溴化鋰吸收式冷熱產(chǎn)品節(jié)能減碳技術(shù)方案探討

袁世豪　李德權(quán)

摘 要：簡(jiǎn)要介紹了溴化鋰吸收式冷熱產(chǎn)品自身特有的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，對(duì)其在工業(yè)、光伏、分布式能源產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域的典型技術(shù)方案及節(jié)能減碳效果進(jìn)行了探討分析，對(duì)于推動(dòng)節(jié)能減排事業(yè)發(fā)展，助力我國(guó)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：溴冷機(jī);節(jié)能技術(shù);碳中和;碳減排;環(huán)保

0? ? 引言

溴化鋰吸收式冷熱產(chǎn)品（以下簡(jiǎn)稱“溴冷機(jī)”）將燃?xì)狻⒄羝?、熱水、煙氣等作為?qū)動(dòng)能源，利用冷媒蒸發(fā)吸熱的原理，通過(guò)溴化鋰溶液的濃度變化完成冷媒的吸收與再生，從而實(shí)現(xiàn)制冷。與電制冷機(jī)組相比，溴冷機(jī)大幅降低了電力消耗，在我國(guó)缺電限電的歷史時(shí)期發(fā)揮了巨大的作用。目前，我國(guó)提出要在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，這是一項(xiàng)嚴(yán)峻且具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑是充分利用節(jié)能技術(shù)，這給溴冷機(jī)帶來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)。該技術(shù)在工業(yè)節(jié)能、太陽(yáng)能利用、分布式能源等系統(tǒng)中具有顯著的節(jié)能減碳效果，對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有重大意義。

1? 溴冷機(jī)的發(fā)展

20世紀(jì)90年代至今，溴冷機(jī)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和電力資源匱乏的時(shí)代背景下得到了飛速發(fā)展，這與其自身特有的一些優(yōu)勢(shì)有關(guān)：一是當(dāng)時(shí)我國(guó)電力供應(yīng)緊張，采用溴冷機(jī)對(duì)緩解城市供電十分有利;二是溴冷機(jī)可以直接使用余廢熱資源作為機(jī)組的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)制冷。

2? 節(jié)能技術(shù)方案及碳減排效果

2.1? 工業(yè)余壓余熱回收技術(shù)方案及節(jié)能減碳效果

筆者通過(guò)對(duì)鋼鐵、水泥、玻璃、合成氨、燒堿、電石、硫酸行業(yè)余熱資源進(jìn)行調(diào)查分析，結(jié)果顯示，上述工業(yè)行業(yè)余熱資源量豐富，約占這7個(gè)工業(yè)行業(yè)能源消費(fèi)總量的1/3。綜合考慮行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，這7個(gè)工業(yè)行業(yè)余熱資源總量達(dá)3.4億t標(biāo)準(zhǔn)煤。

余熱資源的來(lái)源可分為高溫?zé)煔?、冷卻介質(zhì)、廢水、廢氣等6類，其中高溫?zé)煔庥酂岷屠鋮s介質(zhì)余熱占比最高，分別占50%和20%，廢水、廢氣余熱占11%，化學(xué)反應(yīng)余熱占8%，可燃廢氣、廢液和廢料余熱占7%，高溫產(chǎn)品和爐渣余熱占4%。

鋼鐵行業(yè)余熱資源情況如表1所示。

溴冷機(jī)可充分回收和利用工業(yè)余熱進(jìn)行制冷，以滿足工藝生產(chǎn)和生活需要，這無(wú)疑是提高能源利用率的一個(gè)強(qiáng)有力措施。冷熱轉(zhuǎn)換技術(shù)方案對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。

2.1.1? 焦化廠循環(huán)氨水余熱制冷技術(shù)方案及節(jié)能減碳效果

該技術(shù)方案通過(guò)回收循環(huán)氨水熱量，驅(qū)動(dòng)溫水型制冷機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行制冷。與原先采用蒸汽熱源驅(qū)動(dòng)制冷的系統(tǒng)技術(shù)方案相比，該技術(shù)方案有效地減少了大量蒸汽熱源消耗，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。

