◎ 文/肖延勝 曹麗娟
創新節能技術 驅逐霧霾污染
——湖南創化低碳環保科技有限公司發展紀實
◎ 文/肖延勝 曹麗娟
常言道“秋冬毒霧殺人刀”。如今,空氣惡化使得霧霾經常影響著人們的生活。霧霾的成因及應對之策,一直是眾說紛紜,但減排治污,卻被各界專家公認為必行之道。
2008 年以來,中國環保部共拒批 332 個、總投資 1.1 萬億元人民幣的“兩高一資”(高污染、高耗能、資源性)、低水平重復建設和產能過剩項目。黨的十八屆三中全會也果斷推出中國“史上最嚴”的生態環保新政,以制度保護生態環境。一系列決策和舉措相繼出臺,顯示出黨和政府治污減排的堅定決心。事實上,在全球氣候變暖的背景下,以低能耗、低污染為基礎的“低碳經濟”已成為全球熱點。低碳經濟的爭奪戰,亦在全球悄然打響。
這對中國,是壓力,也是挑戰。對于中國的微小型科技企業來說,更是如此。
“技術發展日新月異的今天,精益求精、追求卓越的精神是不能止步的。在能源緊缺和環境治理雙重壓力下,節能減排,能源高效利用至關重要。” 作為新興科技企業的代表,湖南創化低碳環保科技有限公司總經理劉小江對以科技手段促進節能減排有著最前沿的認識。
劉小江和他的團隊成員對于低碳節能的探索,在十幾年前早已開始。以“創化環境,美好生活”為共同目標,他們組成了一支充滿創新活力的年輕隊伍。一直以來,為低碳節能事業作貢獻的想法就貫穿在他們的血液里。2012 年 4 月 6 日,湖南創化低碳環保科技有限公司正式成立。公司以長沙高新區為依托,致力于節能環保技術與產品的研發和推廣,努力創建成高起點、高要求的創新型企業。
十幾年的積累沉淀,讓湖南創化相較一般新公司顯得多出幾分底蘊和信心。他們致力于環保節能產品的開發與研究,獲發明專利6項,實用新型專利 16件,申請發明專利12項。以先進的科技理論為基礎,湖南創化低碳環保科技有限公司敢為人先,通過多年努力,突破性地研發出多種高效換熱器和高效熱能回收技術。創化獨創具引領行業技術的熱源塔技術,可從空氣中獲取巨大的水汽潛熱與顯熱,并且不受緯度和濕度影響,都可以顯現該技術的無比優越性,因為該技術免化霜。目前空氣能熱泵化霜要消耗三分之一左右的能源,尤其在北方空氣能熱泵將失去使用的價值,而創化的熱源塔技術無疑將會使鍋爐采暖成為歷史,徹底消除北方采暖引發霧霾天氣的根源。
此外,創化具有原創的海水淡化和污水處理技術,超越當今三大主流海水淡化技術,超低耗能,處理每噸海水僅需1.5度電。并且,該技術顛覆了傳統的熱電廠乏汽熱能循環利用技術,使熱能循環利用方式更進一步朝凝汽器后段推進,創造性地把郎肯循環與逆卡若循環有機結合起來,這不僅可以實現凝結水溫度低于環境溫度,而且使熱能循環利用大大向前推進了許多。
“人類所使用的能源有 80% 以上是需要通過熱能進行轉換的,而能量轉換過程不可或缺地需要利用各種換熱器,換熱器在許多行業和領域都會見到它的身影,從家庭電器產品到工業生產都無處不在,可見換熱器在節能減排環節中是最為關鍵的設備之一。”劉小江在采訪中,數次強調了這段話,也強調了湖南創化以換熱器為主研項目的初衷。
湖南創化公司在換熱器領域突破性的發明與創造,在這一行業具有領航意義。它兼備高效和堅固兩者特性,堅固性可與管殼式換熱器相媲美,高效性超過了板式換熱器和板翅式換熱器。該換熱器以我國節能減排著名科學家過增元教授所發明的場協同理論為理論基礎,創造性地發明了蜂窩逆流式換熱器和板翅式逆流微通道或細通道散熱器。它吸取現有微通道換熱器、板式換熱器和板翅式換熱器所長,采用了微通道和細通道的結構形式,結構緊湊,尤其在流體分配技術上相對其他各類換熱器有著無法比擬的優勢。
