农机节能减排技术分析论文

农机节能减排技术分析论文（精选8篇）

农机节能减排技术分析论文 篇1

农机维修节能减排就是节支增效, 是广大机手都关心的事情。农机维修节能减排技术, 主要应掌握以下要点。

一、标准油量传递技术

1、含义

将喷油泵制造企业调整喷油泵的标准油量通过标准系统, 逐级传递给基层喷油泵维修企业, 用于喷油泵调试的过程。

2、主要技术内容

标准油量传递方法和调试工艺、在用喷油泵试验台的校验方法、试验台用标准喷油泵和标准喷油器等标准元件的校验方法、喷油泵调修行业标准油量传递网点的规划与设计 (包括标准量值传递法和浮动量值传递法) 。

3、效果

据试验统计, 使用经校验的喷油泵试验台调试的喷油泵, 每台平均节油5%同时, 经标定的喷油泵能够保证柴油机工作状态良好, 有助于延长柴油机的使用寿命, 降低噪音, 减少废气排放。

二、喷油泵和喷油器调试技术

1、含义

在规定的条件下, 按正确的维修工艺、调试方法对喷油泵和喷油器进行维修、调试, 使之达到应有功能的技术。

2、主要技术内容

喷油泵各缸的供油开始位置的确定, 供油量的检验与调整, 喷油泵总成密封性的检验, 调速器特性的检验与调整, 喷油泵附属件的检验与调整, 喷油器的喷油压力检查与调整, 雾化质量及其分布状态的检查, 密封性的检查, 以及调试的工作环境、技术条件和设备配置的要求。

3、效果

据对在用的拖拉机抽样检测, 小型拖拉机的燃油消耗率平均高出标定值13.4%, 大、中型拖拉机平均高出6%~10%, 颗粒物排放超过国家标准4~5倍。按规定对拖拉机柴油机高压油路部分的喷油泵和喷油器进行精确的调试后, 可以显著降低能耗、排放, 恢复或改善其工作性能。

三、柴油机性能调整优化技术

1、含义

采用先进的仪器设备, 对柴油机的技术状况进行检测, 对各技术参数进行优化调整, 从而恢复柴油机的良好技术状态。

2、主要技术内容

喷油压力、喷油提前角、气门间隙、配气相位、气缸压力、转速、机油压力和出油阀保压时间等项目的检测和优化调整。

3、效果

据试验统计, 柴油机经过检测和优化调整, 一般可提高其功率8%~15%, 降低耗油率10%~20%, 降低发动机故障率14.6%, 降低维修费用13.5%, 减少维修工时24.8%, 减少维修停机时间16.8%。

四、拖拉机不拆卸检测调试技术

1、含义

采用先进的仪器设备, 对拖拉机综合技术状况进行不拆卸快速检测和技术评定, 并采取相应的维修与调试措施, 使拖拉机保持良好运行状态, 从而达到节能减排效果的技术。

2、主要技术内容

对拖拉机进行功率、油耗和排放等的综合检测, 以及对传动系统、液压系统、制动系统等进行的专项检测和调修。

3、效果

据试验统计, 不拆卸检测拖拉机8055台, 对其中检测出技术状态差的4430台拖拉机进行了调试。调试后拖拉机的技术状态得到明显改善, 调试前平均功率7.35千瓦、平均耗油率340克/每千瓦时, 调试后平均功率8.16千瓦、平均耗油率299.2克/每千瓦时, 共恢复动力3588千瓦, 台均节油120公斤/年。

五、润滑油适时更换技术

1、含义

对农机润滑油品质定期检测与分析, 依据换油标准, 适时换油, 以保证农机良好的润滑。同时, 监测农机技术状态的变化, 确定农机维修保养策略。

2、主要技术内容

润滑油理化性能指标 (粘度、酸值、水份、杂质、水溶性酸碱) 的检测技术, 润滑油换油标准和换油周期的确定, 润滑部位相关系统工作状态的分析。

3、效果

农机润滑油的更换通常采用固定的换油周期。采用定期检测分析适时更换技术, 可以避免按固定周期更换时将质量尚好的润滑油换掉, 减少换油量, 节约资源, 减少废油污染;也可以发现未到更换时间但润滑油质量变差问题, 避免润滑条件不良、磨损加剧, 出现严重机械故障。

六、水基清洗技术

1、含义

以水为清洗介质, 利用水基清洗剂代替有机溶剂, 结合不同清洗方法, 快速、高效清除零件污垢的新型环保清洗技术。水基清洗剂是在水中添加少量的表面活性剂、洗涤助剂、缓蚀剂、增溶剂、消泡剂和泡沫稳定剂等化学物质混合而成, 可替代易燃危险的石油溶剂, 去除金属零件表面油垢、染料霉斑等污物。

2、主要技术内容

水基清洗剂的选择与配制, 高压清洗、超声波清洗技术等清洗方法的应用。

3、效果

据试验统计, 使用1公斤水基清洗剂, 可以代替20公斤有机溶剂, 所需费用仅为有机溶剂的10%~20%, 水基清洗剂不仅可以把各种水溶性的污垢溶解去除, 而且能将合成树脂、脂肪等非水溶性污垢去除。

七、柴油机排气污染物减量技术

1、含义

在对柴油机排气采取机内净化措施和燃料改质基础上, 对排气进行净化处理的技术。

2、主要技术内容

针对柴油机排气中氮氧化物 (N O x) 、一氧化碳 (CO) 和碳氢化合物 (H C) 以及颗粒物 (PM) 的不同特点, 采用微粒过滤捕集、氧化催化转化、N O x还原转化以及其它非过滤技术。

3、效果

实验表明, 在柴油机上加装氧化型催化转化器, 能使排气中的H C、CO含量减少50%, PM排量减少50%~70%, 其中的多环芳烃和硝基多环芳烃也有明显减少;加装颗粒过滤器, 对碳的过滤效率较高, 可达到60%~90%;加装N O x催化转化器, 对柴油机尾气中的N O x进行良好的催化转化, 可使其排放降低20%~30%。

八、胶粘修补堵漏技术

1、含义

在农机保养维修过程中, 使用胶粘剂, 采用胶粘工艺代替传统的铆、焊及螺纹连接工艺, 对密封连接失效和零件破损缺陷进行修复的技术。

2、主要技术内容

结合面、螺纹与管道接头和配合件磨损渗漏的密封堵漏, 金属与非金属零件破裂的粘补, 以及配合件表面磨损的尺寸恢复。

3、效果

采用胶粘剂密封堵漏和粘补技术, 操作简便, 成本低廉, 不需要复杂设备, 是杜绝漏油、漏水、漏气简单易行的有效办法, 特别适用于机体等零件破裂和铸件砂眼、气孔的修理。此外, 还可用于工作环境恶劣、强度要求较高的农机破损零件的修理和尺寸恢复等。

