节能减排效果（共11篇）
节能减排效果 篇1
摘要：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, 分析了两种新技术的结构原理、运行模式及节能减排效果, 指出在既有建筑节能改造和新建建筑中, 可以引进国外先进技术, 增强建筑围护结构的保温隔热性能, 以取得显著的节能减排效果。
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%。
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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.
[4]長谷川俊雄.ZEB実現のための設備技術者の役割[J].BE建築設備, 2011 (8) :33-35.
节能减排效果 篇2
论汽车节能减排措施
摘要：节能减排工作是建设资源节约型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必经之路;是提高人民生活质量,维护中华民族长远利益的必然要求。本文紧跟时代步伐,论述了作为能源消耗和环境污染物排放大户的交通运输行业节能减排工作的影响和治理举措,希望交通运输行业乃至整个社会经济与自然生态系统能够持续、健康、协调、稳定发展。
伴随着高耗能经济增长方式和粗放式的发展模式,中国的环境问题日趋凸现,如河流、空气污染,温室效应,酸雨的影响等环境恶化问题不断加重。而来自调查机构的最新统计数据显示,我国在用机动车的60%-70%属于高能耗、高污染物排放车辆,每年所消耗的燃油、机油的总量占我国成品油年产量的1/2以上,给环境造成了很大的污染。
汽车工业已经成为我国的支柱产业,但节能、环保等问题正成为制约其快速发展的瓶颈,也越来越受到社会的关注和重视。积极发展节能环保型汽车,符合我国能源状况和大众消费水平,有利于缓解能源紧张,保护环境。对于落实国家能源发展战略,加快建设资源节约型社会具有重要意义。汽车节能减排工作任重而道远。交通运输对环境的影响
交通运输对环境的影响特点表现为以下几个方面:
第一,交通运输对生态坏境的破坏主要集中为对大气环境的破坏。这部分污染主要来自于机动车辆的尾气排放,既包括直接排放物对环境的损害,如氮氧化物等,也包括排放物在空气中通过光学作用形成的臭氧等二次污染。此外,也带来一系列诸如噪音污染等诸多问题。第二,交通运输对环境的影响有一定的区域性,主要集中在运输线路周围。以对城市环境的影响为主。第三,交通运输特别是公路交通运输尾气的排放更接近地面,对生态环境和人们健康的影响更为明显。汽车节能减排综合治理措施
2.1 汽车行业节能减排需要国家配套的政策支持
对于我们国家来说,建立并完善节能减排的标准和法规是当前的关键。这样才能促进汽车产业的进步。光靠宣传和教育,节能减排的最终目标恐怕难以实现。我们在完善政策法规时,很多基础性工作要都做扎实,单纯抓数字是远远达不到预期效果的。
比如,我们可以从消费环节入手,推行燃油税等政策的实施。此项措施对于改善用油状况和调整汽车消费市场都有很大帮助。一方面能对消费者形成约束,另一方面能对市场形成调节机制。另外,节能减排的政策体系应该具有系统性,多方面性。即我们应该将约束政策和奖励性措施、激励政策结合起来,系统地发挥作用。设立不同的能耗级别,根据能耗级别进行奖励和惩罚。如美国对节能环保车型有财政补助,另外他们还有“3升车计划”,鼓励汽车企业制造百公里油耗3升的汽车。
2.2 齐抓共管生产、消费环节
节能与环保成了当今汽车制造厂家面临的新使命。他们也是推行节能减排的排头兵,他们身上担负着重大的责任,他们要尽可能地降低油耗。实际上现在我们的企业也开始认识到这一点,他们网络人才,努力提升研发技术水平。相信我们的企业能够克服技术难关,生产出低油耗、低污染的环保型汽车。另一方面,汽车的节能减排不仅是生产企业的责任,同时也是每一位消费者的义务,只有社会各界共同努力,才能早日实现低污染、低油耗。即我们要加强汽车节能减排工作的宣传教育工作,使消费者形成科学的汽车消费、油品消费观念,从消费环节入手,培养消费者养成省油、节油的好习惯。提高汽车节能减排研发技术水平
以内燃机为动力的交通工具,之所以产生高能耗、高污染物排放,主要是油气的供应量不够精确以及燃料燃烧不充分所造成的。我们多采用提高发动机综合性能,车身轻量化等技术措施来提高汽车的节能减排水平。总结为以下几方面:
3.1 提高发动机的综合性能
(1)稀薄燃烧技术。稀薄燃烧技术的最大特点是燃烧效率高,经济、环保,同时还可以提升发动机的功率输出。因为在稀薄燃烧的条件下,由于混合气点火比理论空燃比条件下困难,爆燃也就更不容易发生,因此可以采用较高的压缩比设计来提高热能转换效率,再加上汽油能在过量的空气中充分燃烧,所以在这些条件的支持下能使汽油充分燃烧。(2)汽油机的燃油电子控制喷射技术。燃油电子控制喷射系统是以燃油喷射装置取代化油器,通过微电子技术测量吸入发动机的空气量,再把适量的燃油采取高压喷射的方式供给发动机。燃油电子控制喷射技术的应用,大大改良了汽车的燃油经济性,使得缸内进油更科学,更准确。这种技术可使发动机的功率提高10%,在耗油量相同的情况下,扭矩可增大20%以上,油耗降低10-12%,尾气排放可降低30%-50%。(3)优化设计燃烧系统。它涉及到活塞顶和缸盖的形状,火花塞的位置,进、排气门的尺寸和数量,以及进气口的设计等一系列问题。设计者对燃烧室形状、燃烧室布置以及喷射系统进行优化设计,改良燃烧状况,提高排放标准。(4)闭环控制技术。该系统是一个实时的氧传感器、计算机和燃油量控制装置三者之间闭合的三角关系。采用闭环控制的电喷发动机,由于能使发动机始终在较理想的工况下运行(空燃比偏离理论值不会太多),从而能保证汽车不仅具有较好的动力性能,还能大幅度省油。
3.2 车身轻量化
多使用铝合金或其他轻型材料,减轻汽车零部件质量,降低整车重量,达到节省燃料的目的。
3.3 制动能量回收系统
将制动时产生的热能转换,并将其存储在电容器内,在使用时将其迅速释放。比如,我们可将飞轮与发电机相连接,将动能转化为电能贮存起来。这样既提高了发动机的工作效率,又适度降低了耗油量。
3.4 新型燃料的开发利用
比如以氢气代替燃油作为燃料;开发电动汽车、天然气发动机、混合动力轿车等。
3.5 发展净化汽车尾气技术
(1)三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的C O、H C和N O x等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。(2)OBD(车载自动诊断系统)。这个系统将从发动机的运行状况随时监控汽车是否尾气超标,一旦超标,会马上发出警示。提高驾驶员的技术水平及改善道路交通环境等
同一技术状况的车辆,由于驾驶员的操作时机方法选择不同,其油耗可相差15%-30%甚至更多,也就是说操作因素对油耗的影响较大。笔者认为只要遵照“操作熟练、适时换档、油门适当、合理滑行、预先处理”二十个字,不仅节油效果显著,而且更能延长车辆寿命。另外,道路通行环境也对油耗产生较大影响。我们要尽量避免复杂路况,避开较差的交通环境。做好车辆维护保养工作
车辆的维护水平将直接影响发动机的性能与汽车的行驶阻力等,从而影响车辆的耗油量。另外,前轮定位的正确与否,制动间隙与轮毂轴承的松紧度以及传动系各箱体内润滑油质量的好坏等因素均会影响燃油消耗率。尤其是随着运行里程的增加,发动机、底盘各部的性能变差,耗油量会不断加大。所以,提高汽车日常维护的技术水平就变得尤为重要。我们要改善机件摩擦性能、恢复发动机的密封性,增加气缸压力,定期检查汽车底盘的技术状况等,保证汽车处于良好技术状态。
综上所述,降低燃油消耗与多方面均有密切关系。即汽车的节能减排工作是一项复杂的系统工程,必须摆在突出的战略位置,从战略和全局的高度进行深入分析,充分认识到开展节能减排工作的重要性,通过如政策引导,制度完善,管理升级与技术创新等举措,进一步提高能源利用水平,降低运输污染物的排放。加强行业节能减排的科研力度,加快研究与制订交通行业有关节能减排的标准规范,促进节能减排工作全面升级。
