溴化鋰吸收式冷熱產品節(jié)能減碳技術方案探討

袁世豪　李德權

摘 要：簡要介紹了溴化鋰吸收式冷熱產品自身特有的發(fā)展優(yōu)勢，對其在工業(yè)、光伏、分布式能源產業(yè)等領域的典型技術方案及節(jié)能減碳效果進行了探討分析，對于推動節(jié)能減排事業(yè)發(fā)展，助力我國2060年前實現(xiàn)碳中和目標具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：溴冷機;節(jié)能技術;碳中和;碳減排;環(huán)保

0? ? 引言

溴化鋰吸收式冷熱產品（以下簡稱“溴冷機”）將燃氣、蒸汽、熱水、煙氣等作為驅動能源，利用冷媒蒸發(fā)吸熱的原理，通過溴化鋰溶液的濃度變化完成冷媒的吸收與再生，從而實現(xiàn)制冷。與電制冷機組相比，溴冷機大幅降低了電力消耗，在我國缺電限電的歷史時期發(fā)揮了巨大的作用。目前，我國提出要在2060年前實現(xiàn)碳中和目標，這是一項嚴峻且具有挑戰(zhàn)性的任務，而實現(xiàn)這一目標的重要途徑是充分利用節(jié)能技術，這給溴冷機帶來了新的發(fā)展契機。該技術在工業(yè)節(jié)能、太陽能利用、分布式能源等系統(tǒng)中具有顯著的節(jié)能減碳效果，對于我國實現(xiàn)碳中和目標具有重大意義。

1? 溴冷機的發(fā)展

20世紀90年代至今，溴冷機在我國經濟持續(xù)發(fā)展和電力資源匱乏的時代背景下得到了飛速發(fā)展，這與其自身特有的一些優(yōu)勢有關：一是當時我國電力供應緊張，采用溴冷機對緩解城市供電十分有利;二是溴冷機可以直接使用余廢熱資源作為機組的動力，實現(xiàn)制冷。

2? 節(jié)能技術方案及碳減排效果

2.1? 工業(yè)余壓余熱回收技術方案及節(jié)能減碳效果

筆者通過對鋼鐵、水泥、玻璃、合成氨、燒堿、電石、硫酸行業(yè)余熱資源進行調查分析，結果顯示，上述工業(yè)行業(yè)余熱資源量豐富，約占這7個工業(yè)行業(yè)能源消費總量的1/3。綜合考慮行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，這7個工業(yè)行業(yè)余熱資源總量達3.4億t標準煤。

余熱資源的來源可分為高溫煙氣、冷卻介質、廢水、廢氣等6類，其中高溫煙氣余熱和冷卻介質余熱占比最高，分別占50%和20%，廢水、廢氣余熱占11%，化學反應余熱占8%，可燃廢氣、廢液和廢料余熱占7%，高溫產品和爐渣余熱占4%。

鋼鐵行業(yè)余熱資源情況如表1所示。

溴冷機可充分回收和利用工業(yè)余熱進行制冷，以滿足工藝生產和生活需要，這無疑是提高能源利用率的一個強有力措施。冷熱轉換技術方案對應關系如圖1所示。

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

該技術方案通過回收循環(huán)氨水熱量，驅動溫水型制冷機組運轉進行制冷。與原先采用蒸汽熱源驅動制冷的系統(tǒng)技術方案相比，該技術方案有效地減少了大量蒸汽熱源消耗，實現(xiàn)了節(jié)能減排。

焦化廠循環(huán)氨水余熱制冷技術方案如圖2所示。

余熱回收系統(tǒng)對焦化廠循環(huán)氨水余熱進行回收，實現(xiàn)夏季制冷、冬季供暖。在夏季，該系統(tǒng)回收循環(huán)氨水余熱進行制冷，以滿足焦化工藝冷需求。該技術方案間接降低了初冷器的工作負荷，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，改善了鼓風機的運行工況。在冬季，通過回收氨水余熱，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? 空壓機余熱利用技術方案及節(jié)能減碳效果

該技術方案可回收80%以上的余熱，在實現(xiàn)能源回收利用的同時，提高了空壓機的運行效率，且余熱回收可用于工藝冷卻或空調系統(tǒng)（供冷/取暖），節(jié)省了供暖、制冷能源消耗。

空壓機余熱利用技術方案如圖3所示。

某公司空壓機余熱回收項目實現(xiàn)的碳減排效果如表3所示。

2.2? 太陽能等新能源利用技術方案及節(jié)能減碳效果

太陽能與吸收式冷熱產品相結合，利用光伏能源驅動溴冷機實現(xiàn)空調供暖功能。當陽光充足、環(huán)境溫度較高時，太陽能換熱裝置能夠實現(xiàn)較好的換熱效果，為溴冷機提供更高品位的驅動能源，溴冷機的工作效率也會提高，將產生正向增益效果。當陽光條件不充足時，溴冷機還可以借助天然氣能源驅動，保障空調的制冷制熱效果。

太陽能+吸收式冷熱產品應用技術方案如圖4所示。

某太陽能余熱利用項目實現(xiàn)的碳減排效果如表4所示。

2.3? 分布式能源領域應用技術方案及節(jié)能減碳效果

近年來，為實現(xiàn)建筑節(jié)能減排與智慧能源的高效利用，我國分布式能源產業(yè)不斷發(fā)展。溴冷機可應用于分布式能源系統(tǒng)中低溫熱量的回收，實現(xiàn)區(qū)域內空調供給，完成能源梯級利用，實現(xiàn)節(jié)能和碳減排。

分布式能源領域應用技術方案如圖5所示。

北京某項目采用該技術方案，實現(xiàn)的碳減排效果如表5所示。

3? 結語

綜上所述，溴冷機余熱回收技術成熟，在工業(yè)節(jié)能、光伏產業(yè)、分布式能源產業(yè)等領域可以很好地實現(xiàn)熱能回收利用，達到節(jié)能減碳的目的。我國余廢熱資源眾多，應用潛力大，合理利用該節(jié)能技術方案對于我國在2060年前實現(xiàn)碳中和目標具有十分重大的意義。

[參考文獻]

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[2] 戴永慶，陸震，胡仰耆，等.溴化鋰吸收式制冷空調技術實用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

收稿日期：2021-03-27

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