九、轴类零件再制造技术

1、含义

利用电镀、金属喷涂和堆焊等机械零件修复技术和强化工艺对曲轴等轴类零件进行修复, 使其恢复几何尺寸和提高其表面机械性能的再制造技术。

2、主要技术内容

电镀和刷镀、堆焊、喷涂与喷焊技术, 以及轴类零件的检测与校直、再制造方法和工艺的选择、零件的预加工处理、再制造工艺运用等技术。

3、效果

农机在工作性能恶化进入极限状态时, 曲轴、凸轮轴、花键轴等贵重零件, 一般是在很局限的工作部位几何尺寸磨损超过极限值, 金属损失量仅为原件的百分之几甚至千分之几, 其他部位基本完好。这些零件材料占用量大, 加工工艺复杂, 技术要求严格, 制造成本高, 把这些零件报废, 将造成资源和能源的浪费。据统计, 这些零件中约有70%~80%可进行再制造。经过再制造后, 其机械性能可恢复或超过设计要求。此项技术应用于大中型拖拉机和进口机械的维修, 能及时解决配件供应问题, 避免因零件失效影响农机作业。

十、壳体类零件再制造技术

1、含义

利用铸铁冷焊、铝合金氩弧焊、氧-乙炔焊、胶粘和机械强化等机械零件修复技术, 对壳体类零件的缺陷进行修复, 使其恢复几何尺寸、密封要求和机械性能的再制造技术。

2、主要技术内容

铸铁冷焊、铝合金氩弧焊、氧-乙炔焊、胶粘和机械强化技术, 以及壳体类零件的检测、再制造方法和工艺的选择、零件的预加工处理、再制造工艺运用和质量检验等技术。

3、效果

拖拉机的缸盖、缸体、飞轮室等壳体类零件, 由于其形状复杂、技术要求高, 占用金属量大, 配件价格高, 仅因局部缺陷而报废, 会造成很大浪费。壳体类零件再制造技术不仅可以节约大量的资金, 延长机械的使用寿命, 而且能够提高修复率, 降低机械的维修成本, 节约零件回炉重新生产的能源消耗。

农机节能减排技术分析论文 篇2

郭海军 李巨东张传勇 张孝义 王首旗

河南省商丘商电铝业集团有限公司

地址：商丘市青年路251号，邮编：476000，电话：03702806098近年来，我国经济快速增长，各项建设取得很大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快经济结构调整、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快地发展。同时温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。因此，进一步加强节能减排工作，是应对全球气候变化的迫切需要；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低２０％左右，主要污染物排放总量减少１０％的约束性指标。为实现此目标，我省出台了《河南省重点用能单位节能管理办法》，制定了《河南省重点耗能行业“3515节能行动计划”》，提出针对全省钢铁、化工、有色、煤炭等9大行业、300家企业年均综合能耗降低5万吨标准煤的节能指标，最终实现我省 “十一五”节能1500万吨标准煤的目标。

铝行业作为高耗能行业，节能减排的任务非常重大。2009年国务院出台了《有色金属产业调整和振兴规划》，要求重点骨干电解铝厂吨铝直流电耗下降到12500kWh以下。要实现这一规划所确定的目标，只有对现有电解槽进行节能技术创新研究和节能技术改造才能实现。

河南省商丘商电铝业集团公司是一家集电解铝生产、铝深加工、造纸、发电、机械加工、安装、建筑等为一体的企业集团。为实现节能减排目标，集团公司加强了组织领导，成立了以董事长为组长的节能减排领导小组，明确节能指标，狠抓责任落实，将节能任务层层分解到各二级机构、车间和班组，细化完善了车间和班组小指标竞赛的节能减排考核标准。同时，为了加强节能减排和降耗管理，集团公司节能环保办公室认真贯彻落实国家能源政策以及相关法律、法规和标准，加强宣传与培训，编制能源计量和统计制度，制定能源定额，并按定额进行考核，确保集团公司能源计量和统计的规范化、制度化，促使能源的合理分配与使用。

节能减排除加强能源管理外，更重要的是靠技术创新和技术进步来达到节能减排效果。因此，集团公司不断加大科研投入，以河南省铝冶炼节能工程技术研究中心为平台，选能耗高、排污多的生产项目为突破口，加快技术创新研究，加快节能技术改造。铝冶炼节能工程研究中心和铝厂根据企业实际情况选择电解槽异型阴极技术进行技术创新研究，并对部分200KA预焙电解槽进行了技术改造，取得了显著的节能减排效果。

在电解铝行业目前的技术水平下，铝电解的电能利用率只有不到50%，也就是说真正用于电解反应和将常温原材料加热到电解温度所需的能量，只占到实际电耗的50%，其余的能量均通过散热损失掉了。与此同时，由于电解槽的大型化，单位散热面积的发热量越来越大，如何将更多的热量散发出去，已经成为电解槽热平衡设计的重要课题。这就存在一个悖论，一方面电解槽的能量利用率很低，大部分能量都散发损失掉了；另一方面，又不能通过加强保温来减少能量的损失，反而还要加强散热以维持电解槽的热平衡。出现这一问题的根本原因在于，电解槽自身的电阻较大，电流通过时产生的压降较高，发热量远远大于实际加热物料所需能量。因而提高电解槽能量利用率的根本途径只能是降低槽电阻，即降低槽电压。电解槽的压降主要由母线压降、阳极压降、电解质压降、分解电压、阴极压降和效应分摊组成，在现有技术条件下，电解质压降是有可能进一步降低的。

电解质压降主要由极距控制，目前电解槽的极距一般控制在4-5cm。由于电解槽中强大电流产生的磁场作用，槽中的铝液是按一定规律流动的，因而铝液表面必然会产生波动，并随铝液流速增大而加剧。有文献表明，铝液的波动在2cm左右。如果铝液不波动，生产中极距就可以降低2cm，对应的槽电压将降低约700mv，节能效果将非常显著。为了解决上述问题，有人发明了异形阴极技术，采用在阴极表面形成若干凸起，阻挡铝液流动的方式降低铝液波动，进而降低极距和槽电压，起到节能降耗的作用。该方法经有关企业试验，结果表明槽电压由4.1v降至3.8-3.9v，槽况运行稳定，吨铝节电700-800

度，节能效果相当可观。但是在实际应用过程中还存在大量的工程化难题。一个是这种异型的阴极只能在新电解槽或者在电解槽大修时才能采用。电解槽的使用寿命一般在5-7年，使得大量正在生产的电解槽需要在多年以后才能启用该项技术。阴极结构的改变，使电解槽启动方式必须相应改变，增加启动费用。另外，异形阴极凸台的寿命较难维持，经试验企业一年多的应用，已经有很多凸台被破坏掉了。当大量凸台破损后，不但不能起到降低铝液流速，减缓铝液波动的作用，反而加剧铝液的波动，使电解槽难以稳定运行，甚至影响整个电解槽的寿命。

针对上述技术问题，我们设计了一种铝电解槽配重式阴极挡铝墙。这种配重式阴极挡铝墙既可装配于新槽，又能用于正在生产中的旧槽改造。将新型挡铝墙技术对现有200KA电解槽进行改造后槽电压由4.12v降至3.8-3.85v。按此计算：我公司改造130台电解槽后，全年可节电5600万度，实现节标煤19600吨，相当于每年可减排CO2 43120吨、减排SO2 326吨、减排粉尘4600吨，具有显著的经济效益

