【正文】 中顯熱，即冷凝水所含的熱量，許多還未被利用?；厥绽煤谝?，將其所含有機(jī)物作為 鍋爐燃料，產(chǎn)生蒸汽先發(fā)電再用于制漿造紙生產(chǎn)，經(jīng)多次利用，使木漿紙廠能源自給率達(dá)到 2535%。又如紡織的印染和化纖生產(chǎn)需用大量的硫酸和燒堿，酸液和淡堿液所含水分汽化蒸發(fā)、濃縮，重復(fù)利用。有些回轉(zhuǎn)窯，利用從冷凝器出來的200300℃熟料余熱烘干混合料（如礦渣水泥），節(jié)約烘干能源。 (3) 鹽酸反應(yīng)熱利用 鹽酸生產(chǎn)是一個(gè)放熱反應(yīng)，每噸鹽酸可產(chǎn)蒸汽 ，全國回收可產(chǎn)蒸汽 136萬噸，折20萬 tce。 吉林大學(xué)的于連生等提出了環(huán)境價(jià)值的概念 [5]，認(rèn)為應(yīng)該將環(huán)境作為一種資產(chǎn)納入國民經(jīng)濟(jì)核算體系，通過環(huán)境價(jià)值核算影響評(píng)價(jià)來評(píng)價(jià)過程對(duì)環(huán)境的影響。 （ 3） 對(duì)于較高品位能量與中、低品位能量在回收利用方面的最大的區(qū)別在于：前者更強(qiáng)中、低溫余熱回收利用的可行性分析 13 調(diào)和看重對(duì)于資源的節(jié)省效果；而后者由于能量自身的特點(diǎn)，其回收利用的動(dòng)力應(yīng)主要來源于對(duì)資源的節(jié)省和環(huán)境的保護(hù)的雙重效果。 生命周期評(píng)價(jià)（ LCA） 是一種評(píng)價(jià)產(chǎn)品、工藝過程或活動(dòng)從原材料的采集和加工到生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售、使用、回收、養(yǎng)護(hù)、循環(huán)利用和最終處理整個(gè)生命周期系統(tǒng)有關(guān)的環(huán)境負(fù)荷的過程；它通過對(duì)能量和物質(zhì)使用以及釋放到環(huán)境中廢物的辨識(shí)和定量來進(jìn)行，評(píng)價(jià)這些能量和物質(zhì)的使用以及排放廢物對(duì)環(huán)境的影響，辨識(shí)和評(píng)價(jià)改善環(huán)境影響的機(jī)會(huì)。計(jì)算中將余熱的生命周期作為研究范圍，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。而有些階段數(shù)據(jù)收集具有一定難度，必須在分析時(shí)進(jìn)行一定的假設(shè)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行簡化，以及借鑒一些其它相近系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。 對(duì)于多元產(chǎn)品系統(tǒng)，則需要根據(jù)具體情況進(jìn)行成本核算。由于過分的開采和無度的浪費(fèi)，人類將面臨化石燃料資源枯竭的危險(xiǎn)。 ,xiE為系統(tǒng)排放物中第 i 種成分所具有的物理 和化學(xué) ； wiB 為系統(tǒng)排放物中第 i 種成分對(duì)于水體的危害系數(shù)。 ,xiE 為系統(tǒng)排放物中第 i 種成分所具有的物理 和化學(xué) ； oiB 為系統(tǒng)排放物中第 i 種成分所造成的其它類型污染的危害系數(shù)。清華大學(xué)工程力學(xué)系與云南省化工院聯(lián)合設(shè)計(jì)開發(fā)了熱法磷酸余熱回收技術(shù)，本研究組張心卉碩士計(jì)算了改造前后的 流分布。 生命周期的 清單分析 整理所得的數(shù)據(jù)分為兩部分。 鍋 爐 損 失2 3 . 0 5 %溶 磷 槽損 失1 . 9 7 %燃 燒 塔損 失5 1 . 2 6 %散 熱 器損 失5 . 7 3 %水 化 塔損 失8 . 9 4 %冷 凝 水 、 壓縮 機(jī) 和 氣 體混 合 損 失0 . 2 9 %磷 酸溶 液8 . 7 7 %電 1 . 2 8 %磷7 3 . 1 2 %煤 2 5 . 6 0 %中、低溫余熱回收利用的可行性分析 26 圖 6 改造后系統(tǒng) 能流圖 從表 1 可明顯看出，經(jīng)過對(duì)燃燒塔的余熱利用改造，鍋爐 (汽包 ) 、燃燒塔和整個(gè)系統(tǒng)的 效率得到大幅提高 ,表明用能更趨合理 。根據(jù)熱法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)，這里只考查其資源消耗和大氣污染兩項(xiàng)指標(biāo)。其中 2CO 、 xSO 和 xNO 是要被考慮的有害氣體。在環(huán)境方面，兩個(gè)環(huán)境指標(biāo)均有所改善 ,表明余熱改造后生產(chǎn)過程對(duì)于環(huán)境的危害大大降低了。