科学发展观是保证汽车工业可持续发展的必要条件。在眼前利益和长远利益发生矛盾时,我们应充分考虑人类的长远利益和我们的生态环境。只有人、车、路、环境的和谐,才能促进我国汽车工业快速发展。同时,这也对我们提出了严峻的挑战。我们应不遗余力地去挖掘降低燃油消耗的潜力,把寻求改善汽车燃油经济性作为长期目标。我们相信,随着新材料的应用、新技术的发展,再加上我们的不懈努力,汽车节能减排工作必将有一个更大的发展和提高,从而推动交通运输行业乃至整个社会经济又好又快的发展。
参考文献
节能减排何处“突围” 篇3
节能减排事关国民经济大局，是一个长期的奋斗目标，政府在其中的作用显然不能缺位。
2006年上半年，山东省政府节约能源办公室成立，专门负责组织协调推进建设节约型社会和资源节约、循环经济、清洁生产等各项工作。山东各市也成立了由市政府主要领导任组长的建设节约型社会领导小组，资源节约工作摆上了政府工作的重要议事日程。济南、淄博、枣庄、滨州、烟台、济宁、德州、临沂等8市组建成立了节能办。
自国务院《关于加强节能工作的决定》下发以来，山东省政府先后出台了《山东省节能目标责任考核办法》、《山东省节能奖励办法》、《山东省超标准耗能加价管理办法(试行)》等一系列节能意见和办法，加大了考核和激励约束力度。在支持政策上，山东省去年设立了省级节能节水专项资金，今年可用资金已达2亿元，各地市也配套设立了1000万元不等的专项节能资金。
今年以来，山东省省市两级已拒批不符合准入条件的项目186个，其中省里拒批项目11个，涉及项目资金58，8亿元。同时，山东省还加快了淘汰高耗能高污染行业落后产能步伐，6月份以来，已经关停了9家小钢厂，年内全省将关停和淘汰落后炼铁能力490万吨、炼钢能力791万吨。
山东省更进一步把节能减排作为调整经济结构的突破口，大力发展循环经济，加快建设节约环保型产业体系。目前，山东省循环经济“123”工程正稳步推进，10个循环经济示范城市、20个示范园区、300个示范企业循环经济综合试点工作已经全面展开。
此外，山东省委、省政府还将今年确定为节能降耗攻坚年，将重点实施“节代石油、锅炉改造、热电联产”等十大节能工程，以加强替代能源开发，优化能源结构，推进节能减排。山东省政府提出的节能减排目标是，到“十一五”末，实现万元GDP能耗比“十五”末降低22％，二氧化硫排放量降低20％，COD排放量降低18％。
至此，山东省政府节能减排工作的力度、深度和广度可谓前所未有。
“技术节能”任重道远
节能减排，新技术节能众望所归。同时，新技术也是实现节能减排最根本的方式。
2006年，山东组织了一批重大节能国债示范项目，济钢高炉煤气发电、山东奥宝化工利用废渣磷石矿生产新型建材以及万华集团能量梯级利用等一批项目成为节能、节水、资源综合利用的技术推广项目。同时，山东发挥省级节能节水专项资金引导作用，首批实施了53个节能节水示范项目。
据透露， “十一五”期间，山东将在全省推广100项重大节能技术、100项重大节能装备和实施100项重大节能示范工程。目前，已经首批选出重大节能技术、重大节能装备和重大节能示范项目各50项予以重点推广。
为此，据山东省经贸委环境与资源处透露，“十一五”期间，山东省政府每年将设立节约型社会科技支撑体系专项经费1500#-元，资助从事“节能、节水、节地、节材、节矿”和循环经济六个领域关键共性和关键技术研究开发，支持先进适用的节约技术和设备的推广应用。
与此同时，企业研发推广新技术的热情也空前高涨。莱钢推进“三干”技术，在国内首次使用高炉煤气全干法除尘技术，较早使用转炉煤气干法除尘技术和干熄焦技术，应用节水水平在全国处于领先水平：潍坊亚星自主开发的40立方米大型氯化釜，使CPE产品电耗每吨降低500度，一年节电4000#-度；烟台万华集团通过实施节能、节水、节煤、废水利用、减排一系列改造项目，在产量增长的情况下，实现废弃物排放、原水消耗总量和原材料单耗三个负增长……
监管紧箍咒与企业自律
5月27日13时30分，位于淄博市博山区的华能白杨河电厂3个小火电机组被全部实施爆破关闭。华能白杨河电厂轰隆的爆炸声，拉开了山东关停小火电机组工作的大幕。
山东省发展改革委主要负责人表示，目前，山东省电力装机总容量达5005万千瓦，其中，像华能白杨河电厂一样在10万千瓦级及以下小火电机组近1400万千瓦，占全省装机总容量的1／4以上。这些小火电机组耗能高，污染排放大。与大型发电机组相比，发同样的电量，小机组比大机组多耗煤30％－50％。去年，全省10万千瓦级及以下小火电机组排放二氧化硫约35万吨，占全省二氧化硫总排放量的25％左右。关停的3个小火电装机总容量5万千瓦，每年可减少排放二氧化硫10400多吨，减少烟尘排放4200吨，年节约标准煤27万吨以上。
2006年，省政府先后组织开展了3次“整治违法排污企业保障群众健康”环保专项行动，检查企业52241家次，对1883起环保违法行为进行了立案查处，对123家排污单位和突出的环境问题进行挂牌督办，对16名相关责任人进行了处理。
在监管越来越严的“紧箍咒”下，企业纷纷加强自律，节能降耗的步伐明显加快，浓厚的节能减排氛围已经在山东企业中形成。
5月25日，在山东省政府与17市政府签订节能目标责任书的同时，103家重点企业也与省政府签订了2007年节能目标责任书。山东各地企业还掀起了签订节能减排承诺书的热潮。
截至2007年6月5日，青岛市共有80家企业签订了节能减排承诺书，他们承诺在2007年中，共减少二氧化硫排放1，5万余吨、化学需氧量3000余吨。这些企业涉及化工、发电、铸造、造纸、医药、酿造等行业，污染物排放数量约占全市的50％以上，其中个别企业是青岛市排污大户。
节能减排效果需要用数据说话 篇4
1.1 能源计量基础知识
1.1.1 常见的能源计量单位
(1) t:吨-重量单位; (2) kg:公斤-重量单位, 1t=1000kg; (3) J:焦 (耳) -热量单位 (常用于蒸汽、热水的热量计算) ; (4) s:秒-时间单位; (5) W:瓦 (特) -功率单位, 1W=1J/1s; (6) m3:立方米-体积或容积单位; (7) kWh:千瓦时-电能单位, 1kWh=1度电; (8) h:小时-时间单位; (9) ℃:摄氏度-温度单位; (10) MPa:兆帕-压力单位
1.1.2 常见的数量级单位
(1) k:103; (2) M:106; (3) G:109
1.1.3 能源测量设备的主要技术指标
(1) 测量范围
一般可在测量设备使用说明书或其他技术资料的技术性能中查到, 在标称范围内, 测量设备的误差处于最大允许误差内的那一部分范围才为测量范围, 也就是说只有在这一部分测量的值, 其准确度才符合要求。
(2) 准确度等级
一般也可以在测量设备使用说明书或其他技术资料的技术性能中查到, 通常用数字表示:如0.1级、0.2级、0.4级、0.5级、1.5级等。若0.4级可以表示为0.4%, 依次类推。数字越小, 则测量设备的准确度等级越高。
有些测量设备的使用说明书中给出最大允许误差值来表示准确度等级, 此时可以用最大允许误差值除以该测量设备的量程, 即可得到该测量设备的准确度等级。例如:某测量仪表, 测量范围为 (0.1～50) kPa, 最大允许误差值0.1kPa, 则可得到:0.1kPa/ (50-0.1) kPa×100%=0.2%, 即该测量仪表的准确度等级为0.2级。
1.1.4 测量装置或测量系统的准确度等级方和根计算法
若一套测量装置 (有几个相关的仪器组成, 每个仪器的准确度等级均已知) , 在测量装置使用说明书 (或其他技术资料) 中未给出准确度等级, 那么如何计算测量装置的准确度等级?
例如:一套测量装置由一个0.2级的传感器, 一个0.5级的变送器, 一个1.0级的显示器组成。
考虑到整个测量装置的误差很小所带来的测量风险, 最后数值取为1.2, 即该测量装置的准确度等级为1.2级。
1.1.5 标准煤
标准煤不是指某一种煤, 在自然界中是不存在的, 也没有任何企业或工厂能生产和加工出来, 也无法在市场上购买到, 它仅仅是一种能源统计换算单位, 目的是为了将各种能源量换算成有统一单位的数值, 以便于统计能源消耗量和对各种能源消耗量进行比较。
1.1.6 折标煤的计算
有关各种能源、各种生物能、各种载能工质与标准煤的折标系数都有相应的规定, 查表就可以找到, 不再一一列出, 下面仅就折算标准煤如何计算, 举例说明。
(1) 20吨原煤相当于多少标准煤?
查表, 折标系数为0.7143吨标准煤
计算如下:20吨×0.7143=14.286吨
即20吨原煤相当于14.286吨标准煤。
其他可类推计算。
(2) 15万立方米的天然气相当于多少标准煤?