和环保效益。该挡铝墙项目现已申请了专利一项，并利用此技术已完成全公司90多台电解槽配重式挡铝墙改造，有关改造仍在进行中。

在电厂脱硫方面，公司对鑫源热电厂两台240吨锅炉排烟系统进行了脱硫技术改造。我们采用了较先进的干法脱硫专利技术，将几种块状脱硫剂，粉碎到2mm以下细小的颗粒，通过压缩空气泵按量打到炉内，和煤一同燃烧，脱硫效果达到96%。按每年燃烧煤量54万吨计，将减排二氧化硫5415吨，环保效益非常明显。

2009年，商电铝业集团公司通过加快技术创新和技术改造，使供电标准煤耗降低至503克标准煤/千瓦时，较2008年513克标准煤/千瓦时下降了10克标准煤/千瓦时,实现节能量7367吨标准煤；供热标准煤耗42.43千克标准煤/吉焦，较2008年供热标准煤耗42.55千克标准煤/吉焦下降0.12千克标准煤/吉焦，实现节能量149吨标准煤；单位电解铝综合交流电耗14178千瓦时/吨，较2008年单位电解铝综合交流电耗14405千瓦时/吨下降了227千瓦时/吨，实现节能量23009吨标准煤。2009年共实现节能量为30525吨标准煤。依赖于加快技术创新和技术改造，2009年商电铝业集团公司在资源综合利用、环境保护和节能降耗诸方面取得了显著的经济效益和社会效益，促进了企业的持续、健康发展。

商电铝业集团公司虽然在节能减排方面做了一定的成绩。但随着集团公司的发展，循环经济产业链不断拉长和产业结构的调整，部分设备不能和调整后的生产相适应，有的工艺技术不合理，还需要进一步创新和改进。在能源计量系统的管理方面还有薄弱的地方，虽然集团公司的一、二级计量仪表配置较为完善，但三级计量仪表配置还需要完善。因此，我们仍需要在节能管理、节能技术创新和技术改造方面下大功夫。今后将继续依托河南省铝冶炼节能工程研究中心这一科技创新平台，在电解铝生产方面，重点进行电解槽挡铝墙技术、电解铝不停电停槽节电技术、电解铝船型阳极技术、电解铝阳极钢爪联接技术等进行创新研究；在制浆造纸生产方面，继续进行化学制浆造纸-氧化铝联产的工艺研究、造纸节水工艺研究、造纸污水深度治理研

农机维修节能减排技术简介 篇3

1标准油量传递技术

标准油量传递技术指的是:采用逐级传递的办法,油泵生产企业将油泵标准油量传递到基层维修企业当中,从而完成油泵的维修与调试。该技术的内容为:标准油量的传递方法、标准元件的校验方法,喷油泵在调修行业标准油量方面的规划,喷油泵试验台的校验方法等。采用标准油量技术后,每台喷油机的油量可以节约5%。同时,喷油泵的使用,不仅满足了柴油机的正常工作,而且延长了其使用寿命。最后,喷油机实施调试后,有效地降低了噪音以及废气的排放,提高了在环保方面的性能。

2喷油泵与喷油器调试技术

喷油泵与喷油器调试技术指的是:按照行业中的相关规定,采用合理、正确的办法,对喷油泵、喷油器进行调试与维修,从而满足其正常功能的发挥。该技术内容包括:确定每个油缸供油的具体位置;检验喷油泵的密封性;对调速器进行检验,并实施调整;检查附件的运转情况;检查、调整喷油机的压力;对技术条件、工作环境进行调试。采用抽样检查的办法,来了解以上技术运用的效果。选取大型拖拉机为研究对象。在正常情况下,大型拖拉机产生的颗粒排放物与国家标准相比,往往高出4~5倍。对拖拉机柴油机中的喷油泵、喷油器进行调试后,其颗粒排放物、能量消耗等都得到了显著的降低。除此之外,还提高了农机的工作性能。

3柴油机性能调整优化技术

该技术指的是:利用先进的仪器设备,检查柴油机的技术状况。同时,针对存在的问题,给予参数方面的优化,使其达到最佳的工作状态。柴油机性能调整优化技术的内容为:配气相位、喷油压力、气门间隙等设备的检测与调整,并对其进行优化。采用试验统计的办法,研究该技术取得的效果。结果显示,使用以上技术后,柴油机的功率最大提高了15%。降低发动机故障率为14.6%,维修工时减少到了24.8%,维修停机时间减少到了16.8%。与此同时,维修的费用大大降低。除此之外,还避免了因为维修停机对正常生产造成的负面影响。

4拖拉机不拆卸检测调试技术

该技术的概念是:在不拆卸拖拉机的情况下,采用先进的仪器设备,对其运行的状态进行检测。然后,根据存在的问题,实施调试的办法和措施,以期恢复拖拉机的正常功能,并起到节能减排的作用。拖拉机不拆卸检测调试技术的内容为:检测拖拉机功率的大小及在燃油方面的损耗。另外,利用相关仪器,对制动、液压等系统进行检测,并实施调修。选取5700台拖拉机作为样本,对其进行检测。检测结束后,对2850台机器进行了调试。这些拖拉机被调试后,在功率、动力方面均得到了提升。同时,在很大程度上降低了耗油率。可以看出,采用该技术后,取得了良好的效果。

5润滑油适时更换技术

软化油适时更换技术指的是:定期加测农机润滑油的品质。同时,根据换油标准,购买质量好的润滑油,以此来更换陈旧的润滑油。另外,根据农机技术使用的状态,加强对农机的维修与保养。该技术的内容包括:在检测润滑油黏度、酸碱性、水溶性等性能时采用的技术。通常情况下,在实施以上技术时,要求以更换的标准、周期作为参考,同时对农机的工作状态进行认真分析。采用分析监测技术后,减少了质量好的润滑油在固定更换中被浪费的现象。同时,也避免了对环境造成的污染。不仅如此,利用以上技术后,能够在更换周期前发现有质量问题的润滑油,以便及时更换掉。这样,在很大程度上减少了对农机的损伤,避免了机器故障问题。

6水基清洗技术

水基清洗技术指的是:使用水基清洗剂,彻底清除掉农机零件中的污垢。作为一种新型清洗技术,具有更环保、更高效的作用。水基清洗剂按照一定的比例,将水与表面活性剂、洗涤助剂、增溶剂等混合在一起,以此来彻底清除掉零件表面的霉斑、污垢等。该技术的内容为:清洗剂的配置,超声波清洗,以及高压清洗等。研究表明,使用20 kg有机溶剂对机械零件进行清洗产生的效果,与使用1 kg的水基清洗剂产生的效果是一样的。从成本上来看,1 kg水基清洗剂的费用仅仅是有机溶剂的10%~20%。所以,与有机清洗剂相比,水基清洗剂技术不仅效果好,而且成本低,具有很大的优势。

7柴油机排气污染物减量技术

该技术指的是:采用净化机内、改善燃料的办法,对柴油机的排气进行净化处理。技术内容包括:根据柴油机排气中不同元素的特点,采用转换、还远、过滤的技术,对其净化处理。一般情况下,柴油机的排气元素有:氮氧化物、碳氢化合物、以及其他颗粒物质。实验证明,给柴油机上安装氧化转换仪器后,可以有效减少排气中的一氧化碳、碳化氢,以及PM排放量。另外,安装过滤仪器后,可以将颗粒的过滤率提高到90%。通过以上措施,有效降低了柴油机排气中的污染物。