焦化廠循環(huán)氨水余熱制冷技術(shù)方案如圖2所示。

余熱回收系統(tǒng)對(duì)焦化廠循環(huán)氨水余熱進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)夏季制冷、冬季供暖。在夏季，該系統(tǒng)回收循環(huán)氨水余熱進(jìn)行制冷，以滿足焦化工藝?yán)湫枨蟆Ｔ摷夹g(shù)方案間接降低了初冷器的工作負(fù)荷，改善了焦化廠的鼓冷工藝條件，具體如下：余熱利用后，循環(huán)氨水噴灑溫度降低（77 ℃→67 ℃），提高了其吸熱能力，促使初冷器前荒煤氣溫度降低（82 ℃→80 ℃），直接使初冷器負(fù)荷降低;初冷器換熱改善后，初冷器后荒煤氣溫度降低，提高了電捕除油效果，改善了鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況。在冬季，通過(guò)回收氨水余熱，可滿足廠區(qū)供暖需求。

某年煉焦能力在120萬(wàn)t的煤化公司采用該套循環(huán)氨水余熱回收裝置，碳減排效果顯著，如表2所示。

2.1.2? 空壓機(jī)余熱利用技術(shù)方案及節(jié)能減碳效果

該技術(shù)方案可回收80%以上的余熱，在實(shí)現(xiàn)能源回收利用的同時(shí)，提高了空壓機(jī)的運(yùn)行效率，且余熱回收可用于工藝?yán)鋮s或空調(diào)系統(tǒng)（供冷/取暖），節(jié)省了供暖、制冷能源消耗。

空壓機(jī)余熱利用技術(shù)方案如圖3所示。

某公司空壓機(jī)余熱回收項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的碳減排效果如表3所示。

2.2? 太陽(yáng)能等新能源利用技術(shù)方案及節(jié)能減碳效果

太陽(yáng)能與吸收式冷熱產(chǎn)品相結(jié)合，利用光伏能源驅(qū)動(dòng)溴冷機(jī)實(shí)現(xiàn)空調(diào)供暖功能。當(dāng)陽(yáng)光充足、環(huán)境溫度較高時(shí)，太陽(yáng)能換熱裝置能夠?qū)崿F(xiàn)較好的換熱效果，為溴冷機(jī)提供更高品位的驅(qū)動(dòng)能源，溴冷機(jī)的工作效率也會(huì)提高，將產(chǎn)生正向增益效果。當(dāng)陽(yáng)光條件不充足時(shí)，溴冷機(jī)還可以借助天然氣能源驅(qū)動(dòng)，保障空調(diào)的制冷制熱效果。

太陽(yáng)能+吸收式冷熱產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)方案如圖4所示。

某太陽(yáng)能余熱利用項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的碳減排效果如表4所示。

2.3? 分布式能源領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)方案及節(jié)能減碳效果

近年來(lái)，為實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排與智慧能源的高效利用，我國(guó)分布式能源產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。溴冷機(jī)可應(yīng)用于分布式能源系統(tǒng)中低溫?zé)崃康幕厥?，?shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)空調(diào)供給，完成能源梯級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和碳減排。

分布式能源領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)方案如圖5所示。

北京某項(xiàng)目采用該技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)的碳減排效果如表5所示。

3? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，溴冷機(jī)余熱回收技術(shù)成熟，在工業(yè)節(jié)能、光伏產(chǎn)業(yè)、分布式能源產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域可以很好地實(shí)現(xiàn)熱能回收利用，達(dá)到節(jié)能減碳的目的。我國(guó)余廢熱資源眾多，應(yīng)用潛力大，合理利用該節(jié)能技術(shù)方案對(duì)于我國(guó)在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有十分重大的意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 高田秋一.吸收式制冷機(jī)[M].耿惠彬，戴永慶，鄭玉清，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985.

[2] 戴永慶，陸震，胡仰耆，等.溴化鋰吸收式制冷空調(diào)技術(shù)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

收稿日期：2021-03-27

作者簡(jiǎn)介：袁世豪（1978—），男，遼寧大連人，工程師，主要從事吸收式產(chǎn)品研發(fā)和戰(zhàn)略拓展工作。