查表, 折标系数为13.300吨标准煤
计算如下:15万立方米×13.300=199.5吨
即15万立方米天然气相当于199.5吨标准煤。
其他可类推计算。
1.2 确定能源种类
根据用能单位的用能情况, 确定单位的用能种类。
1.3 根据能源种类确定能源计量
1.3.1 进出厂的一次能源如煤、石油、天然气等;二次能源如电、焦炭、成品油、煤气等, 以及载能工质或载能体, 压缩空气、蒸汽、氮、氧、水等的计量。
1.3.2 自产二次能源和载能工质及动力站 (房) 自产自用的一次能源的计量。
1.3.3 企业在生产过程中能源和载能工质、动能的分配、加工、转换、储运和消耗的计量。
1.4 能源的分级计量
1.4.1 厂 (总厂) 级, 简称为一级, 指以厂级核算需要的计量, 其中包括外购能源进厂数量的计量, 供全厂用的自产能源总量的计量, 以及直接对外结算用能数量的计量等。
1.4.2 车间 (分厂) 级, 简称为二级, 指以车间级核算需要的计量, 其中包括:
1.4.2. 1 厂 (总厂) 对生产车间 (包括生产辅助车间) 能源分配的计量。
1.4.2. 2 厂 (总厂) 对辅助部门能源分配的计量。
1.4.2. 3 能源进入车间 (分厂) 的计量。
1.4.2. 4 车间 (分厂) 自产自用能源的计量。
1.4.3 班组 (车间、工段) 级, 简称为三级, 指对班组 (重要机台) 考核重要的计量, 其中包括:车间 (分厂) 对生产班组 (车间、工段) 分配能源的计量;车间 (分厂) 对辅助部门分配能源的计量;车间 (分厂) 转供外单位能源的计量;班组 (车间) 能耗量的计量;由生活区总表供给各辅助部门能源的计量。
1.4.4 企业生活和辅助部门, 如办公室、食堂、浴室、宿舍、招待所等用能的计量。
1.5
要遵循生产与生活分开计量, 厂内与厂外分开计量, 外销和自用分开计量的原则。
2 能源计量器具的管理
2.1 能源计量器具的配备原则
2.1.1 液体的, 强调要配备相应规格的液体流量计。
2.1.2 固体的, 一般按下列要求配备;年耗能10万吨标准煤以上, 要求配备动态或静动态轨道衡;年耗能5万吨标准煤以上, 要求配备静态轨道衡, 在环境条件不允许配备轨道衡时, 则可配备 (20～30) t地中衡;年耗能1万吨标准煤以上, 要求配备 (20～30) t地中衡;年耗能3000吨标准煤以上, 要求配备 (10～20) t地中衡。
2.2 对已配备的能源计量器具摸清底数
若管理好能源计量器具, 首先要摸清用能单位、主要次级用能单位、主要用能设备的能源计量器具配备数量及其有关信息, 依据这些信息 (序号、计量器具名称、型号规格、准确度等级、测量范围、生产厂家、出厂编号、安装使用地点等) 编制完善的明细表, 以便进一步细化管理的需要。
3 建立完善的制度和标准来保证数据的准确可靠
制订完善的制度和标准是一项重要的基础工作, 它是规范各部门职工在能源管理行为的准则, 是节能降耗工作正常化、制度化、标准化的必然要求。同时制度和标准的制订也有助于使节能降耗工作从少数专业管理人员的行为提高转变为全员性活动。
3.1 制订制度与标准应注意的要点
对国家和地方及部门的节能法规、标准要认真学习吃透;组织编写, 专人撰稿;在编写中要注意征求有关部门与人员的意见;具有统一性与协调性, 各制度、标准的各项规定应注意协调一致;制订的条款即要有定性的规定, 又要有定量的制约;文字力求简练正确, 名词、术语、符号、代号统一;将制订的制度和标准最好先试行, 使之逐步充实、完善。
3.2 企业制订的能源计量与能源计量器具管理制度, 应包括:
能源计量管理制度;能源定量管理制度;用能管理制度;能源定额管理制度;能源计量器具管理制度;能源计量器具周期检定制度;能源计量器具维修制度;奖惩制度。
3.3 企业制订能源管理标准, 应包括:
3.3.1 技术管理标准:
主要指对技术措施项目从分析论证、审查、批准、验收、总结、等一系列过程, 都要制订相应的制度或标准以保证技术措施的项目的实施。
3.3.2 统计报表工作标准:
主要指严格执行国家统计法的各项规定, 统计报表一定要真实反应客观实际, 及时传递, 统计方法和统计口径要保持一致。
3.3.3 用能检查标准:
主要指定期进行用能检查, 并赋予检查人员一定的权力, 如勒令停用, 限期整改和经济处罚的权力。
3.3.4 专职机构工作标准:
主要指通过制订个人工作标准, 将部门职权分解落实为个人职权, 并与经济责任挂钩。
摘要：节能减排工作除了吃透GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求和规定以外, 重点做好能源计量工作, 而能源计量工作的核心是能源计量管理和能源计量器具的管理, 可以说能源计量是个否决性指标, 否则, 各项节能减排措施就无法实施, 即使有了节能减排效果也毫无意义, 所以节能减排工作的效果需要量化, 也就是用数据说话, 解决这一关键问题。
节能减排效果 篇5
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
色彩与节能减排 篇6
朱棣文开出色彩“药方”为地球降温
3月，英国《卫报》就已经掀起了一场“把地球刷白”的环保运动，声称这样可以为地球降温，缓解全球变暖的节奏，这项活动已经引起了美国多个城市的关注，并实际参与其中。“把地球刷白”的运动也启发了美国现任能源部部长朱棣文，在5月26日于伦敦举办的诺贝尔奖获得主研讨会上，他高调开出这样一副简单易行的“药方”，建议全世界都统统刷成白色，以将更多的太阳光和热量反射回太空，还建议将道路、人行道、车辆的颜色也使用浅色涂装，仅粉刷白色房顶一项，就相当于全球汽车11年停驶所减少的碳排放。
自古有之的色彩环保法
位于西班牙南方的最大自治区安达鲁西亚，以其白色山城闻名。山城中所有建筑一律被漆成白色，原因是白色可以反射阳光热量，保持室内凉爽。其实，这一地中海式“降温秘诀”早在古希腊时期已被广泛运用。如今，人们还能够从不少中南欧和北非的山丘上看到用石灰粉刷白的古老村庄。
环保新主张的色彩学依据
“‘把地球刷白’道理很简单，”，用反照率高、反光性强的浅色材料，来取代覆盖城市道路和屋顶的深色材料，通常而言，深色屋顶大约反射10-20％的阳光，浅色的则至少可以反射掉50％。“美国家庭屋顶的平均面积约为1000平方英尺，这么大的一个屋顶，如果用白色材料代替其深色盖顶板或者深色盖顶层，就可以抵消释放到大气中、可使地球升温的10吨二氧化碳。”朱棣文说，地面受太阳光加热，发出红外辐射，这些辐射的热量无法穿过大气中的温室气体散发出去，因此导致地球升温。而白色屋顶大量反射太阳光，有助于减少温室效果。另外，白色屋顶帮助降低建筑物温度，进而减少空调的使用，达到节能减排目的。“如果那座建筑有空调，那么它的温度将会再降低很多，能节省10％或15％的电力。”
不光是炎热地区，这种方法在英国这样气候温和的地区也适用。在冬天，白色屋顶可以反射屋内向外散发的热量，有助于建筑物保温，节约取暖所耗能源。
把地球刷白可以节省多少钱?