8胶黏修补堵漏技术

该技术指的是:在农机使用的过程中,由于温度、天气、正常磨损的原因,导致零件破损,或者接缝处出现失连的状态。在处理以上问题时,传统的方式为焊接保养。与此同时,采用胶黏剂可以代替以上工艺,可以恢复零件的正常功能。其技术内容为:对管件、螺纹,以及接头处进行密封、堵漏;恢复磨损件表面的尺寸;对零件进行粘接。采用胶黏剂办法,操作简单、方便,成本低,不要求使用仪器设备。同时,粘结效果好,避免了漏水、漏油的现象。尤其是在处理零件上的砂眼时,效果非常好。

9轴类零件再造技术

轴类零件再造技术指的是:采用堆焊、喷涂的办法,对破损的零件实施修复,从而使零件恢复原本的机械功能。技术内容包括:喷涂、堆焊、刷镀技术。另外,还包括对零件进行检测、校直、预加工、再制造等技术。当农机处于恶劣的工作环境中,导致关键零件遭受极大磨损,甚至报废。在这种情况下,就会带来资源的浪费。实施再造技术后,能够使破损的零件恢复正常功能,不仅减少了维修的费用,而且避免了对正常生产的影响。

10壳体类零再造技术

该技术指的是:采用铸铁冷焊、机械强化等修复技术,对壳体类的零件进行修复,使其恢复原本的密封性、以及功能。其技术内容为:氧—乙炔焊、铝合金氩弧焊、胶黏、机械强化。同时,也包括零件的检测,以及在制造技术等。采用以上技术后,可以有效处理拖拉机的缸体、缸盖等复杂零件的缺陷,从而提高了机械的使用寿命,并且减少了资源的浪费。

11结束语

农机是农业生产的重要工具。当前,为了提高农作物的生产效率,不仅要采用先进的农机设备,而且还要加大农机维修节能减排技术的推广。只有这样,才能在提高产量的同时,减少资源的浪费,最终促进农业生产的长久、稳定发展。本文结合相关经验,介绍了常见的几种农机维修节能减排技术,希望可以得到推广。

参考文献

[1]王艳芝.农机维修节能减排技术推广的分析[J].农民致富之友,2015(23).

[2]孙彦玲,耿立星.节能减排技术—标准油量传递推广及建议[J].农机使用与维修,2014(9).

[3]刘向新,周亚立.我国农业机械能耗现状分析及节能减排技术[J].农机化研究.2015(6).

[4]王心颖.农业机械化节能减排技术体系的构建[J].中国农机化,2014(4).

化工节能减排原理与技术 篇4

2.技术节能：工艺节能，化工单元操作设备节能，化工过程系统节能，控制节能

3.结构节能：产业结构，产品结构，企业结构，地区结构

4.管理节能 ：宏观调控层次，企业经营管理层次

5.控制节能：一方面是节能需要操作控制，另一方面是通过操作控制节能

6.能源：能源是指可以直接或通过转换为人类生产与生活提供能量和动力的物质资源

7.完全热力学平衡：同时满足热平衡、力平衡和化学 同时满足热平衡、力平衡和化学平衡的平衡。

8.不完全热力学平衡：只满足热平衡、力平衡的平衡。

9.可避免损失：技术上和经济上可以避免的最小损失

10.不可避免损失 ：技术上和经济上不可避免的最小损失

11.效率 ：ἠe=E收益/E耗费=（E耗费-EL）/E耗费=1-EL/E耗费=1-ᶘ

12.实用效率：ἠe=E收益/(E耗费-INE)13.夹点技术：

14.网络夹点 ：现行网络中，若单股冷、热流体传热温差到达规定的最小传热温差的点称为网络夹点

15.零改动方案： 改造过程中仅以增加换热器面积来回收热量而不改动换热网络结构的方案 16.一改动方案 ：改造过程中引起换热网络结构一次改动的方案

17.过程夹点 ：对过程进行分析时所确定的夹点 18.热负荷回路：在网络中从一股物流出发，沿与其匹配的物流找下去，又回到此物流，则称在这些匹配的单元之间构成热负荷回路

19.阈值：只需要 只需要一种公用工程的问题称为阈值问题。

二、问答题

1.简述我国的能源资源状况及其特点

经济发展速度快，经济发展水平低；能源消费总量大，人均能耗低；能源消费结构以煤为主，脱离世界能源消费的主流；能源消费引起的污染物排放，已使环境不堪重负；能源资源相对匮乏，长期能源供应面临严重的短缺，需要大量进口，引发能源安全问题；能源利用效率低，能源浪费严重，存在巨大节能潜力。

2.能源按来源分可分为哪几类？试简述之（1）来自地球以外天体的能量；（2）地球本身蕴藏的能量；（3）地球和其他天体相互作用的能量。

3.能源按使用状况可分为哪几类？试简述之（1）常规能源:开发技术较成熟、生产成本较低、大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、水力、石油、天然气等。

（2）新能源：目前尚未得到广泛使用，有待科学技术的发展，以便将来更经济有效开发的能源。如太阳能、地热能、潮汐能等。

4.能源按转换和利用层次可分为哪几类？试简述之

一次能源：：自然界自然存在的未经加工或转换的能源。如石油、天然气、风能等；二次能源：为满足生产工艺或生活上的需要，由一次能源加工转换形成的能源产品。如电、煤气等；终端能源：通过用能设备供消费者使用的能源。

5.能源按对环境的污染程度可分为哪几类？试简述之

(1)清洁能源：无污染或污染小的能源。如太阳能、风能、水力、海洋能、氢能、气体燃料等；（2）非清洁能源：污染大的能源。如煤炭、石油等。

6.简述化工节能减排的意义

1.我国国民经济发展需要；2.资源有限，节能是国民经济持续发展的保证；

3.能源开发需要大量资金和较长周期；4.节能有利于保护环境可减少与能源开采相关的消耗及污染物排放；5.煤、石油、天然气即是能源又是原料节能意味着节约原料；6.节能可促进生产同样能源、更多产品；7.节能可降低成本降低能源成本，则产品成本下降；8.节能能促进管理的改善和技术的进步。

7.简述化工节能的途径

结构节能、管理节能、技术节能、控制节能。8.从我国化学工业的特点出发，谈谈我国化学工业的节能潜力？

1.主要常规能源（煤、石油、天然气）既是能源又是原料，两项相加：占产品成本的25%-40%；2.能源消费以煤为主；3.大宗化学品生产规模小；4.化工行业众多，单位产品能耗差别较大。同一行业，大、小规模也相差较大。

9.简要分析流体流动节能的主要措施

一是设计时要选合适的机械、二是调节负荷变化时采用转速控制。

10.简要分析换热过程节能的主要措施

换热设备的节能方法有：加强设备保温，防止结垢，合理减少传热温差，强化传热：对锅炉和加热炉还有控制过量空气，提高燃烧特性，预热燃烧空气，回收烟气余热；以及采用高效率设备，如热管换热器等。

