熱鍺聯產項目經濟效益和社會效益分析

　　摘要：熱鍺聯產項目較之傳統的煉鍺項目具有更高的經濟性和社會效益，不僅可以減少環境的熱污染，而且還可以減少環境中的各種燃燒產物的排放量，以免造成嚴重的環境污染。具體的經濟效益我們可以采用生命周期法對系統生命周期的各個階段進行系統費用年值計算，同時考慮通貨膨脹等因素采用動態經濟學方法來進行分析。
　　關鍵詞：熱鍺聯產；生命周期法；費用年值
　　
　　鍺屬于稀有金屬，在自然界中極少存在單一的具有開發價值的工業礦床，主要為賦存在含鍺煤和閃鋅礦中的伴生礦，給其提取帶來很大困難。由于鍺特有的優良性能，近年來成為新技術的支撐材料，廣泛應用于軍事、航天、航空、光導纖維及紅外材料等，對于國民經濟發展起著越來越重要的作用，國內外對鍺提取的研究越來越重視。
　　我國擁有豐富的含鍺褐煤資源，但大多數煤中鍺含量普遍偏低，不具工業開采價值。超大型含鍺煤礦只在內蒙古和云南兩個省相繼發現。加強對煤綜合利用的研究，增強對煤中鍺的綜合回收利用，不僅對發展我國稀散金屬事業具有重要意義，也是我國21世紀煤炭行業實現可持續發展的必然要求。
　　鍺是微量元素，一般煤中的鍺不形成獨立礦物。鑒于鍺在煤中賦存狀態的特點，產生了各種不同的提取方法，根據各種提取方法的特點，可將其概括為火法提取鍺和濕法處理褐煤提取鍺。
　　熱鍺聯產是將當地含鍺褐煤用鏈條鍋爐燃燒，鍺在高溫下被還原為GeO揮發進入煙塵，褐煤燃燒產生的熱能用來區域供熱。采用旋風干式除塵和麻石水浴濕式除塵兩級除塵，對富含鍺煙塵進行充分回收，作為鍺精礦使用。鍋爐尾部的空氣預熱器也是煙塵聚集的地區。鍋爐出口高溫煙氣經過空氣預熱器時，煙氣在換熱管外橫向掠過，與管內的空氣進行熱交換，排煙溫度降低，此時煙氣中的含鍺揮發物，會聚集在熱交換管的冷卻部分。同時煙氣經過空氣預熱器時，由于換熱管排列密度大，增加了煙氣中的煙塵與固體障礙物的碰撞幾率，從而被捕捉沉降。同時，空氣預熱器前后存在較多的彎頭，煙氣在經過這些彎頭時，由于慣性的作用，一部分煙塵也會在此聚積，這部分收集的煙塵甚至具有更高的鍺含量。對于褐煤燃燒揮發鍺后所產生的爐渣，可以篩分出少量小粒度的富鍺細渣，進一步回收其中的鍺元素。
　　供熱與煉鍺工藝結合起來，在區域供熱的同時，從鍋爐煙氣中采用干式旋風，濕式水浴方法收塵，從含鍺富集煤灰中提煉出高純度的二氧化鍺。這樣不僅使煙氣排放中的含塵量顯著降低，并且使資源利用得到最大化，具有良好的環保效益和十分可觀的經濟效益。從鍺富集煙灰中收集鍺元素是因地制宜與當地資源優勢相結合，變廢為寶，尋求最大經濟效益的循環經濟發展的新型經濟模式。從中不僅能獲得可觀的經濟效益，并且還能帶動鍺元素相關產業的迅速發展。有利于拉動本市的經濟發展，有利于人民生活水平的提高，符合新型的循環經濟發展新思路。
　　熱鍺聯產項目較之傳統的煉鍺項目具有更高的經濟性，因為在提煉鍺的同時，利用煉鍺時燃燒煤產生的熱進行集中供熱，不僅可以減少環境的熱污染，而且還可以減少環境中的各種燃燒產物的排放量，以免造成嚴重的環境污染，如溫室效應、酸雨和光學煙霧等。具體的經濟效益，我們可以采用生命周期法對系統生命周期的各個階段進行系統費用年值計算，同時考慮通貨膨脹等因素采用動態經濟學方法來進行分析。
　　設計的目標函數可以根據實際工程情況的需要來選擇，本課題以熱鍺聯產系統的費用年值（Annual-cost，AC）為優化的目標（考慮到鍋爐等系統投資與運行的經濟性，不同生命周期法階段經濟性分析時利用費用年值進行比較）。系統費用年值用折算費用來表示，包括初投資、年運行費用（電費或燃煤費）、年維護費用，即：