“每十平方米的城市地表从深色变为浅色，与防止一吨二氧化碳的排放具有同样的冷却效果。按照现行的碳交易价格水平，1吨二氧化碳价值25美元。”根据美国环保专家阿克巴里的演算，一旦“碳补偿”计划接纳他的计划，那么刷白改造世界的成本就能降低为零，甚至成为赢利的项目。“按照目前的‘碳交易’价格计算，‘凉爽屋顶和道路’作用的价值达1.1万亿美元。”
有人担心白色星球会令人晕眩
广西户用沼气节能减排效果分析 篇7
关键词：农村能源,沼气,节能,减排,效果分析,广西壮族自治区
农业和农村节能减排是国家节能减排的重要组成部分, 农村户用沼气建设又是国家可再生能源的重点项目。近年来, 广西农村沼气建设取得了显著成就, 充分显示出沼气建设的能源效益、环境效益、生态效益和社会效益, 在农村经济建设、农民脱贫致富、农业增效等方面发挥了重要作用。现以王革华等人农村能源建设的节能减排计算方法为依据, 对广西农村户用沼气节能减排量进行估算, 并对户用沼气节能减排的效果进行了分析。
1 户用沼气发展现状
广西各级政府十分重视农村能源建设, 已连续10年将沼气建设列为为民办实事的主要内容, 农村沼气建设实现了跨越式发展。至2010年底, 全区累计建设户用沼气池371座, 沼气池入户率达46%, 入户率居全国第一。建立县级沼气服务站60个, 村级沼气服务网点4 000多个[1]。广西省成为全国农村户用沼气发展最快、最好的省区之一。广西户用沼气的发展, 在开展利用清洁能源的同时, 对于CO2、CH4等温室气体减排及SO2等污染物治理方面也取得了良好效果。
2 户用沼气节能效果分析
2.1 节能量的估算
近年来, 广西省加强对沼气建设和运行的监管力度, 加强农村沼气服务体系建设, 沼气正常使用率处于较高水平。据调查, 广西户用沼气正常使用率超过85%。广西省温热资源丰富, 8~12 m3的户用沼气池可产气360~500 m3/年。年均产气量取400 m3, 2010年广西户用沼气年总产气量为:
沼气的低位热值为20 924 k J/m3, 标煤热值为29 306 k J/kg。按沼气热利用率55%, 标煤热利用率25%计, 广西2010年沼气的使用可节约标煤:
因此, 可节约标煤198.14万t左右。
民用煤的低位热值为20 934 k J/kg, 1 t标煤的热值相当于1.4 t民用煤的热值, 则年可节约民用煤:
秸秆热值 (取玉米秸和稻秸热值的平均值) 为14000k J/kg, 热利用率为13%, 沼气的热利用率为55%。若沼气全部替代秸秆, 参照上述估算方法, 2010年广西农村户用沼气的使用可节省秸秆797.61万t。
薪柴热值 (取马尾松和椴木热值的平均值) 为16665k J/kg, 热利用率为20%, 沼气的热利用率为55%。若沼气全部替代薪柴, 参照以上估算方法, 2010年广西农村户用沼气的使用可节省薪柴435.54万t。
2.2 户用沼气节能效果分析
能源短缺是我国经济社会发展的软肋, 而广西省又是一个能源资源严重缺乏的省区, 尤其是在广大农村, 随着人口不断增长, 人均资源占有量少的矛盾更加突出, 商品能源供应紧张的矛盾更加尖锐, 加上商品能源价格偏高, 部分地区大多数农户仍以薪柴和秸秆为主要生活燃料, 能源转换效率较低。过去大量的薪柴和秸秆被烧掉, 资源浪费严重, 农民主要靠过度樵采林木、山草、秸秆来解决生活燃料问题, 导致森林植被资源过度消耗, 生态环境恶化, 严重影响了农业可持续发展。
广西省充分利用农村丰富的人畜粪便及其他可再生能源资源, 大力开展农村户用沼气建设, 有效开发和节约了能源, 提高能源和资源的使用效率, 提升农村用能品位和用能水平, 节约了有限的薪柴和秸秆资源, 提高农民的生活水平和生活质量, 达到遏制植被破坏、保护生态环境的目的。
根据对2008年和2009年《广西年鉴》有关农村能源构成统计, 在广西农村生活用能中, 按标煤量折算, 秸秆占19%, 薪柴占25%, 煤炭、液化石油气等商品能源占48%, 沼气占8%。沼气的使用, 一是减少了秸秆的消耗。节省的秸秆可用来还田, 增加土壤肥力;可用作饲料, 发展畜牧业;也可作为工业原料, 增加收入。二是减少薪柴的消耗, 可节省砍柴用工, 有效保护林木资源, 保护生态环境, 提高森林覆盖率。三是减少商品能源的使用, 可节省购买煤炭、液化气等资金及运输费用, 减少了日常的经济开支。据调查, 一个沼气使用正常的农户, 年可节省液化石油气8~11罐, 按每罐110元计, 节省燃料支出900~1 200元。在以秸秆或薪柴为主要生活能源的农户, 沼气可替代80%以上的生活用能, 相当于节省秸秆2.53 t, 或节省薪柴1.38 t, 相当于保护林地面积0.2 hm2。
取农户年使用沼气400 m3, 燃气灶沼气的热效率为55%, 那么农户年消耗沼气得到的热量为:
将沼气的全年收益按全年总热量分别需煤炭、液化石油气、薪柴加热所相应消耗能源的费用平均值计算, 得到的沼气能源替代效益见表1。
由此可估算出, 广西户用沼气正常运行, 农户年可节省生活用能支出43.29亿元, 有效保护林地面积63.07万hm2。
3 户用沼气减排效果分析
3.1 减排CO2量的估算
开发利用农村户用沼气在增加能源供应的同时, 替代了传统能源, 对温室气体减排也起到积极作用。使用户用沼气减排CO2的效果表现为沼气替代的煤炭或薪柴所排放的CO2与沼气燃烧排放的CO2之差。
根据王革华等人[2]的计算方法, 燃烧煤炭CO2排放量的计算公式为:
式 (1) 中, CP为含碳量, Cs为产品固碳量, Co为碳氧化率, 44/12为CO2分子量与C原子量之比。产品固碳量是指燃料作非能源用, 碳分解进入产品而不排放碳或不立即排放碳的。在农村能源建设中, 一般不考虑这部分能源。含碳量的计算为燃料的热值与碳排放系数之积。对于煤炭, 热值为0.020 9 TJ/t, 碳排放系数为24.26 t/TJ。碳氧化率取80% (按民用炉灶) 。因此, 燃煤的CO2排放量为:
式 (2) 中, CO2煤为燃烧煤炭的CO2排放量 (t) , C民为民用煤消耗量 (t) 。
沼气的热值取20 900 k J/m3, 碳排放系数为15.3 t/TJ。因此, 沼气的CO2排放量为:
式 (3) 中CO2沼气为燃烧沼气的CO2排放量 (t) , B沼气为沼气消耗量 (万m3) 。
按照获得等量的有效能来计算, 1 m3沼气可以替代煤炭2 kg。使用沼气减排CO2应为沼气替代的煤炭的排放量与沼气燃烧排放量之差。根据公式 (2) 、 (3) 得到:
广西省2010年户用沼气年产气量为126 140万m3, 根据公式 (4) 得到使用沼气减排CO2量为:
即CO2总减排量约为227.24万t。
其实, 沼气等生物质的利用并没有增加大气CO2。生物质在光合作用下, 吸收CO2, 转化成葡萄糖。虽然生物质燃烧、腐烂、被动物采食至动物死亡都会释放CO2。但根据能量守恒原理, 总碳量是平衡的。
而石油、煤炭、天然气的利用会释放CO2, 不可能被近几年或十几年生物质吸收, 最终会增加大气CO2含量, 导致温室效应。因此, 在确定户用沼气CO2减排量时可不计算沼气燃烧释放的CO2, 只单算沼气替代民用煤燃烧时产生的CO2量即可。即:
3.2 减排SO2量的估算
2010年广西农村户用沼气产气量为126 140万m3, 可替代民用燃煤277.40万t。农村使用的煤炭, 含硫量平均为0.84%, SO2排放系数为16 (每t煤SO2的kg数) 。根据王革华等人[2]的SO2排放估算公式:
根据式 (5) 可估算出使用沼气替代民用煤减排SO2的量为:
即减排SO2约为3.73万t。
3.3 减排CH4量的估算
CH4是地球大气中一种重要的温室气体, 对温室效应的贡献率约为20%, 仅次于CO2。畜禽粪便和有机污水的CH4排放是温室气体的一个重要来源。户用沼气将畜禽及人的粪污作为原料进行厌氧发酵, 产生的沼气作为生活能源, 避免了CH4的直接排放。
沼气中CH4的含量为50%~70%。若含量按60%, 密度按0.717 g/L (7.17 t/万m3) 计, 估算出2010年广西户用沼气CH4减排量为:
即减排CH4约为54.27万t。
3.4 户用沼气减排效果分析
据统计, 2009年广西省农村人口为2 952万人, 占广西省总人口的60.8%。柴草、秸秆和低质量的煤是多数农村地区的主要生活能源。一些相对贫困的山区, 由于燃烧方式落后, 燃料在简陋的炉灶中不完全燃烧, 产生大量的有害物质, 加之房屋建筑老旧, 通风不良, 直接危害着农村居民的身体健康。研究表明, 煤炭燃烧产生CO、SO2、CO2、总悬浮颗粒物 (TSP) 的浓度分别比沼气燃烧高出73.94%、83.80%、27.00%、77.00%[3]。
农村户用沼气建设是减少农村室内外空气污染的一种行之有效的方式。沼气是一种优质的清洁能源, 正常燃烧后无烟无尘。农村居民使用清洁的沼气和干净的厨房, 改善了庭院环境卫生, 室内环境质量水平有很大提高, 大大减少了急性呼吸道感染、肺癌等呼吸系统疾病的发生。
饲养猪、牛是部分农户的主要经济来源之一, 但多数农户习惯于把畜禽舍与厨房或其他生活区相邻而建, 造成畜禽舍内NH3及其他污染物聚集到相邻的生活区内。农村户用沼气建设实行“一池三改”, 在进行沼气池建设的同时, 同步进行改厨、改圈、改厕。畜禽舍、厕所与沼气池相连, 人、畜粪便直接进入沼气池, 密闭发酵, 95%以上病菌、虫卵被杀死, 减少了蚊蝇孳生, 减少了各种疾病的发生与传播。对沼气示范村的调查显示, 肠道传染病发病率平均下降91.1%, 寄生虫病的感染率下降56.9~90.6%[4]。
