污染物減排中節能技術探討

代野?丁圣來+吳世銘+張冬鵬

摘 要：我國已將“節約資源”和“保護環境”作為基本國策，尋求污染物減排與節能的最佳平衡點，對于中國能源的長期可持續發展具有十分重要的意義，因此在環保設施的設計、運行中都應挖掘節能潛力。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，以獲得節能減排的最大效益。

關鍵詞：污染物;減排;節能技術

隨著經濟的高速發展，人類對資源環境破壞的速度和程度也隨之加快，近年來全球氣候異常現象不斷發生，極地冰蓋融化、海平面上升，人類的健康、生活環境、農林漁牧業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展戰略之中，采取有效的污染物減排政策是中國履行國際責任、改善環境質量、實現可持續發展的重要手段。

1.我國能源利用與碳排放現狀

從全球看，近40年間，全球各主要國家單位GDP能耗總體呈下降態勢，這說明全球經濟發展對能源的依賴程度在穩步下降，全球經濟正在向可持續發展方向邁進。按匯率計算各國的單位GDP能耗總體上和經濟發達程度呈正比。發達國家大多單位CDP能耗較低，不發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，能源消費彈性系數由“十五”時期的1.04下降到0.59，通過節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達國家相比，能源利用效率還是很低的。“十二五”時期中國正處于經濟轉型的關鍵時期，工業化、城鎮化特征明顯總體來看，能源生產和消費規模繼續擴張，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.污染物減排中節能發展趨勢

隨著國家對環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、脫硝統一規劃，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、脫硝統一規劃，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，可以節省建設脫硫廢水處理裝置的投資和運行成本等。

3.吸收塔系統設計中節能技術

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，增大了S02吸收量，從而減少循環漿液流量，降低循環泵電耗;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、漿液循環泵電耗及氧化風機電耗等約占整個脫硫系統電耗的70%-80%，因此選擇合理的煙氣流速對于煙氣脫硫系統節能具有非常重要的意義。

3.2優化塔內流場分布

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。因此需要優化吸收內煙氣流場分布，以達到節能降耗的目的，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，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，不利于節能，因此對于不設GGH的脫硫系統，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，減少脫硫系統阻力，有利于節能。

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，進入吸收塔的溫度為90℃左右，而不設GGH的脫硫系統，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，可以回收約廠發電量3%—4%的低品質熱能，或者節約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展方式、降低能耗，發展綠色經濟，走可持續發展之路的決心。

參考文獻：

[1]胡建一，GDP能耗統計比較方法研究[J].中國人口，2013

[2]張強，英國節能工作對我國的啟示[J]，國外能源，2014