【導讀】人類生存和環(huán)境都起著舉足輕重的作用。本文從熱力學、經濟性、系統(tǒng)工程和決策的角度，和提高經濟效益的目的。標以及其他污染指標，并導出了各個系數與系統(tǒng)參數之間的關聯(lián)式。評價體系提供了寶貴的經驗。第三章對于熱法磷酸生產余熱回收改造的生命周期評價???????五”計劃和2020年遠景目標綱要》。在綱領中把“堅持節(jié)約與開發(fā)并舉，把節(jié)約放在首位”，作為實現(xiàn)我國戰(zhàn)略目標必須遵循的基本方針。在經濟增長方式轉變的要求中指出，其中一個。的關鍵，能量的回收環(huán)節(jié)也成為過程工業(yè)不可缺少的組成部分。但隨著能源危機和環(huán)境保護的。液態(tài)載體余熱、固態(tài)載體余熱，化學反應熱及余壓發(fā)電進行分析。根據GB/T1028-2020，其按照技術可行、經濟合理的原則，規(guī)定。研制開發(fā)的鑄鐵強化空氣預熱器，傳熱元件用鑄鐵肋翅管，煙氣在管內流動，傳熱效率高，用硼硅玻璃管空氣預熱器、熱管預熱器回收余熱，成效也較好。陶瓷廠和磚瓦廠采用隧道窯的都有大量中、低品位煙氣，磚瓦窯引出150-300℃煙氣，

　　

【正文】 r tonphosphorusacid)The electric energy39。sconversion to coalYellow phosphorusCoal中、低溫余熱回收利用的可行性分析 28 根據熱法磷酸生產系統(tǒng)的特點，系統(tǒng)對于大氣的污染主要來自改造前供給蒸汽的燃煤鍋爐的尾氣排放（這里先不考慮系統(tǒng)的熱污染）。根據計算，已知系統(tǒng)改造后由于回收的余熱即可以滿足系統(tǒng)自身的需要，還可以外供，如果將外供的這部分蒸汽也視為系統(tǒng)的需求，則在改造前燃煤鍋爐每年需消耗 (115kg標準煤 /h)，而在改造后燃煤鍋爐可以停用了。 改造前，設燃煤鍋爐尾部煙氣的溫度為 150℃，壓力為 1atm，其成分為 2CO 、 xSO 、 xNO 、2O 、 2N 和水蒸氣等。其中 2CO 、 xSO 和 xNO 是要被考慮的有害氣體。 對于不同的煤種，不同的燃燒方式，鍋爐尾部煙氣中各個有害氣體的濃度是不同的。對于煤粉爐燃燒標煤，采用一定的燃燒方式，煙氣的體積為 3/Nm kg 標煤，煙氣的質量為 /kgkg 標煤。煙氣中 xSO （以 2SO 為主）的濃度為 600 3/mg Nm 煙氣， xNO （以NO 為主）的濃度為 300 3/mg Nm ， 2CO 的濃度為 3/kgNm ，假設煙氣中的各個有害氣體都為理想氣體 ,各個有害氣體的摩爾份額為： ? ? ? ?0 .3 1 0 0 0 3 0 2 2 .4 0 .0 2 2 4 %xNO ? ? ? ? ? ? ? ? ?0. 6 10 00 64 22 .4 0. 02 1%xSO ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 0 .2 6 4 4 2 2 .4 1 3 .2 4 %CO ? ? ? ? 根據 Mircea Cardu and 和 Malvina Baica[18]的理論， 2SO 和 xNO 的排放量可以根據其帶來的負面影響程度被折算成相應的 2CO 排放量，其具體關系可以被表述成為： 2 2 2( ) ( ) 700 ( ) 100 0( )exCO CO SO NO? ? ? ( /kg kg fuel ) (14) 因此 ,這里的燃煤鍋爐的當量二氧化碳 2()eCO 為： 2( ) 10. 47 ( 6 700 100 0 100 0 100 0) 10. 26 /eCO k g k g? ? ? ? ? ? ? ? ?標準煤 在龜山 —— 吉 田基準體系下，查表得： 基準狀態(tài)下： 中、低溫余熱回收利用的可行性分析 29 2 506. 7 /oCOh kJ kg k?? 2 0 /oCOs kJ kg K?? 在 1atm,150 ℃下： 2 629. 7 /COh kJ kg k?? 2 3 .0 7 9 /COs kJ kg K?? 物理 ： ? ? ? ?? ? ? ?2 2 2 206 2 9 .7 5 0 6 .7 2 9 8 .1 5 3 .0 7 9 2 .7 4 02 1 .9 3 /oop h CO CO CO COe h h T s sk J k g? ? ? ?? ? ? ? ?? 擴散 ： 20 l n 18 8. 95 45 10 00 29 8. 15 l n 0. 13 24 11 3. 91 /D COe R T x k J k g? ? ? ? ? ? ? ? ? 化學 ： / 457 .27 /ce k J m ol k J k g?? 二氧化碳的偏摩爾 為： 2CO c ph DE e e e? ? ? ?～ +=365, 29 /kJkg 混合物中二氧化碳的 為 : 222 3 6 5 . 2 9 0 . 1 3 2 4 4 8 . 3 6 4 /COC O C Oe E x k J k g? ? ? ? ?～ 當量二氧化碳的 為： ? ?22 2( ) ( ) 11 5 10 .2 6 48 .3 64 57 06 4. 68 /CO CO COE M e k J h? ? ? ? ? ? 已知二氧化碳的危害系數為 4[19]，則可以計算出改造前后大氣污染指標 ? ： 改造前： ? ? ? ?22 ,P r o d u c t P r o d u c t5 7 0 6 4 . 6 8 4 / 0 . 2 88 2 2 1 8 8 . 