在导致气候变化的各种温室气体中, CO2的贡献占50%以上, 而人类活动排放的CO2有70%来自化石燃料的燃烧。而且, 以SO2为主的污染物对温室气体有明显的协同作用。2010年广西农村户用沼气池的使用在增加198万t标煤当量能源的同时, 可减排CO2412.49万t、SO23.73万t及CH454.27万t, 为国家减少温室气体排放, 应对气候变化及实现节能减排目标做出了应有的贡献。
4 户用沼气节能减排展望
发展农村沼气是建设社会主义新农村的一项惠民工程, 深受广大农民群众的欢迎。沼气建设在节能减排、促进经济增长方式转变、进一步解放和发展农村生产力, 实现传统农业向现代农业跨越等方面, 起到了积极的作用。沼气代柴代煤, 既节能降耗, 又治污减排[5], 有利于巩固退耕还林的成果, 有效地保护生态环境, 促进广西生态文明示范区建设。
十二五期间, 广西继续按照国家发展绿色经济、建设资源节约型社会和社会主义新农村的总体要求, 把农村沼气作为发展现代农业、推进新农村建设的系统工程, 进一步加大建设力度, 促进农村沼气发展上规模、上水平, 让更多农民受益。根据规划, 十二五期间, 广西省将建设农村户用沼气池50万座, 维修改造病废池25万座。至2015年全区沼气池将超过400万座, 入户率保持在50%左右, 使用率达到90%以上, 使广西省成为全国基本普及沼气的示范省区。这样, 广西户用沼气年可节约标煤达到230万t, 减排CO2、CH4等温室气体500余万t。
5 结语
广西农村户用沼气建设可有效促进可再生能源的应用, 节省大量薪柴、秸秆及煤炭、液化石油气等商品能源, 对促进农民增收致富及农村生态环境保护发挥了重要作用。广西农村户用沼气建设有效利用了农村生活、生产中的废弃物, 可有效减少CO2、CH4等温室气体及SO2等污染物的排放, 改善了农村环境质量, 对提高农民身体健康水平, 减少农业和农村温室气体排放具有重大意义。
参考文献
[1]李建新, 杨焕新.“十二五”广西将实现基本普及沼气的示范省区目标[J].广西林业, 2011 (2) :28.
[2]王革华.农村能源建设对减排SO2和CO2贡献分析方法[J].农业工程学报, 1999 (3) :169-172.
[3]张培栋, 王刚.中国农村户用沼气工程建设对减排CO2和SO2的贡献——分析与预测[J].农业工程学报, 2005, 21 (12) :147-151.
[4]宋洪川, 谢建.农村沼气实用技术[M].北京:化学工业出版社, 2011.
节能减排效果 篇8
1 企业节能减排效果综合评价指标体系设计原则
很多人错误的认为综合评价指标体系就是将一些指标组合到一起即可, 这样设计出来的综合评价指标体系明显是不合理的, 不仅会对企业的节能减排的效果做出错误评价, 甚至影响企业正常的节能减排。在设计综合评价指标体系时, 应当遵循以下原则:
1.1 科学与实用的原则
科学和实用是建立所有体系的共同前提, 企业节能减排效果综合评价指标体系的设计同样如此, 应当将科学、实用放在第一位。在设计时, 要牢牢把握节能减排的特点, 将所有因素考虑进去, 指标的选择要科学, 确保能够将企业节能减排效果的内在规律体现出来;同时要尽可能客观、全面的描述企业节能减排效果。
1.2 系统与层次的原则
企业节能减排效果评价是非常复杂的, 因此, 综合评价指标体系也具有一定的复杂性, 要求以系统观点为根本, 能够客观的对企业节能减排效果组成要素进行描述。要按照一定规则将这些子系统结合到一起, 不同层次需要采用与之对应的不同指标, 只有这样, 企业才能方便的对系统进行操作, 为节能减排效果的评价提供科学依据, 确保评价结果的准确性。
1.3 可测与可比的原则
在设计综合评价指标体系时应当做到量化, 但同时我们也发现, 一些指标是难以量化或者是无法量化的, 在这种情况下, 只能采用定性指标进行描述。需要注意的是, 虽为定性指标, 但仍然需要和量化手段相对应。此外, 在指标计算方法上应当尽可能简单, 但是必须要明确, 数据的获取也应当简单和可靠[1]。
1.4 完备与简明的原则
我们知道, 节能减排涉及到企业的方方面面, 同时也会受到很多因素的影响, 因此, 在对评价指标体系进行设计时要考虑到方方面面, 以免将重要信息遗漏。但是指标的内容应当是简明扼要、准确的, 并且还要具有一定的代表性, 不能出现相同或者是相似的变量。
2 企业节能减排效果综合评价指标体系的构建
2.1 体系内容
按照上述设计原则, 构建资源消耗、污染物排放、综合利用、无害化和支撑能力五个指标, 这五个指标为一级指标, 分别划分为二级指标和三级指标。由于篇幅有限, 在这里不将体系的具体内容展示出来, 通过“主要指标内容说明”进行介绍。
2.2 体系特点
2.2.1 硬、软指标有机结合
所谓硬指标, 实际上指的就是可测度指标, 硬指标的获取主要来自于企业统计资料和财务;软指标是法律和政策层面的指标, 软指标的获取主要来自于专家调查和问卷调查。
2.2.2 研发与生产并重
评价指标体系强调的不仅仅是企业生产过程, 在产品设计和研究阶段评价指标体系就已经深入其中。作为企业, 只有在研发阶段就已经重视节能减排, 才可能达到节能减排的真正目的。
2.2.3 节约与替代相统一
评价指标体系不仅注重资源的节约利用, 同时也强调对清洁能源的使用。新型能源的使用使得污染物的排放量大大减少, 有效解决了长期以来困扰企业的能源问题, 是企业实现可持续发展的重要保障。
2.3 主要指标内容说明
2.3.1 资源消耗
(1) 节能。节能是企业建设非常重要的一个环节, 直接关系到企业能够实现对能源的合理利用, 企业要想实现可持续发展, 也必须要以节能为前提[2]。节能通过下面两个指标体现出来:
(1) 单位产值能耗比例。是指企业增加单位产值所消耗的能源。
(2) 能源重复利用率。是指企业在生产过程中对能源的回收再利用率。
(2) 节水。任何企业都离不开水, 而水也是企业节能的一个重要内容。通过下面两个指标体现出来:
(1) 单位产品用水量。是指企业每生产一单位产品所需要的水量。
(2) 生产用水重复利用率。是指在一定时间内, 重复利用水量和总用水量的比值。
(3) 节材。企业生产自然离不开材料, 而材料的节约也是节能的重要内容。通过下面两个指标体现出来:
(1) 单位产值原材料使用量。是指企业每生产一单位产品所需要的原材料。
(2) 单位面积建材使用量。是指企业建设厂房或其它建筑时所消耗的建筑材料。
2.3.2 污染物排放
企业污染物主要有三种类型, 分别是废水、废气和固体废弃物, 这也是评价指标体系污染物排放的三个指标。
2.3.3 综合利用
(1) 固体废弃物。通过下面三个指标体现出来:
(1) 生产废料回收利用率。是指企业生产废料回收利用额占总额的比率。
(2) 生产垃圾回收利用率。是指企业回收利用的生产垃圾的回收利用程度。
(3) 生活垃圾资源化率。是指企业回收利用的生活的垃圾占生活垃圾的总额的比率。
(2) 废气。通过下面两个指标体现出来:
(1) 生产废气循环利用率。是指企业回收利用的废气占总额的比率。
(2) 生产余热循环利用率。是指企业收回的余热循环利用的比率。
(3) 废水。通过下面两个指标体现出来:
(1) 生产废液重复利用率。是指企业在生产过程中产生的废液的回收利用比率。
(2) 生产废水重复利用率。是指企业在生产过程中经过处理的废水循环使用的比率。
(4) 可再生资源。通过下面两个指标体现出来:
(1) 废气有色金属回收利用率。指企业回收利用的废弃有色金属占产生的废弃有色金属的比率。
(2) 废气非金属回收利用率。指企业回收利用的废弃非金属占产生的废弃非金属的比率。
2.3.4 无害化
(1) 达标率。主要通过下面三个指标体现出来:
(1) 废水排放达标率。是指企业排放的废水达到国家排放标准的比率。如果指标越大, 说明企业对废水排放就越重视。
(2) 废气排放达标率。是指企业排放的废气达到国家排放标准的比率。
(3) 危险废弃物无害化处理率。指企业生产过程中产生的危险废弃物无害化处理的比率。
(2) 绿色资源使用。绿色能源实际上就是我们平时所说的清洁能源, 是一种没有污染的能源。绿色资源的使用能够在很大程度上减少污染物的排放, 达到节能减排的效果。通过下面三个指标体现出来:
(1) 可再生能源利用率。指企业生产过程中使用的可再生能源占使用总能源的比率。
(2) 绿色建材利用率。企业在建设厂房、办公室等所采用的绿色建筑材料占总建筑材料的比率。
(3) 绿色材料综合利用率。指企业在生产过程中采用的绿色原材料占总原材料使用量的比率。
3 结语
随着环境污染问题越来越严重, 节能减排的任务也越来越重, 国内学者陆续展开了研究。但是, 国内学者对这一问题的研究主要集中在政策方面, 而系统的评价指标体系的构建研究还比较少, 而本文就是从这一方面入手展开研究简单说明了体系的设计原则, 具体分析了体系的构建方法, 旨在为企业构建节能减排效果综合评价指标体系提供参考。
参考文献
[1]胡书林.煤炭企业节能减排综合评价指标体系研究[J].盐城师范学院学报 (人文社会科学版) , 2014 (1) .