對于基礎理論應用,尤其是在新型換熱器開發上,很多科技工作者畢其一生的努力,希望將換熱器效率提高 10% 以上,但都未能如愿。創化團隊充分運用了場協同的先進理論,創造性地研究出一種高效板翅式逆流細通道散熱器,其散熱系數可達 300W/℃·m2以上,相較現有技術高出 350% 以上,創造了換熱器設備發展史上的奇跡。尤其是采用扁管逆流方式進行換熱,開創性地讓扁管微通道內部走制冷劑,其外側翅片走水,形成逆流交互式地換熱,這一技術應用于熱電廠和制冷空調領域,將會產生不可估量的經濟效益和社會效益。
“若把這一技術向各個應用領域加以推廣實施,可為我國減少十幾億噸的二氧化碳排放量,節約標準煤數億噸,減少一半以上的霧霾天氣發生率,將對人類節能減排事業會作出重大貢獻。”提到這個凝聚了全公司成員心血和智慧的成果,劉小江的興奮溢于言表。
劉小江和他的團隊相信,他們所開發的多款高性能換熱器必將會開創換熱器行業的新時代,其應用領域廣闊,輪船飛機、汽車水箱和空調、軍艦潛艇上空調及散熱裝置、列車、重型工程機械、食品加工、輕紡造紙、電力生產企業、電力能源輸送、機械冶煉、醫藥化工等。如用于汽車中冷器可以大大減少汽車尾氣NOx的排放量,市場前景不可小覷,也必將為我國經濟結構轉型和其他企業產品結構換代升級帶來新的機遇。
我國火力發電廠是二氧化碳排放大戶,也是一次能源消耗大戶,為了提高火力發電廠的發電效率,我國大力推廣了超超臨界鍋爐技術。但高溫燃燒技術也同樣存在弊端:高溫燃燒容易產生酸性膠溶性NOx氣體,這也是造成霧霾天氣最主要的罪魁禍首。
目前,我國火電發電量約占總發電量 80% 以上。如何另辟蹊徑,讓火電廠燃煤效率更高,同時降低排污,已成為節能減排首要任務。
湖南創化所研發的換熱器以及散熱器不僅可以應用于熱電廠的風冷裝置,還可以代替現行的凝汽器,使蒸汽冷凝速度加快,使低溫熱源溫度更低,凝汽器真空度更高,從而提高發電效率。因為該技術不同于現行的凝汽器錯流換熱方式,它采用純逆流方式進行換熱,并且蒸汽側采用翅片形式,單位體積換熱面積大,蒸汽流動阻力小,冷凝的水側采用細通道,換熱效率高,符合分子運動學規律,越接近分子運動自由程,其換熱速度就越快。
熱電企業的汽輪機在運行中經常會遇到真空逐漸下降的問題,冷凝效果不好,不僅使機組能耗上升,影響機組經濟性,還會威脅機組安全,嚴重時還要降低發電負荷。創化低碳公司的散熱技術冷卻水采用全封閉方式,沒有水垢擔憂之煩惱,水垢產生幾率小,而且可減小循環泵 30% 的功率。風冷裝置也同樣采用逆流換熱方式,其端差小,凝結水溫度可以逼近環境溫度,而且風的利用率高,減少了風機 30% 以上的輸出功率,大大減少了熱電廠對水資源的消耗量,同時提高了發電效率,減少了二氧化碳排放量。不僅如此,NOx的排放量也將大大減少,從而達到節能、降耗、增效的目的,確保機組長期安全、穩定、經濟運行,使企業的經濟效益明顯提高。
目前,火電還停留在凝汽器之前的熱能循環利用階段,湖南創化低碳潛心研究多年,突破性地發明了乏汽潛熱循環利用技術,成功減少熱電廠 60% 以上熱能浪費及其對環境的熱污染,可更好地提高熱力循環效率。
劉小江表示:“我們期待著該技術得以盡快推廣實施,也藉此實現我們堅持多年的低碳夢想:創化環境,美好生活!”