① 并流改成逆流；②不同温度传热时，选择合适的温差；③ 温差推动力Δt要均匀;④强化传热系数K与传热面积A；⑤ 换热设备的保温。11.简要分析蒸发过程的主要节能措施

预热原料，多效蒸发，热泵蒸发，冷凝水热量的利用。

①利用废热预热原料；②多效蒸发；③二次蒸汽的再压缩等。

12.简要分析精馏过程的主要节能措施

减少回流比，预热进料，塔顶热的利用，使用串联塔，采用热泵，采用中间再废气和中间冷凝器等。

① 尽可能减少回流比；② 预热进料，提高进料焓值，减少传热温差；③ 塔顶蒸汽余热利用；④ 塔釜液余热利用；⑤ 减少再沸器与冷凝器的温差；防垢、除垢、减少传热热阻；⑥ 利用热泵，将冷凝器蒸汽的温度提高，向再沸器供热等。13.简要分析吸收过程的主要节能措施

① 选择合适的溶剂，溶解度大，则循环量小；② 溶解度对温度变化敏感；③ 组织合适的流程，如采用逆流、分段、分级等手段，减少功耗。14.简要分析干燥过程的主要节能措施

控制和减少过量空气，余热回收，排气的再循环，热泵干燥等。

① 控制过量空气，减少加热器的热负荷；② 中间加热，提高热效率，减少传热温差；③ 废气再循环，提高热效率；④ 废气余热回收，减少加热器的热负荷；⑤ 利用热泵，回收热量。15.简要分析反应过程的主要节能措施

（1）吸热反应：合理供热，且反应温度尽可能低。这样可利用余热，节

约高品质燃料。可有不同供热方案。

（2）放热反应：对于放热反应，应合理利用反应热。放热反应的温度应尽可能高，这样，所回收的热量就具有较高的品质，便于能量的更合理的利用。但利用反应热时，要注意反应过程的特点。

16.试比较热效率、㶲效率及实用㶲效率的区别与联系

热效率=η=1-T1/T2；㶲效率=E收益/E耗费；实用㶲效率=E收益/（E耗费-INE）

19.损失功与过程的熵变有何联系？

因不可逆引起的作功能力损失为：EL=T0*△S孤立 20.夹点问题与阈值问题的区别是什么？阈值问题如何设计？

区别：若∆TTHR>∆Tmin，阈值问题。反之，夹点问题 设计： ①阈值问题判断②依据夹点问题进行具体的网络设计

21.换热网络优化设计的具体步骤有哪些？

①夹点技术设计准则②初始网络的生成 ③热负荷回路的断开与换热单元的合并④阈值问题 22.现行换热网络的改造需要哪些步骤？

步骤1：按给定物流数据及费用参数计算不同∆Tmin下的能量目标及面积目标

步骤2：绘出新增面积投资费用与能量节省费用的关系

步骤3：分析现有网络中违反夹点原则的匹配 步骤4：去掉夹点之上的冷却器和夹点之下的加热器，消除跨越夹点的匹配 步骤5：换热网络的进一步调优

23.减少干燥操作过程能耗的途径有哪些？ ①控制过量空气，减少加热器的热负荷②中间加热，提高热效率，减少传热温差③ 废气再循环，提高热效率④废气余热回收，减少加热器的热负荷⑤利用热泵，回收热量。

24.简述传热的节能与强化途径。

可以减少传热温差来节能。强化传热可以增加传热面积，提高传热系数。25.试分析夹点的意义

①夹点确定了换热器设置的原则与方向②夹点限定了能量的回收率

26.最优夹点温差是如何确定的？

①根据经验确定，此时需综合考虑公用工程和换热器设备的价格、换热工质、传热系数、操作弹性等因素

②在不同的夹点温差下，综合出不同的换热网络，而后比较各网络的总费用。总费用最低即为最佳夹点温差

③在网络综合之前，依据冷热复合温焓线，通过数学优化估算最优夹点温差。27.简述夹点技术设计准则

准则 1物流数目准则（1）夹点之上，NH≤NC（2）夹点之下，NH≥ NC

准则2热容流率准则（1）夹点之上，CPH≤CPC（2）夹点之下，CPH≥CPC 准则3最大换热负荷准则

锅炉节能减排技术分析 篇5

一、蒸汽冷凝水回用

在当前能源紧缺的情况下, 蒸汽锅炉冷凝水回收利用, 将产生显著的经济效益。在造纸、纺织印染、石油、化工等行业, 锅炉直接回收利用冷凝水有着广阔的应用前景。

1. 水温不同情况下的能量变化的计算。

蒸汽冷凝水有较高的回水温度, 直接利用蒸汽冷凝水, 可以提高锅炉补给水温度, 降低煤耗。考虑在常温 (25℃) 常压下, 回水温度为80℃, 饱和水的焓值分别为:h2=104.8 KJ/kg, h1=355 k J/kg。根据热力学第一定律, 热量计算公式为:

式 (1) 中, G为水的质量。考虑G=1 kg, 由公式计算得到水的能量变化为250.2 kJ=0.250 2 MJ, 则1 000 kg、80℃的饱和水降温至25℃时, 可以释放出250.2 MJ的能量。因此, 每用1 000 kg蒸汽冷凝水可降低煤耗8.54 kg标准煤 (1 kg标准煤的发热量等于29.27 MJ) 。

2. 节约用盐。

蒸汽冷凝水回用量一般可达到锅炉补给水量的40%～80%, 节约锅炉软水量, 减少了树脂再生次数, 降低了用盐量。如果市政用水硬度在2.0～3.0 mmol/L, 每吨冷凝水可节约用盐量300 g。

3. 蒸汽冷凝水含盐量和溶解固形物含量较低, 可以防止锅炉结垢, 降低排污率, 提高锅炉热效率。

4. 蒸汽冷凝水回用可以提高给水温度, 提高炉膛温度, 有利于燃料的充分燃烧, 减少了烟尘排放量和污水排放量。

二、锅炉的几种热损失

1. 固体不完全燃烧损失。

固体燃料在锅炉中燃烧后形成灰渣, 它的一部分随烟气通过各受热面时少量被分离, 大量在除尘器中落下, 以及从烟囱中排入大气的统称为飞灰。另一部分从炉膛下部排出的称为灰渣。飞灰和灰渣中残存一部分可燃物质。对于层燃炉, 还有少部分燃料未经燃烧就通过炉排通风孔隙漏入灰坑。这3部分就构成了固体不完全燃烧损失。

2. 气体不完全燃烧损失。

燃料在锅炉中燃烧, 除了存在固体不完全燃烧损失外, 还有气体不完全燃烧损失, 它是由于锅炉炉膛出口烟气中含有一部分可燃气体, 如CO、H2和CH4等, 没有燃烧就随同烟气离开锅炉而引起的热损失。

3. 排烟热损失。

由于技术经济条件的限制, 工业锅炉的排烟温度一般为150～180℃或更高一些。许多锅炉没有省煤器或空气预热器, 排烟温度高达300℃以上, 这些温度较高烟气排向大气是工业锅炉的主要热损失之一。