[2]陈素琴, 李益娟, 李献刚, 陆萍.基于低碳经济的江苏化工企业“节能减排”投资绩效评价指标体系研究[J].生态经济 (学术版) , 2012 (1) .
节能减排效果 篇9
运力结构调整节能减排效果评价采用有无对比法, 即将运力结构调整后车辆年度能源消耗与假设运力结构没有调整, 完成同等货物周转量车辆年度能源消耗进行对比。本文采用运力结构调整后的车型与调整前的中型车能源消耗与CO2排放量进行对比, 测算其节能减排效果。
2 评价模型
将鼓励发展的大型车按照吨位分为2类, 一类是20 t以上大型车, 二是8～20 t大型车。以20 t以上大型车节能量计算为例, 其年节能量等于完成同等货物周转量条件下, 20 t以上大型车能耗与中型车能耗的差值, 节能量E和温室气体减排量C的计算公式如下:
undefined
式中, E20为20 t以上大型车的节能量;Ea为8～20 t大型车的节能量;Na为新增20 t及以上大型车的数量;P20 为新增8～20 t (含8 t) 大型车的数量;P20为20 t及以上大型车百t·km耗油量;P8为8～20 t (含8 t) 以上大型车百t·km耗油量;P4为中型车百t·km耗油量;L20为20 t及以上大型车年均行驶里程;La为8～20 t (含8 t) 大型车年均行驶里程;a20为20 t及以上大型车平均吨位;a8为8～20 t (含8 t) 大型车平均吨位;a4为中型车平均吨位;μ20为20 t及以上大型车平均实载率;μ8为8～20 t (含8 t) 大型车平均实载率;μ4为中型车平均实载率;β为柴油的密度, 本研究取β=8.4 t/万L;EF1为柴油的CO2排放因子, 本研究取EF1=3.14。
3 评价方法
大型车的节能减排效益的计算采用如下方法。
步骤1:确定新增20 t及以上和8～20 t大型车的数量;
步骤2:确定10 km燃料消耗量, 可以采取调查方式获取, 确定中型车、8～20 t和20 t以上货车平均百km燃料消耗量。本研究缺省值取《全国交通统计资料汇编2008》车船燃油单耗的数据, 详见表1。
注:数据来源于《2008年全国交通统计资料汇编》。
步骤3:确定年均货物周转量。根据调查获知8～20 t和20 t以上货车年均行驶里程和实载率, 确定其年均货物周转量, 并让中型车货物周转量与其相等, 本研究各车型年均行驶里程的缺省值如表2。
注:数据来源于2008年初展开的第1次全国污染源普查。8～20 t和20 t以上车型的年均行驶里程都取105 600 km。
步骤4:确定同等货物周转量条件下, 不同车型的年均燃料消耗量, 并计算其差值, 得到20 t以上大型车和8～20 t大型车的年度节能量。
步骤5:根据年均节能量和步骤1确定的车辆数, 计算得到所有新增大型车的年节能量, 再乘以大型车的平均使用年限, 得到大型车的节能量。
步骤6:根据公式 (2) 计算温室气体减排量C。
4 应用案例
《浙江省道路运输行业节能减排与安全生产设备更新补助资金管理办法》对大吨位货运车辆购置给予资金补助。该项政策针对货运车辆的补助车型主要有大型危险货物运输专用槽罐车、大型厢式车、大型牵引车和挂车等。补助的资金标准为10 000～30 000元不等。该项政策的时间范围是2010—2014年。
杭州市积极推进贯彻该项政策, 鼓励货运车辆向厢式化、大型化和专业化方向发展。计划2010—2012年重型车从8 335辆增加到10 647辆, 增加重型车2 312辆, 年均增加重型车771辆, 重型车占营运车辆比重由10.7%提高到15%。已知杭州市现有重型车中8～20 t 货车8 080辆, 20 t及以上货车2 055辆。根据评价模型和评价方法对杭州市2010—2012年鼓励重型车发展的政策的节能减排效果进行评价。
步骤1:确定杭州市2010—2012年新增20 t及以上和8～20 t大型车的数量, N20=578辆, N8=1 734辆;
步骤2:确定百公里燃料消耗量, 根据表1, 取P20=35.0L/百km, Pa=30.7L/百km, P4=20.2L/百km;
步骤3:确定年均货物周转量。由表2可知年均行驶里程L20=105 600 km, La=105 600 km;平均实载率μ20=μ8=μ4=0.7;平均吨位a20=28, a8=14, a4=3, 则8～20 t单车年均货物周转量等于L8×a8×μg=105 600×14×0.7=1 034 880 t·km, 20 t及以上单车年均货物周转量等于L20×a20×μ20=105 600×28×0.7=2 069 760 t·km, 计算20 t及以上车辆和8～20 t车辆的节能量时, 分别让中型车完成同等货物周转量。
步骤4:确定同等货物周转量条件下, 不同车型的年均燃料消耗量, 并计算其差值, 得到20 t以上大型车和8～20 t大型车的年度节能量。E20= (20.2÷3÷0.7-35.0÷28÷0.7) ×106 500×28÷100×0.7÷10 000=16.351 3万L, E8= (20.2÷3÷0.7-30.7÷14÷0.7) ×106 500×14÷100×0.7÷10 000=6.769 9万L。
步骤5:计算得到所有新增大型车的年节能量, 再乘以大型车的平均使用年限, 得到大型车的节能量。E=E20×N20+E8×Na=1.351 3×578+6.769 9×1 734=21 190万L。假设大型车的平均使用年限为6a, 则新增大型车的总节能量为21 190×6=127 140万L柴油。
步骤6:计算温室气体减排量, C=127 140×8.4×3.14=3 353 445 t=335.34万t。
5 结论
节能减排效果 篇10
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为烤烟品种K326中部烟叶;供试能源为生物质颗粒和煤/柴混合, 对常规燃料密集烤房燃烧系统进行改造, 并配备相应的燃烧机。2015年8—9月在腾冲西康河烘烤工场进行对比试验。
生物质燃烧机主要技术参数:供电电源及容量AC 220V/10 A;额定满负荷耗料25 kg/h;燃烧温度800℃以上;使用燃料外径Φ8~12的生物质颗粒;平均功率0.09 k W;燃烧效率>90%;温度控制精度±0.5℃;烧嘴高度可调范围200 mm。
1.2 试验设计
处理1 (CK) :常规燃烧系统, 燃料为煤/柴混合 (煤为保山地区褐煤, 柴为松树干枝条) 。处理2:生物质颗粒燃烧系统, 燃料为生物质颗粒 (80%烟杆与20%锯末通过冷压生产工艺制备) 。
1.3 检测项目与方法
对不同燃料进行工业分析和全元素分析, 对比其基础特性;对不同燃料烘烤能耗进行分析, 对比其节能效果;对不同燃料烤房烟囱处烟气进行分析 (主要污染物CO、SO2、NOX、H2S) , 对比其减排效果。污染物排放检测:委托云南省能源技术中心, 依据《节能监测技术通则》 (GB/T 15316—2009) 、《评价企业合理用热技术通则》 (GB/T 3486—1993) 、《工业锅炉节能监测方法》 (GB/T 15371—2009) , 分别对不同能源密集烤房整个烘烤过程的排放进行监测。
1.4 数据分析
采用Excel进行数据处理和分析, 烟气排放量计算公式如下:
烟气排放量计算根据以上公式, 采用Excel进行数据处理和分析。
2 结果与分析
2.1 不同燃料基础特性比较
