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2最新研究进展和困境
2.1研究进展
2.1.1吸收式系统
溴化锂吸收式热泵在工厂余热回收中的应用已经越来越广泛,它可以回收利用工厂低温余热热源的热量,将低品位热转变为高品位热,广泛应用于有余热资源或有低温热源的石油、石化、制药、酿造和钢铁等行业。另外,在炼油工业、天然气和热电冷三联供系统中,可以配置吸收式系统实现对各种低温余热的高效利用。
2.1.2吸附式系统
吸附式制冷技术作为一种余热利用的新技术,其研究开发正日益成熟。它可以将太阳能或余热等低品位热源作为驱动热源,采用对环境友好的工质对,设备结构简单,一次性投资少,运行费用低,使用寿命长,无运动部件,无噪音,无环境污染,特别适用于有大量低品位余热排放的工业过程及有频繁震动的移动机械上。
2.1.3新型材料
针对冶金、玻璃、水泥、陶瓷等行业中高能耗的窑炉,回收烟气余热的传统做法是利用耐火材料的显热熔变化来储热,这种储热设备的体积大、储热效果不明显。改用相变储热材料,是研究较为广泛的一种方法,这样储热设备体积可减小30%~50%,还可起到稳定运行的作用。目前正在研究的新型相变材料有潜热型功能热流体、纳米复合相变储能材料、定型相变蓄能材料和无机盐/陶瓷基复合相变蓄能材料等。采用热电材料进行温差发电,也是工业余热的一个应用领域,如利用炼钢高炉等工业废热和利用汽车发动机的余热进行温差发电。通过模型证明了采用热电材料将余热直接转换成热,理论上可以到达卡诺循环效率的40%。另外,金属氢化物在空调、供热方面的应用也逐渐引起人们的重视。
2.1.4热管技术
热管是一种由管壳和工质组成的高效导热元件,以相变(蒸发与凝结)换热作为传热的主要方式,具有传热能力大、温度控制能力强、传热效率高等特点。现在热管换热器已在电力、冶金、石化、玻陶、电子、轻工等行业的余热回收领域获得了广泛的应用。在钢铁企业中,有别于以往烟气通过各种换热器和余热锅炉转化为蒸汽或者热水进行热利用的方式,热管废热发生器能够直接利用烟气余热。
2.1.5热声技术
热声热机是通过热声效应实现热能与声能的相互转化的装置。从声学角度来说,热声效应是由于处于声场中的固体介质与振荡的流体之间相互作用,使得距固体壁面一定范围内沿着(或逆着)声传播方向产生一个时均热流,并在这个区域内产生或者吸收声功的现象。热声热机可利用低品位热源,将难以利用的余热(如铝电解槽中槽壳侧部温度为300℃的余热)转化成便于利用的电能,这也是它应用到工业中的立足点。
2.2困境和展望
尽管众多先进的技术在一定程度上推动了余热利用的发展,但各自的缺陷也在一定程度上制约了余热利用技术的进一步推广应用。在溴化锂吸收式制冷系统中,溴化锂对金属材料有腐蚀性,且会出现结晶导致换热性能下降甚至换热器无法正常运行;与吸收式制冷系统相比,吸附式制冷系统不存在结晶问题,但需要采用风冷、水冷方式进行冷却,受到风能和水能的制约;各种新型材料在蓄能、热转换方面表现出优良的特性,但是如果不采取合理的散热,很难达到理想的蓄能和发电水平;热管制作工艺,如芯体材料的制备、工质封装等相当复杂,对安装、维护、工作温度等有特殊要求,这使其应用受到很大限制;利用热声技术进行余热转化的过程中,需要先将热源的热量通过换热器传到热声介质,而常规的水冷换热器在运行和维护方面存在一定的不便。
中国工业余热回收利用水平虽已有较大提高,但这些余热利用技术面临的障碍,很大程度上限制了中国工业余热利用的规模,致使中国工业余热回收利用水平与国际先进水平仍存在较大差距。为突破这一困境,除进一步对相关技术进行深入研究,攻克材料性能、封装工艺等技术难关之外,对换热设备及换热工质进行改进,也是今后较长时期的一个重要发展方向。
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近年来,我国工业领域内的余热资源,特别是高温和中温余热资源利用取得显着效果。但是,与发达国家相比,工业领域内的低温余热资源(低品味余热资源)利用还有一定的差距,且行业内不同企业之间也很不均衡。随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品
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我们从2014年起关注工业余热再利用,全市7家钢铁企业产生的低品位余热,可满足450万平方米供暖,这也是工业节能的有效途径之一。但出于种种原因,实际供暖中并未将此作为优先选择,大量余热被白白浪费。日前在一次以清洁供暖为主题的座谈会上,天津市工信委相关负责人无奈坦言。在供暖领域,工业余热并
山西长林能源科技有限公司针对低品位余热的有机朗肯循环(ORC)发电系统,以某工业装置排出的流量为3105m3/h、温度为120℃的低温烟气为研究对象,对几种高温有机工质,分析工质流量以及汽轮机膨胀比对系统性能的影响。研究表明:当工质流量小于15kg/s时,汽轮机及循环热效率随着工质流量增大而迅速提高;
低品位余热是相对于煤、石油、天然气等高品位能源而言,其相同单位内包含的能量很低,目前可分为3类:热值小于600kcal/Nm的低浓度可燃物、温度低于800℃的显热物体和温度低于400℃的低温尾气烟气。低品位余热是一种指品位低、浓度小、能量少的废热能源。但从节能减排角度看,低品位余热利用是产能端和
近年来,我国工业领域内的余热资源,特别是高温和中温余热资源利用取得显著效果。但是,与发达国家相比,工业领域内的低温余热资源(低品味余热资源)利用还有一定的差距,且行业内不同企业之间也很不均衡。随着节能工作的不断深入,低温余热资源的利用日益成为节能工作的一个热点和难点,本文分析了低品
一、技术名称:ORC螺杆膨胀机低品位余热发电技术二、技术所属领域及适用范围:建材、化工、冶金、纺织、窑炉等低品位余热利用三、与该技术相关的能耗及碳排放现状低品位余热资源分布广泛,如在石化的炼油领域,温度低于200℃的流体所携带的热量占炼厂总能耗的40%以上;在有色冶金行业,大量温度60℃以上
仟亿达饱和蒸汽低温余热发电项目对大气零污染。随着国内低参数、多级进汽和饱和进汽式汽轮机的开发成功,国产化装备的中、低温余热发电站也进入了成熟阶段,采用中、低品位余热动力转换机械的中、低温余热发电技术具有更显著的节能效果,此项技术必将成为钢铁工业节能降耗的有效途径之一。根据某钢厂蒸
热泵(HeatPump)是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体),其工作原理与制冷机相同,都是按照逆卡诺循环工作的,核心部件都是压缩机,所不同的只是工作温度范围不一样。高温热泵一般是
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