4. 散热损失。

锅炉运行时, 锅炉部分炉墙、锅筒、管道及其他附件等裸露, 使得表面温度高于周围的空气温度, 这些都是不可避免的, 造成锅炉的散热损失。

5. 灰渣物理热损失。

灰渣从锅炉排出的温度很高, 带走部分热量, 它主要取决于燃料灰分, 灰渣温度与灰渣份额。燃烧方式不同, 热损失不同, 但应设法降低。

三、降低各种热损失的措施

由于设计、制造、安装和运行管理等水平的限制, 燃料在锅炉内很难完全燃烧, 造成固体、气体不完全燃烧损失。本文, 笔者提出如下改进建议。

1. 提高炉膛温度。

这样做的原因一是高温下可使用燃料在较短的时间内完全燃烧, 二是高温可提高辐射换热温度。提高炉膛温度的途径主要有:利用耐火砖或耐火混凝土遮挡一部分辐射受热面, 降低炉内水冷温度;增设空气预热器, 使冷风经空气预热器加热后送入炉膛, 增加可入炉热量, 既可提高炉温又能降低排烟热损失。

2. 增设炉拱和二次风。

在炉膛内, 利用耐火砖或耐火混凝土构筑一定形状的炉拱 (前拱、中拱、后拱) 或挡火墙, 可使炉膛形状与各种燃烧设备相匹配, 以造成各种燃料的完全燃烧。尤其对于劣质燃料, 炉拱或挡火墙的重要作用在于保证新煤的引燃和炉内可燃气体与空气混合。对于劣质煤和无烟煤, 引燃是第一位的, 对挥发量高的烟煤, 混合作用是主要的。为使炉内各部烟气混合良好, 使炉内烟气充分扰动, 还可以采用二次送风, 二次送风与炉拱相结合, 效果更好。

3. 采用机械化燃烧设备。

在我国现用的工业锅炉中, 手烧炉还有一定的比例, 1 t/h以下的小容量锅炉应用量大而且范围很广。手烧炉加煤、出灰、拨火等操作全靠人工, 不仅劳动强度大, 而且燃烧效率低, 黑烟滚滚, 对周围环境污染严重。为节省能源, 减轻大气污染, 必须对手烧炉进行技术改造, 对1t/h以下的小容量锅炉应采用机械化燃烧设备。

4. 利用排烟余热。

对于没有尾部受热面的工业锅炉, 应增设省煤器或者空气预热器回收排烟余热, 这是提高锅炉热效率的主要途径。

农机节能减排技术分析论文 篇6

关键词：多功能双层窗,双层玻璃幕墙,节能减排

0 引言

在影响建筑物结构能耗的诸多因素中, 建筑围护结构的保温隔热性能和建筑物的气密性成为最主要的两个影响因素。我国既有建筑中大部分为高能耗的非节能建筑, 与节能工作开展较早的发达国家相比, 外墙传热系数K值是其2.6倍~3.6倍, 屋面是其3.2倍~4.2倍, 外窗是其1.4倍~2.0倍, 门窗空气渗透是其3倍~6倍[1]。为了减少建筑物的结构能耗、降低建筑物能耗水平, 必须增强建筑围护结构的保温隔热性能, 提高门窗的气密性。下文分别介绍了日本企业研发的“多功能双层窗”“双层玻璃幕墙”新技术, 这些新技术在实际应用中取得了很好的节能效果。

1 多功能双层窗

外窗是建筑围护结构中的轻质薄壁构件, 也是建筑节能中最薄弱的关键环节, 其能耗大约是同等面积墙体的4倍、屋顶的5倍[2], 对建筑整体能耗影响较大。目前, 国内对外窗进行改造主要是通过采用新型材料来降低窗户的传热系数以及通过改进窗户结构形式来增加外窗的气密性。在日本, 为了提高居住舒适性, 保证有很好的视野, 很多高层建筑采用了大窗户, 窗户面积大则易受外部影响, 导致窗边的热环境恶化。为了保持室内舒适性就需要更多的空调能量。针对这个问题, 日本大林组公司开发了多功能双层窗[3]。

1.1 多功能双层窗的结构原理

如图1所示, 在密封的双层玻璃窗内装有百叶窗, 窗的上下端各有一个换向阀。上端的换向阀有与通风管道相连、与室外空气相通和关闭三种状态;下端的换向阀有与室内空气相通、与室外空气相通和关闭三种状态。通过换向阀的切换来调节空气的流向, 以适应气候的变化。在一年中, 既可以保持热环境的舒适性, 又可以节省空调能耗。这是一项利用自然能与机械力相乘作用的技术, 解决了原有双层窗的问题, 进一步提高了双层窗的性能。

1.2 多功能双层窗的运行模式

根据一年中的气候变化, 多功能双层窗具有夏季、冬季和春秋季三种运行模式。

1.2.1 夏季模式

调节百叶窗来遮挡直射的太阳光线, 发挥隔热功能。切换下端换向阀使双层窗内部与室外连通, 室外空气从下端换气口进入双层窗内, 双层窗内被太阳辐射而温度升高的空气靠浮力排向室外。这样, 不需要开动风机, 只靠自然能就可以实现隔热作用, 降低了能耗。

1.2.2 冬季模式

冬季模式根据天气状况分为两种:一种是绝热, 即把上下端换向阀关闭, 使双层窗内形成封闭的夹层, 阻止空气流动。这与一般双层窗的作用相同, 空气夹层将室内与室外的热传递阻断, 起到了绝热作用。另一种是把下端换向阀调到双层窗夹层与室内相连、上端换向阀调到与空调管道相通, 使室内空气从下端换向阀进入双层窗夹层, 再经由顶棚内管道与空调返回气流合流。在有日照时通过热回收可以减少供暖负荷。

1.2.3 春秋季模式

春秋季节白天和夜间采用两种模式。夜间把下端换向阀调到双层窗夹层与室内相连、上端换向阀调到与室外相通, 从上端换气口引入冷飕飕的室外空气, 从下端换气口直接吹入室内, 利用夜间凉爽的室外空气把室内的热量驱散。白天把下端换向阀调到双层窗夹层与室外相通、上端换向阀调到与空调管道相通, 利用凉爽的室外空气有效地制冷。

1.3 多功能双层窗的特点及节能效果

与原有的双层窗相比, 多功能双层窗具有如下独特的优越性:

1) 多功能双层窗通过切换空气的流路共有5种工作模式, 可以根据气候情况进行最佳调节。

2) 多功能双层窗将空气流路切换机构小型化, 使窗户厚度从60 cm以上降至20 cm, 节省了空间, 可称为薄型双层窗, 并实现了各楼层单独控制。

3) 由于室内与室外没有直接相通, 所以, 可以防止噪声干扰。

4) 与空调系统相结合, 根据气候情况以每一层为单元调节空气的流动, 能够在一年中保持舒适的热环境, 同时实现空调的节能。

5) 控制成本上升的同时提高节能性能, 投资回收期约为9年。与一般单层窗相比, 原有的双层窗可节能24%, 而多功能双层窗可节能34% (见表1) (其中, 夏季模式节能16%, 冬季的绝热模式节能8%, 冬季的空气流动窗模式节能2%, 春秋季模式节能8%) 。多功能双层窗比原有的双层窗节能13.2%。