对不同燃料取样进行工业分析和全元素分析, 各样品分析结果如表1所示。可以看出, 生物质颗粒燃料挥发分含量较高, 元素组成中具有较高C和O含量, 有利于燃料燃烧, S含量较低, 燃烧向空气排放的硫化物量相对减少, 低位发热量为16.028 MJ/kg, 生物质颗粒燃烧基础特性与纯柴相当。保山地区的褐煤燃烧过程中挥发分较生物质颗粒燃料降低46.13个百分点, 灰分提高7.72个百分点, 元素组成中C和O含量相对较低, 燃烧性能相对较差, 低位发热量为8.617 MJ/kg。
注:表中数据为收到基 (dr) 质量分数。
2.2 不同能源密集烤房能耗比较
采用三段式烘烤工艺进行烟叶烘烤, 通过燃料消耗量和单位燃料燃烧发热量折算出整个烘烤工艺燃料燃烧输入总热量, 然后进行单位能耗对比, 由于生物燃烧颗粒燃烧机的使用, 可实现燃料的精准控制, 避免燃料的无效燃烧, 提高燃料利用率。从表2可以看出, 整个烘烤工艺生物质颗粒燃料燃烧输入总热量较煤柴混合燃料降低32.5%, 烘烤耗时缩短4.2 h/炉, 燃料消耗总量减少527 kg/炉;单位时间耗燃料量7.49 kg/h, 干烟消耗热量27 180 k J/kg, 降幅分别为32.2%、31.8%。按照汽化1 kg烟叶水分理论需热量2 570.7k J推算, 采用生物质颗粒密集烤房烟叶水分蒸发消耗热量4 931 k J/kg, 热量利用率为52.1%, 较煤柴混合烤房烟叶水分蒸发消耗热量降低16.1%, 热量利用率提高8.4个百分点。生物质颗粒密集烤房烟叶烘烤节能效果明显。
注:处理1的耗燃料量柴、煤分别为1 232、304 kg/炉。
2.3 不同能源密集烤房减排比较
在烤烟整个烘烤工艺过程中实时监测烟囱中的烟气参数, 最后根据多次实测值, 平均得出烟气的具体成分, 结果见表3。同时, 对燃料进行取样进行基础特性化验, 结果见表4。
由表3中的实测数据计算不同燃料燃烧过程中过量空气系数。由于煤柴混合燃料燃烧后有残渣, 结合表4中残渣基础特性化验数据分析可以看出, 燃煤中炉渣残炭为26.66%, q4 (机械未完全燃烧损失) 为10.66%, Kq4为0.893 4 k J/ (m2·h·℃) , 过量空气系数可以通过公式 (1) 进行计算, apy (煤/柴混合) 结果为1.57;由于生物质颗粒燃料燃烧后几乎无残渣, 过量空气系数可以通过公式 (2) 进行计算, apy (生物质颗粒) 结果为0.92。烟囱处气体温度两者差异不大。
根据表4中褐煤、柴、生物质颗粒基础特性化验数据带入公式 (3) ~ (8) , 进行不同能源密集烤房烟气排放量推算, 计算结果见表5。可以看出, 每燃烧1 kg生物质颗粒, 可以释放出5.17 Nm3的烟气体积, 被测试的生物质烤房在完成整个烤烟工艺过程中共燃烧了1 009 kg生物质, 产生5 216.53 Nm3的烟气量。每燃烧1 kg木柴, 向外界排放8.92Nm3的烟气, 每燃烧1 kg褐煤, 向外界排放5.50 Nm3的烟气, 被测试的煤柴烤房在完成整个烤烟工艺过程中共消耗1 232 kg木柴和304 kg的褐煤, 木柴燃烧产生10 989.44 Nm3的烟气量, 褐煤燃烧产生1 672 Nm3的烟气量, 整个烤烟工艺过程中煤柴烤房共向外界排放了12 661.44 Nm3的烟气量。
(%)
注:检测项目中小写字母, d表示干基;ad表示空气干燥基;ar表示收到基;daf表示干燥无灰基。
(Nm3·kg-1)
根据表3烟气成分分析结果, 进行单位换算后, 可以计算出完成整个烤烟工艺不同能源烤房向外界排放的气体质量, 结果见表6、7。可以看出, 对单位干烟主要污染排放总量进行推算, 采用生物质颗粒燃料1 kg干烟主要污染物排放总量为1 948.161 g, 较煤柴混合烘烤5 148.733 g减少3 200.572 g, 降幅62.16%, 其中除NO增加0.597 g外, CO2、CO、SO2分别减少3 102.882、91.685、6.602 g, 降幅分别为61.52%、95.91%、98.14%, 减排效果明显。
注:单位换算根据M1=V1/V2×M2, 其中:M1为排放气体质量, V1为排放气体体积, M2为气体摩尔质量, V2为气体摩尔体积 (22.4 L/mol) 。
注:处理1的耗燃料量煤、柴分别为304、1 232 kg/炉。
3 结论与讨论
3.1 生物质颗粒燃料密集烤房节能经济效益
生物质颗粒燃料密集烤采用自动化燃烧机, 燃料燃烧充分, 热能利用率可以达燃料低位发热量50%左右, 而以燃煤为主密集烤房热能利用率仅仅为20%~35%[14,15], 生物质密集烤房热能利用率得到明显提高。同时, 在整个烘烤工艺过程中自动添加料, 大幅度降低烘烤管理人员的劳动强度和用工数量;生物质颗粒燃料市场单价较高 (1 000元/t左右) , 但是通过初步统计发现, 采用生物质颗粒燃料密集烤房烤后烟叶中上等烟比例、均价都有一定程度的提高, 这些均与刘芮等[11]的试验结果相符。采用生物质颗粒燃料密集烤房烘烤的综合成本略有升高, 但是如果实现生物质颗粒燃料生产的本地化, 将生物质颗粒燃料单价控制在800元/t以下, 可以较好地实现烟叶烘烤减工降本、提质增效的目的。
3.2 生物质颗粒燃料密集烤房减排环境效益
生物质颗粒燃料密集烤房可实现燃料的精准控制, 燃烧更加充分, 一定程度上可减少烟气中不饱和化合物的排放, 对减少CO的排放效果明显。同时, 生物质颗粒燃料中S含量相对较低, 可大幅减少SO2排放, 降低酸雨形成的风险;生物质颗粒燃料燃烧利用率提高, 烘烤单位干烟排放的CO2降低近60%, 可有效降低温室气体的排放总量, 由于生物质颗粒燃料中有机物含量相对化石燃料较高, 因此NO排放量增加。烤烟作为保山重要产业, 2016年全市种植烤烟3.012万hm2, 收购6.075万t, 按照主要污染物排放检测数据估算, 采用生物质颗粒燃料密集烤房进行烟叶烘烤全年可减少CO2、CO、SO2排放量分别约为3 770、111、8 t, 对维护当地大气环境平衡将发挥一定积极作用, 环境效益明显。
此外, 生物质资源储备较为丰富, 以保山为例, 全市除烤烟种植外, 种植甘蔗约2.57万hm2, 蚕桑约1.37万hm2, 油菜约3.124万hm2, 玉米约9.23万hm2, 这些产业可作为生物质加工的重要来源, 尤其是探索以烟杆为主生物质颗粒生产加工模式, 可实现烟杆的循环利用, 对植烟区污染和病虫害预防有一定的促进作用。
节能减排效果 篇11
对此,本文从节能减排与合理高效(一级达标排放或回用)的角度出发,对近年来比较流行的且极具有发展前景的几类先进活性污泥法同步脱氮除磷污水处理工艺进行效果比较与技术经济分析,并提出合理的建议,以供各位同行参考。
1 分段进水多级A/O工艺
1.1 工程实践
以下对某市污水处理厂工艺改造项目进行简要介绍,改造所选工艺为四段进水多级A/O工艺。改造前的设计规模为20万t/d,A/O(除磷)工艺,运行稳定,出水水质达到GB 8978-1996污水综合排放标准的二级排放标准。污水水质浓度较高,冬季水温偏低,碳氮比(C/N)偏低。改造后的尾水除回用部分执行一级A标准,其余出水执行一级B标准。为节约投资,改造中对老旧工艺的构筑物进行了充分的利用。具体流程见图1。
1.2 试验研究
本工艺通常由2段~5段缺氧/好氧顺序排列组成。关于此工艺对氮、磷的去除效果及特性,很多高校相继成功地开展了大量的中试试验研究。据文献[1]报道,北京某高校对类似工艺3段进水多级A/O工艺的中试试验结果表明,当进水碳氮比高于5∶1时,系统对氮和磷的去除率分别达到83%和88%,当进水TP约为5 mg/L时,可以保证尾水TP低于1 mg/L,达到一级B标准,其他指标均可高于一级A标准。当进水碳氮比低于5∶1时,则需另设辅助除磷化学投药系统以保证除磷效果。
