP能耗較低，不發(fā)達國家和經濟轉軌國家單位GDP能耗較高。“十一五”期間，中國一舉扭轉了“十五”后三年單位GDP能耗上升的趨勢，單位GDP能耗連續(xù)下降，“十一五”期間，單位GDP能耗下降19.1%，基本完成了“十一五”規(guī)劃《綱要》確定的目標任務，并且以能源消費年均6.6%的增速支撐了國民經濟年均11.2%的增速，能源消費彈性系數(shù)由“十五”時期的1.04下降到0.59，通過節(jié)能提高能效少消耗能源6.3億噸標準煤，減少二氧化碳排放14.6億噸，有力緩解了能源供需矛盾。雖然中國單位GDP能源消耗強度總體是呈下降趨勢的，但單位GDP能源消耗遠高于與其他發(fā)達國家相比，能源利用效率還是很低的?！笆濉睍r期中國正處于經濟轉型的關鍵時期，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化特征明顯總體來看，能源生產和消費規(guī)模繼續(xù)擴張，2015年一次能源消費量將超過43.1億噸標準煤，人均消費量也將達到3.15噸標準煤。

2.污染物減排中節(jié)能發(fā)展趨勢

隨著國家對環(huán)境保護的越來越重視，除塵、脫硫、脫硝等已經被作為火電機組建設項目的必要配置，因此在機組設計階段。就應將除塵、脫硫、脫硝統(tǒng)一規(guī)劃，合理制定脫除效率。目前國內火電機組的除塵、脫硫、脫硝大多都是分塊進行設計和建設的，不僅占地面積大、投資成本高，而且整體煙氣流場的設計也不合理，導致綜合能耗偏高，其中最突出的體現(xiàn)就是煙道彎頭過多，每一個彎頭阻力大約在80Pa左右，對于30萬機組，1個彎頭就意味著80kw的能量損失。因此將除塵、脫硫、脫硝統(tǒng)一規(guī)劃，在不增加能耗、水耗、物耗的基礎上最大化各污染物脫除效率。例如：將引風機與增壓風機合并，在除塵器前加低溫熱能回收裝置，降低除塵器入口煙氣溫度，從而降低粉塵的比電阻，一方面可以回收能源、另一方面可以提高原有除塵器的效率，還可將脫硫廢水引入電除塵前煙道中，讓其自然蒸發(fā)，可以節(jié)省建設脫硫廢水處理裝置的投資和運行成本等。

3.吸收塔系統(tǒng)設計中節(jié)能技術

3.1采用合適的塔內煙氣流速

塔內煙氣流速主要影響增壓風機電耗、漿液循環(huán)泵電耗及氧化風機等沒備的電耗。塔內煙氣流速與增壓風機電耗為正比關系，塔內煙氣流速高，氣、液兩相湍動越強，吸收塔內阻力增加，增加風機電耗增加;塔內煙氣流速與漿液循環(huán)泵電耗為反比關系，流速大，可減小液膜的厚度，提高傳質系數(shù)，增大了S02吸收量，從而減少循環(huán)漿液流量，降低循環(huán)泵電耗;塔內煙氣流速與氧化風機電耗為正比關系，塔內煙氣流速高，可減少吸收塔直徑，但吸收塔漿液池的液位增加，氧化風機揚程增加，從而使氧化風機電耗增加。煙氣脫硫裝置的電耗約占總脫硫成本的30%左右，而增壓風機電耗、漿液循環(huán)泵電耗及氧化風機電耗等約占整個脫硫系統(tǒng)電耗的70%-80%，因此選擇合理的煙氣流速對于煙氣脫硫系統(tǒng)節(jié)能具有非常重要的意義。

3.2優(yōu)化塔內流場分布

吸收塔內煙氣流場分布是不均勻的，在吸收塔中心占總面積2＼3的區(qū)域，煙氣流場分布較為均勻，流速高，噴淋密度大，脫硫效率高，而在塔壁周邊占總面積1＼3的區(qū)域，噴淋密度低，煙氣貼壁運動，噴淋液滴粘附塔壁形成液膜，脫硫效率低。因此需要優(yōu)化吸收內煙氣流場分布，以達到節(jié)能降耗的目的，如塔內采用的“ALRD”技術、合金托盤技術等，在一定程度上都可改善塔內流場分布，提高系統(tǒng)脫硫效率。

3.3增壓風機與引風機合并

對于不設GGH的脫硫系統(tǒng)，吸收塔阻力一般在1 000 Pa左右。煙道阻力約在600 Pa～800 Pa左右，脫硫增壓風機屬于“大流量、低楊程”的類型，多數(shù)的增壓風機存在著選型偏高的問題，增壓風機無法運行在效率最高點;低負荷情況下增壓風機效率更低，不利于節(jié)能，因此對于不設GGH的脫硫系統(tǒng)，設計中應盡量將引風機與增壓風機合并，這樣不僅可以減少占地面積和項目投資，而且可以進一步減少煙道彎頭，減少脫硫系統(tǒng)阻力，有利于節(jié)能。

3.4設置低溫煙氣熱能回收裝置

通常設置了GGH的脫硫系統(tǒng)，進入吸收塔的溫度為90℃左右，而不設GGH的脫硫系統(tǒng)，進入吸收塔的溫度一般在130℃左右，脫硫后煙氣溫度為50℃左右，巨大的溫差意味著巨大的能量浪費。因此在不設置GCH的情況下，一方面將引風機與增壓風機合并，另一方面在引風機與主煙道之間設置低溫煙氣熱能回收裝置，其溫度依次為：引風機出口煙氣溫度130℃，低溫煙氣熱能回收裝置出口煙氣溫度90℃，吸收塔出口溫度為50℃。低溫煙氣熱能回收裝置可以用來采暖供水或加熱凝結水，可以回收約廠發(fā)電量3%—4%的低品質熱能，或者節(jié)約0.3%左右的廠用電率。

4.結束語

中國提出碳排放強度下降目標，比人均碳排放排放量和碳排放總量更能兼顧經濟發(fā)展與減少碳排放兩個方面的要求，一方面表明了中國應對全球氣候變壞的努力，另一方面也明確了轉變經濟發(fā)展方式、降低能耗，發(fā)展綠色經濟，走可持續(xù)發(fā)展之路的決心。

參考文獻：

[1]胡建一，GDP能耗統(tǒng)計比較方法研究[J].中國人口，2013

[2]張強，英國節(jié)能工作對我國的啟示[J]，國外能源，2014