%

2 双层玻璃幕墙

为了提高外围护结构的密闭性、降低日照负荷、增强自然换气效果, 日本一些公司开发并应用了双层玻璃幕墙。

2.1 双层玻璃幕墙的结构原理

如图2所示为日本鹿岛建设公司[4]开发的双层玻璃幕墙结构示意图, 图3是其实景照片, 幕墙厚度为600 mm。图2中 (1) 水平遮阳板是为最高层遮阳设置的; (2) 和 (8) 分别是外侧幕墙排气口和进气口, 可以根据不同季节气候情况自动控制开闭; (3) 是外侧用百叶窗, 可以自动控制来遮挡直射光线; (4) 内侧换气窗采用Low-E玻璃, 可以自动控制开关; (5) 内侧幕墙换气窗同样采用Low-E玻璃, 起着隔热作用, 也可以随时打开; (6) 外侧玻璃采用透明玻璃, 便于维护; (7) 栅板, 除了有透气作用外还兼作维修通道。

2.2 双层玻璃幕墙的特点及节能效果

与传统玻璃幕墙相比, 双层玻璃幕墙是一种可以通过两层玻璃幕墙进行室内外空气换气的幕墙结构。

1) 夏季, 放下双层玻璃幕墙内的百叶窗遮挡日光照射。此时, 由于日光产生的热量可以通过室外空气换气而被除去, 所以, 能够减少空调负荷。

2) 冬季, 停止双层幕墙的换气, 借助双层玻璃来提高隔热保温性能。

3) 春秋季节, 可以通过双层玻璃幕墙稳定地自然换气。

3 结语

既有建筑的节能改造由于受到建筑结构特别是承重能力的限制, 过多采取加厚墙体等措施的可能性不大, 最有效的途径就是改造门窗。我国目前既有建筑总量为450亿m2, 大约有80亿m2玻璃门窗的改造量。全国年新增建筑约为20亿m2, 建筑玻璃门窗约4亿m2。在既有建筑节能改造和新建建筑中, 引进国外先进的“多功能双层窗”“双层玻璃幕墙”技术, 将会大幅度提高门窗的气密性, 增强建筑围护结构的保温隔热性能, 取得显著的节能减排效果。

参考文献

[1]卢晨怡, 陈月萍.夏热冬冷地区既有建筑围护结构节能改造技术研究[J].创新科技, 2013 (10) :82-83.

[2]傅树威.既有建筑外围护结构节能改造技术分析[J].节能, 2013 (5) :43-46.

[3]株式会社大林组.多机能ダブルスキンサッシNEXAT[J].BE建築設備, 2011 (6) :20-21.

采用节能减排提高农机利用率 篇7

关键词：节能减排,农机,利用率

我国是农业大国, 农业是支撑我国国民经济的重要因素, 也是保证社会和谐发展的根源。农业现代化是国家现代化的标志, 现代化的农业必须是节约型农业, 随着经济水平和科学技术水平的不断发展, 农机的应用越来越广泛, 但是由于我国农机普遍存在能耗过高、污染严重、设备效率低下的问题, 给节约型农业的发展带来了很大的阻碍, 同时与我国坚持的可持续发展观念也不相协调。因此, 如何提高农机效率和利用率以达到节能减排的效果, 是我们需要研究的重要问题。

1. 农机节能减排现状分析

我国柴油消耗的35%~40%是农机的柴油消耗, 而我国又是农业大国, 所以农机的能源消耗不可小觑。数据显示, 2012年, 我国农业机械化的程度达到了60.8%以上, 而在2012年生产的柴油量达到了15 000多万t, 我国的战略目标是在2020年以前, 实现耕种收机械化水平达到70%, 而达到这个战略目标需要消耗的柴油量至少为7500万t。通过数据分析, 可以看出农业柴油消耗量约占我国年生产石油总量的30%左右, 而农田作业和农业运输占据了农业柴油消耗的70%以上, 消耗柴油最多的农田作业环节为耕整地、收获、种植, 农业大省消耗的柴油量远高于其他省份。

2. 农机能耗高的原因

由于经济条件限制, 传统的农机大部分是小型的, 小型农机具有能耗高、效率低的缺点, 并且可能产生严重的环境污染, 例如现在农村普遍使用的农用三轮车和小型拖拉机等, 都存在上述问题。一般情况下, 农机的发动机使用的是柴油机, 在长时间使用后, 柴油机的活塞等构件会发生磨损, 造成阻力增加, 使功耗增加, 耗油量也随之增加, 但是柴油机功率却逐渐下降, 使用者不重视农机检修, 造成严重的能源浪费;再者, 喷油器可能发生雾化不良或者滴油的问题, 柴油无法充分燃烧, 油耗也会因此增加。使用者在农机出现问题后仍然继续使用, 部分气缸无法正常工作, 会极大地增加油耗。

我国的农田地块较小, 在农田作业时, 农机需要频繁地转移路线或者转弯, 真正作业的时间却不多, 极大地降低了农机利用效率。很多农机操作人员都是农民, 他们的知识水平不高, 也没有节能减排的意识, 没有系统地学习农机操作技能, 造成农机浪费和磨损严重;还有部分农机已经超出了使用年限, 但是使用者不愿花费资金更换, 这些农机油耗非常高, 同时效率也较低, 部件之间较大的阻力会严重的增加耗油量。

3. 推广农机节能减排技术

数据显示, 国外农机油耗比我国农机油耗低30%左右, 所以, 我们需要大力发展新型柴油机技术, 以实现降低排放和节约能源的目标;其次, 农机的使用条件必须得到改善, 我国耕地地块面积小、数量多, 农机作业需要频繁的改换路线和转弯等, 造成效率低下, 资源浪费, 这也是推广农机节能减排必须解决的一个问题。要有效解决农机的节能减排问题, 可以从以下几个方面入手:

(1) 培养节能意识。农机节能减排是一项长期工程, 而农民也就是农机使用者是节能减排的主要力量。我们应加大宣传力度, 营造良好的节能减排氛围, 通过宣传画、讲座等形式, 普及农机节能减排概念, 培养他们的环保意识和节能减排观念。通过调查研究, 找到农机耗能高的原因, 结合当地农业生产的实际情况, 制定完善的节能减排措施。

(2) 选用优良农机。很多农机已经超出了使用期限, 这些农机排放量大并且效率低下, 不符合节能减排的标准。我国有关于农机的相关补贴政策, 我们要善于利用, 尽快用科学技术水平较高的新型农机替换旧的农机设备, 引导农民选购安全、可靠、环保、能耗低的农机, 淘汰污染严重、能耗较高的农机;加强对干部群众的教育力度, 培养农机使用人员的节能减排意识, 提高其整体素质, 逐步对落后农机进行淘汰和更新。