1.3 技术经济分析
相对于A2/O(除磷脱氮)工艺的优越性:1)不需设混合液内回流,节能效果明显;2)各缺氧段分别按比例进水,原水中的有机物被充分的用于反硝化,节约了曝气量;当原水中有机物足够时,理论脱氮率可达90%,大大削减污水中TN的排放量;3)对于改造工程,原有处理构筑物可得到充分利用,大幅节省基建投资。
工艺弊端:1)进水点较多,各段进水流量及溶解氧控制较严格,需设置比较多的流量计、DO在线检测仪表及控制回路,运行维护费用高;2)各好氧池的曝气量控制要求高,若控制不当,将造成曝气量过剩,浪费能量,甚至影响下游相邻缺氧段缺氧环境的形成。
2 改良JHB与流动生物膜法组合工艺
2.1 工程实践
以下对某市开发区污水处理厂工程进行简要介绍,整体了解改良JHB与流动生物膜法组合工艺的脱氮除磷效果。
本污水处理厂处理规模为6万t/d;主要收集处理工业开发区排放的污水,进水中难降解有机物所占的比例较大,要求出水达到一级B标准。本工艺的实质是在改良JHB的基础上,向好氧池中投加一定量的可供生物生长附着的流动载体。改良JHB工艺也常被称为前置预反硝化A2/O工艺,相对于常规A2/O工艺,当污泥龄控制合理时,其除磷能力可得到优先保障,当进水C/N比为3~5的情况下,常温下即可实现良好的脱氮与除磷效果,如西部某城市污水厂改造工程,日处理规模达到10万t,泥龄控制合理时,出水总磷常年可保持在1 mg/L以下。但此工艺的主要缺陷是,冬季低温条件下(污水温度在13℃左右或更低),泥龄控制难以把握,除磷效果与硝化效果不易兼顾,控制不当则使出水氨氮、总氮超标,甚至没有硝化效果。需在改良JHB工艺好氧池的末端增设硫酸铝投药装置,以确保冬季低温条件下的除磷效果。
通过向改良JHB工艺的好氧池中引入流动生物膜,进行合理组合,可有效保证整个系统低温条件下的同步脱氮除磷效果。在好氧池中投加足够数量的环形流动填料,起到有效固定硝化菌的作用,避免其在频繁排泥时随剩余污泥流失的弊端。改良JHB与流动生物膜法组合工艺的流程图见图2。
2.2 试验研究
据文献[1]报道,哈尔滨某高校对流动生物膜法与传统A2/O组合工艺的中试试验结果表明,系统对BOD5,CODCr,氨氮,TN,TP的平均去除率分别为96.3%,92.66%,97.95%,84.53%,81.77%。实践表明,在同等进水水质条件下,改良JHB工艺的同步脱氮除磷效果要显著好于传统A2/O工艺,因此,将改良JHB与流动生物膜法进行组合,其脱氮除磷效果会更好。
2.3 技术经济分析
本组合工艺流程简单,构筑物少,可操作性强,节省占地,可大大节约改造投资费用,并且从根本上解决了单一活性污泥法硝化泥龄与除磷泥龄在低温条件下难以统一的致命弱点,值得推广,尤其适用于北方冬季低温环境。
3 二段复合活性污泥法工艺
3.1 工程实践
二段复合活性污泥法是AB活性污泥法的改进版,改进后使原A段兼备除磷能力,原B段兼备脱氮能力。以下对东部某市污水厂改造工程进行简要介绍,以概要了解本工艺的高效脱氮除磷效果。
本改造项目的设计规模为7万t/d,原二级处理工艺为常规活性污泥法。本厂进水主要为生活污水,以及少部分工业废水,出水要求达到一级B标准。本工艺类似于AB法的分段方式,主要分为两段。中沉池连同上游的好氧池、厌氧池一起主要完成除碳、除磷、部分硝化与反硝化功能;终沉池连同其上游的好氧池及缺氧池一起主要完成除碳、部分除磷、硝化和反硝化功能。改造采用的工艺流程见图3(图中示意的分流0.3Q为笔者对改造工艺提出的改进建议,不属于原改造工程内容)。
改造后的工艺出水水质除了TN指标比较高外,其他指标均能达到一级B标准或A标准。从流程图可以定性得出,总氮去除效果差(出水总氮高达20 mg/L)的主要原因是,二曝池缺氧段可供反硝化菌脱氮所用的大部分溶解性碳源在一曝池内被消耗,接着又在中沉池内被进一步沉淀去除。对此,笔者认为应将原水进行分流,将约30%的原水分流到二曝池缺氧段,以有效提供反硝化所需足够的碳源,降低出水TN。实际运行中,二曝池内对TP的去除量占整个系统除磷量的45%。由此可见,将30%的原水分流进入二曝池不会对系统的除磷能力造成过多的影响。
3.2 工艺原理
工艺设计的主要理念是,将系统中的聚磷活性污泥和硝化活性污泥在一定程度上分离出来,分别控制其生长在一曝段和二曝段,仅通过少量的循环回流1,2建立一定的污泥接种关系,前段主要完成除磷除碳,后段则主要实现硝化反硝化。二段的剩余污泥很少,通过循环回流1将二段的混合液输送到一段,借助于中沉池完成排泥。
3.3 技术经济分析
在不须引入生物膜法的情况下,本工艺成功地解决了传统活性污泥法工艺面临的低温环境下硝化菌和除磷菌的泥龄不易统一的矛盾,且脱氮除磷效果显著,操作运行简单,出水各项指标可稳定达到一级B标准。缺点是,回流管线比较多,多于常规脱氮除磷工艺如JHB工艺3个回流,构筑物及设备比较多,基建投资大,运行所需动力费用高出常规工艺15%~20%。综合考虑,本工艺比较适合于寒冷的北方地区对AB活性污泥法工艺的提标改造。
4 OWASA活性污泥法工艺
4.1 工程实践
OWASA活性污泥法工艺的特点是,在A2/O工艺二级生化池前增设初沉池,并配套设置初沉污泥发酵池,通过专设管线将发酵之后的上清液分别引入厌氧段和缺氧段。本工艺的处理尾水可稳定达到一级B或A标准,其在世界范围内得到了广泛的应用,节能减排效果显著,具体流程见图4。
4.2 工艺原理
在进水C/N比较低的情况下,进水中大颗粒悬浮态有机物在初沉池中被有效沉淀去除,然后在发酵池中被分解为易降解挥发性脂肪酸。富含大量挥发性脂肪酸的上清液被引入缺氧段和厌氧段,使进水中C/TN和C/TP被大幅提高,为除磷菌和反硝化菌额外增加了食料,进而使系统的反硝化及除磷能力得到了提高。
4.3 技术经济分析
针对进水中易降解有机物含量偏低,工业废水含量高的城市污水,本工艺实现了对原水中难降解有机物的分解产物———挥发性脂肪酸的有效利用,为系统中的反硝化菌和除磷菌提供了足够的易降解有机物,变废为宝,出水氮磷达标,节能减排效果显著。同时,工艺流程简明,便于操控,特别适合于对老污水厂的提标改造,改造工程量小,基建投资省,运行费用略有增加,但不很大,值得在改造工程中推广应用。
5 结语
1)应用分段进水多级A/O工艺处理常规污水,实现了对原水中碳源的高效利用,使污水中TN,TP得到高效去除,适合于对传统推流式曝气池的提标改造,且改造成本比较低。2)应用改良JHB与流动生物膜法组合工艺处理低温污水,根本上解决了单一活性污泥法脱氮泥龄与除磷泥龄难以统一的问题,适合于对A2/O工艺的提标改造,投资成本较低,尤其适用于低温环境。3)应用二段复合活性污泥法工艺,在不引入生物膜法的情况下成功地实现了对聚磷菌和硝化菌泥龄的分段控制,显著提高了系统对污水中氮磷的有效去除,适合于寒冷地区对传统AB两段法的提标改造。4)OWASA活性污泥法工艺对原水沉淀污泥发酵产生的挥发性有机酸进行了充分的利用,有效弥补了系统脱氮除磷所需碳源的不足,实现了高效的脱氮除磷。该工艺运行简单,节能减排效果显著,适用于对原水中工业废水含量高的城市污水处理厂的提标改造。
摘要：从节能减排与合理高效的角度出发,对近年来比较流行的且极具发展前景的几类先进活性污泥法污水同步脱氮除磷工艺进行了总结,对其在设计与改造实践中的应用给出客观的效果比较与技术经济分析,并提出比较合理的建议,以供各位同行参考。
关键词：活性污泥法,脱氮除磷,节能,减排,改造
参考文献