中國科學(xué)， ，第一期， 31卷； [9]鄭莆燕 ， 蔡寧生 ， 肖軍 ， 包含環(huán)境影響的能量系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)學(xué)理論分析，潔凈煤燃燒及發(fā)電教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 、 東南大學(xué)動(dòng)力系熱能工程研究所； [10]FDIS/ISO 14040： Environment management—— life cycle assessment—— goal and scope definition and inventory analysis ISO (1997a)。 [19] 汪晶，和德科，編譯，環(huán)境評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)手冊 — 有毒物質(zhì)鑒定手冊。 中、低溫余熱回收利用的可行性分析 32 [14] Kameyama H, and Yoshida, K, About standard exergy, Kagaku Kogaku, 43[7]:2023, 1979。 中、低溫余熱回收利用的可行性分析 31 參 考 資 料 [1] 中國科協(xié)工程學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì) 節(jié)能專業(yè)委員會(huì)《工業(yè)余熱利用課題組》編，工業(yè)余熱利用節(jié)能潛力和途徑研究報(bào)告， 1996 [2]GB/T 10282020,工業(yè)余熱術(shù)語、分類、等級(jí)及余熱資源量計(jì)算方法 ,2020 [3]王加璇，王清照，程偉良，網(wǎng)絡(luò)模式熱經(jīng)濟(jì)學(xué)引論。生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)大氣污染越嚴(yán)重，其大氣污染指標(biāo) ? 的數(shù)值越大。 圖 7 改造前后系統(tǒng)資源占用對(duì)比示意圖 大氣污染 020204000600080001000012020Total value ofresource utilizationThe system beforerebuilding (per tonphosphorusacid)The system afterrebuilding (per tonphosphorusacid)The electric energy39。不考慮改造投入資金成本，每噸 85%磷酸成本降低（蒸汽按 60元 /噸計(jì)） 。在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究邊界劃分和 清單分析計(jì)算。 鍋 爐水煤煙氣溶 磷 槽蒸汽固 體黃 磷冷 凝 水燃 燒 反 應(yīng) 塔液 體 黃 磷壓 縮 機(jī)空 氣一次風(fēng)噴 磷 槍煙氣水 化 塔酸 酐離 心 泵離 心 泵板 式 換 熱 器成 品 酸補(bǔ) 充 水冷 卻 循 環(huán) 水二次風(fēng)混合氣中、低溫余熱回收利用的可行性分析 24 圖 4 系統(tǒng)改造后示意圖 研究對(duì)象 余熱回收的產(chǎn)物蒸汽一股通入熔磷槽，進(jìn)行磷酸生產(chǎn)，一股用于外供。由決策人根據(jù)具體情況將兩個(gè)評(píng)價(jià)依據(jù)按照一定的規(guī)則進(jìn)行綜合，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行第二次優(yōu)化，從而選擇出兼顧經(jīng)濟(jì)、資源和環(huán)境三者的最優(yōu)方案。 4) 固體廢物污染 系統(tǒng)造成的固體廢物污染與系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的廢物排放有關(guān)，不同的排放廢物造成的固體污染的程度不同。c lossE 是具有一定物理 和化學(xué) 的廢物被系統(tǒng)排放到環(huán)境中而導(dǎo)致的系統(tǒng)損失； inreversibleE 是指系統(tǒng)的不可逆因素導(dǎo)致的 損失。 環(huán)境分析 環(huán)境影響評(píng)估環(huán)節(jié)是本評(píng)價(jià)方法中非常重要的環(huán)節(jié)，它是區(qū)分傳統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法和 LCEBT評(píng)價(jià)方法的關(guān)鍵。