　　式中：C0——費用年值（元/a）；Cr——年運行費用（元/a）；Cm——年維護費用（元/a）；Ai，n——資本回收系數；C——土建和設備的初投資（元）；S——資本投資的凈殘值（元）；i——不變折現率；u——現時折現率；f——通貨膨脹率；n——設備使用年限（年）。
　　由系統的費用年值可以得到全壽命周期成本，即：
　　LCC=C0/Ai，n
　　式中：LCC——全壽命周期成本（元）。
　　熱鍺聯產系統的年運行費用Cr主要包括：
　　第一，鍋爐上煤除渣、通風系統和水泵等輔助設備的系統年電費費用，即：
　　Cr1=Cel×∑Pe1 ④
　　式中：Cr1——系統年電費費用（元/年）；Cel——電的單位價格（元/kWh）；∑Pe1——系統年總耗電量（kWh）。
　　第二，系統年燃煤費用，即單位煤價乘以系統年總耗煤量，則：
　　Cr2=Ccoal×Pcoal⑤
　　式中：Cr2——系統年燃煤費用（元/年）；Ccoal——煤的單位價格（元/噸）；Pcoal——系統年總耗煤量（t）。
　　那么系統的年運行費用Cr為：
　　Cr=Cr1+Cr2⑥
　　式中：Cr——系統年運行費用（元/年）。
　　第三，煉鍺工藝和進行提煉鍺的工人工資等支出200×104元/年·噸。
　　在各方案中年維護費用Cm包括機組的維修、保養和管理鍋爐等人員工資福利等費用，其影響因素很多，要給出確切的數值是很困難的，可采用估算法按設備的初投資的一定比例來計算維護管理費用，即每年維護費按⑦式求得。
　　Cm＝ε×C⑦
　　式中：ε——計取系數，取ε=0.05。
　　采用費用年值法對熱鍺聯產項目進行計算分析實例，如表1所示。
　　按照企業的發展過程依據企業的銷售額來劃分為導入期、成長期、成熟期和衰退期四部分，考慮到城市規模的逐漸擴大，供熱面積的不斷增加，在衰退期我們可以將其中的某套鍋爐設備進行更換，只是設備初投資有所增加，但對于系統費用年值的影響很小，那么又會重復之前成熟期的盈利能力，故在計算時只考慮導入期、成長期、成熟期的盈利能力（見圖1、圖2）。
　　從鍺富集煙灰中收集鍺元素是因地制宜與當地資源優勢相結合，走變廢為寶的循環經濟發展的新型經濟模式。從中不僅能獲得可觀的經濟效益，并且還能帶動鍺元素相關產業的迅速發展。有利于拉動項目所在地的經濟發展和提高人民生活水平，符合新型的循環經濟發展新思路，符合可持續發展理論，具有較高社會效益。
　　社會效益中一個重要因素就是對環境的影響。對環境影響的評價也是企業行為對環境影響的確認與計量，這種計量需包括以實物單位和以貨幣單位進行的雙重計量，其中前者為后者的前提。在實物量的計量方面，本文主張依據生命周期成本的思想來確定計量的范圍與計量的手段，即不僅要考慮到生產經營過程中所造成的排放與環境影響，而且還要考慮產品出售后在使用過程中所可能造成的環境影響以及產品最終廢除處理時所可能造成的環境影響。在研究過程中，考慮到熱作為最終產品，并且在使用完后即消除無需售后服務等，我們只研究熱的生產到消亡這一過程，即只研究原煤獲取和鍋爐燃燒過程中對于環境的影響，也就是說集中在生命周期這兩個階段研究環境效益，這樣就大大簡化了我們的工作量，希望可以以點帶面為環境發展做一點貢獻。
　　利用當地褐煤資源優勢采用熱鍺聯產方式，有利于改變固有的生產模式，符合國家節能減排和可持續發展的大政方針。加快開發和利用鍺資源，必將對改善我國的能源現狀和加速本地區的經濟發展做出巨大貢獻。
　　企業在今后的規劃和立項等工作過程中能夠全面思考問題，不僅考慮當地能源和資源的配置情況，而且應該考慮改進落后的加工工藝，實現節能減排的目標，同時指導企業投資向清潔能源方向傾斜。多一點環保意識，多提升點我們自己和我們子孫的生存空間和生存質量，為社會的可持續發展做出一份貢獻。
　　參考文獻：
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