农机节能减排技术分析论文 篇8

关键词：炭素,节能减排,余热利用

1 炭素工业的节能减排要求

1.1 炭素企业节能减排需要解决的主要问题

应将工作的重心放在炭素制品下游行业的提质增效和节能减排上。首先考虑的应该是炭素产品的质量、规格的定位, 然后再考虑炭素生产的过程。炭素制品的能耗并不高, 然而单位产品的能耗指标同国外同类企业相比较高, 尤其是一些特殊的工序, 如石墨化和焙烧, 会消耗很大的能源, 因此应从技术的角度, 提高炭素制品生产的成品率、合格率和实收率, 避免物料过程损失。在制定各种产品的工艺控制条件和工艺流程时, 要根据原料性能和产品质量要求来确定, 加强生产过程管理控制和在线监测, 建立和完善相关的检验制度。对于炭素生产造成的污染物的排放问题, 应着重加以解决, 目前因炭素生产造成的环境污染问题已经成为炭素生产企业必须面对和亟待解决的重要问题。与普通的工业生产不同的是, 炭素生产较为特殊, 在生产中的各个工序都会有废副品产生, 为了保护环境、减少浪费, 应科学利用废副品材料。

1.2 炭素生产节能概念与类型

1.2.1 炭素单位产品能源消耗

炭素单位产品能源消耗包括单位产品综合能耗及炭素生产主要工序单位产品能耗;能耗包括实物消耗和过程消耗;单位产品分为原材料制备、炭制品、石墨制品。因此, 在生产过程中必须加强对原材料与中间产品的管理, 应尽量减少各生产环节的物料损失, 尤其是在煅烧工段严格控制石油焦烧损。

1.2.2 炭素生产企业节能重点

炭素生产企业应积极依靠技术进步, 配置先进的节能设备和节能新工艺, 最大限度的提高炭素企业三大炉窑的热效率, 减少能源损失, 降低企业能源成本。

1.2.3 炭素工业节能过程演化

系统节能是近年来发展起来的一个节能方式, 包括流程优化、技术节能以及管理节能。系统节能是在单体节能的基础上逐渐发展起来的, 将煤炭工业生产看作一个有机而统一的整体。目前炭素制品的生产流程正在向着高度集成、连续化、大型化和自动化的方向发展, 这一点与钢铁工业有些类似, 因此节能的思路和方法也需要随之改变, 而系统节能正是适应了这一趋势和特点。

2 炭素生产过程主要节能技术

2.1 炭素生产设备的主要节能技术成就

随着科技的发展和相关研究的深入, 我国的炭素工业生产已经取得了显著的成果, 在节能技术方面也获得了很大的提高。设备向着大型化的方向发展、新型的节能材料被应用到炭素工业生产中, 热工窑炉的结构也得以改进和优化, 工序产品的质量获得很大提高。在某些技术领域取得了阶段性的进展, 其中的炭素窑炉设备节能技术尤为突出。炉窑设备是炭素生产所需的关键设备, 同时也是产生能源消耗的源头, 因此为实现降低能耗的目的, 优化设备的结构和改进生产工艺是其中的关键。目前, 我国的很多企业和研究机构都开展了对于炉窑设备的更新和技术优化, 如实现配套设施自动化、优化生产操作工业、采用新型节能材料以及优化炉型结构等。研究的方式和手段多种多样, 一些较为高端的科技如计算机仿真, 已经逐渐应用到工业试验中去。

2.2 炭素生产余热利用

2.2.1 余热的种类

燃料是工业窑炉必不可少的能源, 然而燃料燃烧的热效率却不高, 不到总能耗的一半, 而热量损失却很高。热量通常被高温的产品、烟气和炉渣带走, 在冶金方面, 可以利用的余热仅占燃料消耗量的1/3。余热是可燃物料和一次能源转换工程后的产物, 属于二次能源。

2.2.2 炭素余热利用途径

余热是重要的能源, 如果能恰当的应用, 将带来巨大的经济效益。当前, 我国的炭素工业生产中, 主要采用的是间接、直接, 以及二者结合的综合法来利用余热。余热的利用通常是采用热媒作为载热体, 生产流程中上下相关的工序、本工序直接预热燃料或者空气。还可以利用余热来制冷、供热水和供暖, 生产蒸汽用于外卖或者生产, 在发电中也可以利用余热所产生的过热蒸汽。在炭素生产过程中, 一部分工序产生的余热热量非常大、温度很高, 如石墨化、无烟煤电煅烧、石油焦煅烧、焙烧炭素制品等工序, 所产生的价值非常巨大。当前, 煅烧余热已经在很多领域获得了广泛的应用, 而石墨化炉余热和焙烧余热的利用仍处于研究阶段。

3 炭素生产减排技术

3.1 主要污染源和治理方法

炭素生产产生的环境污染以大气污染为主, 主要大气污染物是:沥青烟 (含PAH) 、颗粒物、氟化物、二氧化硫。其中沥青烟气较难处理, 目前常用的处理技术有:沥青烟湿法洗涤净化法 (水洗) 、电捕器捕集法、干料吸附法、蓄热式焚烧法、黑法。

3.2 生制品沥青烟气治理技术

干料黑法吸附是一种常见的处理技术, 而生制品沥青烟气治理技术具有系统流程合理、简洁的特点, 也是干料黑法吸附的一种。这种技术主要用于生产车间, 所采用的焦粉可以循环利用。生制品沥青烟气处理技术具有完全自主的知识产权, 是一项自主创新的技术, 使用起来安全可靠, 吸附的效率很高。除此之外, 在控制技术方面也较为先进, 并且适用于新建工程或者生产线改造的项目。

3.3 焙烧烟气联合法净化

由多种烟气净化方法串联和集成的焙烧烟气联合法, 是一种多级处理的烟气技术, 可以将各种方法, 如干法氧化铝吸附收尘技术、预除尘、电捕焦油、全蒸发喷淋等灵活运用, 实现很好的净化和除尘效果。焙烧烟气联合法具有操作和管理方便、无二次污染、净化效率高的优点。经过该方法净化后的污染物排放指标很低, 甚至可以达到国际标准。

4 炭素生产节能减排技术新动向

当前, 我国的节能减排技术已经获得很大的发展和进步, 并获得了一定的成果。在炭素生产中, 所采用的减排技术则以沥青烟、Ba P、SO2综合减排技术为主要的研究方向, 而节能技术的研究则以炉窑节能为主。目前, 这些技术大部分都在研究和开发阶段。

5 结束语

炉窑设备和工艺过程的污染物排放及节能降耗, 是我国炭素行业实行节能减排必须面对和解决的问题。而解决该问题的关键则是炭素材料产品下游行业的提质增效和节能减排。随着科技的进步, 计算机仿真和优化技术也应用到炉窑设备的设计和优化中, 将炉窑的炉型结构、工艺过程和操作参数加以分析和优化, 从而实现降低能耗、提高设备性能的目的。余热的利用技术具有非常大的经济价值, 且利用的方式和途径较为广泛, 目前很多技术还处于研究阶段, 需要研究人员和生产企业付出更多的努力, 从而推动我国炭素生产的持续健康发展。

参考文献

[1]王绍文, 杨景玲, 等.冶金工业节能减排技术指南[M].北京:化学工业出版社, 2008.

[2]李圣华.炭素厂的消烟除尘和噪声控制[J].炭素技术, 2006 (2) :49-55.

[3]张志超.铝用炭素阳极企业节能[J].炭素技术, 2012 (4) .

[4]张建华.炭素煅烧回转窑热平衡测试及节能减排途径[J].炭素技术, 2011 (6) .

[5]谢晟元.炭素煅烧回转窑及冷却窑SO2烟气净化的探讨[J].青海科技, 2008 (4) .