6 7 /e a C Oai COxi EBEB k J hE E k J h? ?? ?? ? ? ?? 改造后： ,P ro d u ct0aixiEBE? ???? 中、低溫余熱回收利用的可行性分析 30 可見，余熱回收改造后，由于燃煤鍋爐的停運，使得大氣污染指標幾乎為零（這里沒有考慮熱污染）。生產系統(tǒng)對大氣污染越嚴重，其大氣污染指標 ? 的數值越大。 案例總結 在對熱法磷酸余熱回收改造方案進行評價過程中，對本評價體系提出的一系列評價參數，例如： ex? 、 PRc 、 ? 和 ? ，進行了具體計算。由于這個能量系統(tǒng)實施了余熱回收改造，使得整個系統(tǒng)的 效率 ex? 增加 16個百分點，進而使得磷酸產品的成本下降了 RMB$/t磷酸。同時，由于系統(tǒng)能源需求實現(xiàn)了自給自足，將化石能源的消耗量降低到零，并且有能量輸出，使得能量利用更為合理。在環(huán)境方面，兩個環(huán)境指標均有所改善 ,表明余熱改造后生產過程對于環(huán)境的危害大大降低了。 通過對 熱法磷酸生產的余熱回收改造方案進行了 LCABE評估，結果證明改造方案是合理可行的。 第四章 總結 本文建立了一個對于中、低溫余熱回收方案進行系統(tǒng)全面評價的評估體系，通過將生命周期分析和熱經濟學理論結合在一起，建立了一系列評價參數，分別從技術、經濟和環(huán)境三個方面對一個余熱回收改造方案進行評估。 今后的工作著眼點應放在不斷完善評價參數的選擇和建立，并且提出將建立起來的評價參數歸一化的指導思想，使得在決策者對于中、低溫余熱資源利用方面可以得到更詳細和直觀的參考。 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)工程學會聯(lián)合會 節(jié)能專業(yè)委員會《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告， 1996 [2]GB/T 10282020,工業(yè)余熱術語、分類、等級及余熱資源量計算方法 ,2020 [3]王加璇，王清照，程偉良，網絡模式熱經濟學引論。見：第八屆全國熱力學分析與節(jié)能學術會議學術文委員會編。熱力學分析與節(jié)能論文集，北京：科學出版社， 1997 [4] 王清照，程偉良，王加璇， 在生態(tài)建模中的作用?，F(xiàn)代電力， 1997， 14(1)， pp2025 [5] 于連生等，環(huán)境價值核算對環(huán)境影響評價有效性的影響，環(huán)境科學， 1997， 18(2),pp7073 [6]何政，楊澤恩，環(huán)境影響評價中的清潔生產指標體系，化工環(huán)保， 1998， 18(3),pp161163 [7]席德立，彭小燕， LCA環(huán)境影響分析新探，環(huán)境科學， 1997， 18(6),pp7680 [8]王彥峰，馮霄，綜合考慮資源利用與環(huán)境影響的 分析法應用。中國科學， ，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) 經濟學理論分析，潔凈煤燃燒及發(fā)電教育部重點實驗室 、 東南大學動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)。 [11] DIS/ISO ： Environment management—— life cycle assessment—— goal and scope definition and inventory analysis ISO (1997b)。 [12] CD/ISO 140421： Environment management—— life cycle assessment—— goal and scope definition and inventory analysis ISO (1997c)。 [13] CD/ISO ： Environment management—— life cycle assessment—— goal and scope definition and inventory analysis ISO (1997d)。 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。 [15] 朱明善編著，能量系統(tǒng)的 分析，清華大學出版社， 1988 [16] Jinming Xu， researches on devices for waste heat recycle from burning elemental phosphorus： [master degree paper]， Beijing： Department of engineering mechanics，Tsinghua University,2020。 [17] 張心卉 ,王鑫 ,史琳 ,宋耀祖 ,張冠忠 .熱法磷酸生產余熱回收的熱經濟學分析 , 中國工程熱物理學會第十屆年會 ,工程熱力學與能源利用 ,2020 [18] Mircea cardu, Malvina Baica. Regarding a global methodology to estimate the energyecologic efficiency of thermopower plant. Energy Conversion amp。 Management 40 (1999) 7187。 [19] 汪晶，和德科，編譯，環(huán)境評價數據手冊 — 有毒物質鑒定手冊。北京：化學工業(yè)出版社。 1988， 424～ 426