同時(shí)，在衡量系統(tǒng)的技術(shù)性時(shí)建議引入不可避免 損耗的 概念，通過其與系統(tǒng)實(shí)際 損耗的比較得到技術(shù)改進(jìn)潛力指數(shù) ? ，可以衡量系統(tǒng)的可改進(jìn)性： ex usefu l exergyin put exergy? ? (6) u n a v o id a b le e x e rg y lo ssp ra c tic a l e x e rg y lo ss? ? (7) 熱經(jīng)濟(jì)性分析 根據(jù)生命周期 清單分析，利用傳統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)學(xué)方法計(jì)算研究對(duì)象的成本，并引入單位產(chǎn)品 成本 PRc 這一指標(biāo)。計(jì)算公式如下： 混合物 ： ( , ) ( ) ( , , )i a b c a b ce T p x A B C E T p A B C? ? ～ (1) 偏摩爾 ： ),(),(),(~ 0 cbacbacba CBApTL nxRTCBApTeCBApTE ?? (2) 純物質(zhì)摩爾 ： 0( , , ) ( , ) ( , , )a b c c a b c ph a b ce T p A B C e T A B C e T p A B C?? (3) 化學(xué) ： 00( , ) ( ) ( ) ( 298 .15 )c a b c c a b c a b ce T A B C e A B C A B C T?? ? ? ? (4) 物理 ： 0 0 0( , , ) ( )ph a b ce T p A B C H H T S S? ? ? ? (5) 式中， T為溫度， p為壓力， R為通用氣體常數(shù)， x為摩爾分?jǐn)?shù)， ξ 稱為化學(xué) 的溫度修正系數(shù) ，其中 0H 、 00TS和 為基準(zhǔn)環(huán)境的參數(shù)值。 研究方法 圖 1充分展示了 LCEBT評(píng)估體系的基本框架： I. 確定系統(tǒng)研究目標(biāo)和邊界； 中、低溫余熱回收利用的可行性分析 15 II. 利用熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行生命周期 清單分析，最終通過 流圖詳細(xì)反映研究對(duì)象的 流情況； 流情況為基礎(chǔ)，分別從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì) 性和環(huán)境性三方面逐一對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行分析，在分析過程中，建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)反應(yīng)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能； IV. 將技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合考慮，得出技術(shù) /經(jīng)濟(jì)綜合參考依據(jù)，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行第一次優(yōu)化； V. 對(duì)于環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重，得出唯一的綜合環(huán)境指標(biāo)； VI. 將技術(shù) /經(jīng)濟(jì)參考依據(jù)與綜合環(huán)境指標(biāo)綜合考慮，完成對(duì)系統(tǒng)的第二次優(yōu)化，得到最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。 我國余熱資源的數(shù)量龐大，品種豐富，而且余熱回收設(shè)備也是多種多樣，例如余熱鍋爐、熱泵等等。 潔凈煤燃燒及發(fā)電教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 、 東南大學(xué)動(dòng)力系熱能工程研究所鄭莆燕 以及 清華大學(xué)熱能工程系蔡寧生從能量系統(tǒng)的 平衡出發(fā)將系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的排放 從 損失中分離出來 ， 依據(jù)符號(hào) 經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理建立了包含 環(huán)境影響在內(nèi)的系統(tǒng) 、 成本和 經(jīng)濟(jì)學(xué)成本分析模型 [9]。對(duì)于一些耗能量多、生產(chǎn)過程連續(xù)、汽負(fù)荷比較穩(wěn)定的造紙、制糖、紡織、有色等行業(yè)，利用鍋爐壓差發(fā)電，效果顯著，今后余壓發(fā)電仍將是重要途徑 [1]。 (1) 硫酸余熱發(fā)電 以硫鐵礦、硫磺為原料制硫酸，要生產(chǎn)大量的反應(yīng)熱，利用這些熱量每噸硫酸可產(chǎn)中壓蒸汽 1噸、發(fā)電 200kW*h，背壓后蒸汽還可以使