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2、案例经济环保效益分析
案例概况:山东省滨州市无棣县某粮库粮食干燥尾气废热回收再利用项目。该粮库的粮食干燥塔每天可以干燥小麦150~200t,每天可以干燥玉米120~150t,对小麦和玉米需要采用75℃左右的热风进行干燥。粮食干燥塔的尾气排放温度为40℃左右,大约40000m3/h。项目大约回收30000m3/h的干燥尾气,利用该系统制取60~70℃左右的热水,然后利用换热器对粮食干燥的进风进行预热,从而实现粮食干燥尾气废热的回收在利用。
实际运行过程,经检测可生产600t/d的热水(每天运行20h),温度由54.4℃提升到59.3℃,温升为4.9℃,产生热量12348MJ/d,其中蒸汽压缩热力学循环系统的COP=5.207左右。若水的比热c=4.2kJ/(kg•K);1kg煤热量=5000kcal;锅炉效率=55%。将采用废热回收技术与传统锅炉加热相对比进行核算,则有上述废热回收技术产生的热量相当于每天需煤量L1为:
而在实际运行过程中在加装粮食干燥尾气废热回收再利用装置前每天需要消耗5.9t煤左右,加装后每天需4.8t左右,每天可以节煤1.1t左右,节煤率为18.6%。实际节煤量与计算的差别主要来源于现场用于粮食干燥的煤热值和锅炉效率都略低于计算值。
每年山东粮食干燥周期累计大约4个月,共计约120d。如果每年粮食干燥按照120d,每天节煤量按计算值计算,上述的案例企业每年可以为企业节省煤128.28t。如果煤价按照目前大约450元/t计算,则每年在粮食干燥周期内可以为企业节省大约5.8万元的煤炭成本。同时,5000kcal的煤含碳量大约60%,1t煤焚烧后大约产生400kg的煤渣,采用尾气回收再利用后,可以减少大约51t煤渣的产生,也减少了煤渣对环境的污染。
按照含碳量来计算,企业每年可减少CO2排放约282t左右,减少NOx排放947kg左右,减少烟尘排放335kg左右,减少SO2排放1008kg左右,有利于改善该粮食干燥企业周边的大气环境,具有很好的环保和社会效益。以2011年的统计数据计算,我国粮食干燥需消耗标煤约170万t,同时排放CO2约624万t、NOx约6.375万t,SO2约12.75万t。使用本项目的粮食干燥尾气回收在利用技术后,按照节省能耗18%计算,年可以节省标准煤约30.6万t,减少CO2、NOx、SO2等合计115.7万t,节能减排效益明显。
3、结论
目前我国特别是北方广大地区,粮食干燥需求量非常大,但是能耗为国外发达地区的1.5~2倍。而且大多数的粮食干燥尾气都直接排放到大气,造成环境污染,也浪费了大量的能源。采用本文中的粮食干燥尾气回收再利用技术,可以高效地回收利用尾气中的低品位能源,减少粮食干燥过程中化石能源的使用,可为粮食干燥企业每年至少节省18%左右的能源消耗,同时减少相应的CO2、NOx、SO2等废气排放,可避免90%以上粮食干燥过程尾气中灰尘、粮食碎屑等杂物的无序排放。这对于实现粮食干燥行业的转型,降低行业对化石、电力等高品位能源的消耗和依赖,贯彻国家的节能减排方针,对实现国民经济的可持续发展具有重要意义。
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