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    热泵技术的应用将改善生态环境

    阅读次数:1265  发布时间:2015/9/1 9:56:24
        按照科学发展观,生活垃圾通过分类回收、综合处理,实现资源循环利用,是社会文明的重大进步,是实现可持续发展的重要环节。目前,生活垃圾通常是通过垃圾填埋、湿地处理、焚烧、工厂综合处理等等,其中,填埋处理会污染地下水,如果采用湿地处理,城市周边没有自然条件,焚烧处理虽然可以发电,但利用率太低,对大多数可回收利用的资源一炬焚之,也是一种资源浪费。*科学的处理方法是分类综合处理,做到物尽其用、变废为宝,限度的回收可再生资源。
      1.1工艺优化与节能减排
      在生活垃圾综合处理系统中,需要对垃圾进行多次分选,同时,对分离后的垃圾废液、废渣进行分别处理,如对于废液,通过厌氧发酵、高温有氧发酵、固液分离、液态料蒸发浓缩、固态料烘干等工艺,可制成优质的有机肥。其中,厌氧发酵、有氧发酵、蒸发浓缩、烘干等工序,都必须加热,消耗大量的热量,而蒸发浓缩环节又必须排出大量的冷凝潜热,需要进行强制冷却,烘干环节产生大量的湿热气体,锅炉运行产生大量高温烟气,整个垃圾处理工厂存在多处用热和产热点,如果合理的对产热和用热点进行梳理,对供求热量进行量化分析,对产热和用热的热品位进行合理搭配,可发现热能综合回收利用的巨大潜力。而对于产热点的热品位低、用热点的需求热品位高,又为热泵的应用创造了有利条件。
      1.2热泵技术应用与节能
      热泵是一种制热装置,该装置以消耗少量高品位能源为代价,能将大量无用的低温热能变为有用的高温热能,如同泵送“热能”的“泵”一样。热泵的工作过程可与水泵类比。热泵消耗少量高品位能源W,将低温热源中蕴含的大量免费热能或生产过程中的无用低温废热QL,变为满足用户要求的高温热能QH。根据热力学定律,QH、QL和W之间满足如下关系式。
      QH=QLW(1)
      QH:热泵提供给用户有用热能,kW;
      QL:热泵从低温热源中吸取的免费热能(环境热能或工业废热),kW;W:热泵工作时消耗的高品位能源,kW。
      由式(1)可见,QH>W,即热泵制取的有用热能,总是大于所消耗的高品位能源,而用燃料加热、电加热等装置制热时,所获得的热能一般小于所消耗的电能或燃料能,这是热泵与普通加热装置的根本区别,也是热泵制热*突出的优点。
      热泵发展到今天,制热温度(供给用户的热能温度)低于50℃的热泵已较成熟。由于部件和工质基本与制冷设备通用,应用也*广泛。制热温度在50~100℃之间的热泵,其工业化应用的领域正在逐步拓展,相关部件及工质体系也正在完善。制热温度大于100℃的热泵,其大规模应用还有较多技术问题需解决,应用领域也有待开拓。
      只要是需要热能的场合,就有热泵的应用机会,我们的衣食住行及身边诸多产品的生产过程,均和热能有着密切的关系,从这一角度讲,热泵的发展空间是无限的。回顾热泵的发展历史,热泵发展的速度主要取决于以下几个因素。
      1)能源因素包括能源的价格(电能、煤、油、燃气等的比价)和能源的丰富性。当不同能源间比价合理或能源紧张时,热泵就具有较好的发展大环境。
      2)环境因素当出于环境保护的考虑,对其他制热方式(如燃煤制取热能)有严格限制时,热泵就具有更大的应用空间。
      3)技术因素包括通过热泵循环、部件、工质的改进提高热泵的效率,利用材料技术简化热泵结构、降低热泵造价,利用测控技术提高热泵的可靠性和操作维护的简易性等,可使热泵比其他简单加热方式具有更强的综合竞争优势。
      4)低温热源热泵与其他简单加热方法的不同点是必须要有低温热源。热源的温度越高,对提高热泵的性能和应用优势越有利,有时能否有和使得低温热源,甚至是决定热泵应用的关键因素,因此,利用相关领域的技术,拓展热泵的低温热源,也是促进热泵应用和发展的重要因素。
      5)引用领域开发目前热泵已应用于供暖、制取热水、干燥(木材、食品、纸张、棉、毛、谷物、茶叶等)、浓缩(牛奶等)、娱乐健身(人工冰场、游泳池的同时供冷与供热等)、种植、养殖、人工温室等领域。进一步了解不同产品生产工艺中的热希求。并将热泵和工艺有机结合,可为热泵拓展更多的应用领域。
      1.3生活垃圾处理工艺中余热综合利用策略
      在生活垃圾综合处理工艺中,厌氧发酵、有氧发酵、蒸发浓缩、烘干等工序都必须加热,消耗大量的热量,而蒸发浓缩环节又必须排出大量的冷凝潜热,需要进行强制冷却,烘干环节产生大量的湿热气体,锅炉烟气产生大量的热,垃圾处理厂的综合楼、展示厅及车间办公室等都需要中央空调,冬季供热、夏季供冷,大棚冬季需要供热,工厂多处需要全天供应生活热水,整个垃圾处理工厂存在多处用热和产热点。
      从整个系统能源的综合利用考虑,制定出该处理工艺余热综合利用的策略:
      1)将蒸发浓缩环节产生的热量提供给有氧发酵、园区生活热水及园区空调冬季采暖。
      2)将锅炉烟气热量一部分提供给干燥机组,其余部分冬季提供给大棚采暖,其它季节用来产生生活热水出售。

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