太阳能已广泛应用到各个领域,我国太阳能热利用以生活热水为主,逐渐向太阳能采暖、制冷、海水淡化等领域扩展,其中工农业应用逐步加快。
国务院印发的《“十二五”节能减排综合性方案》 十七条表明,加强工业节能减排,重点推进钢铁、石油石化、建材、造纸、印染、食品加工等行业节能减排,并实行印染、电力、钢铁、造纸等行业主要污染物排放总控量。
2015年底,中国太阳能热利用产业联盟在向国家能源局提交的光热“十三五”征求意见稿中提及,工农业应用是“十三五”太阳能热利用行业的重点项目,在新增的5.5亿平方米保有量中,工农业应用与海水淡化、苦水处理等项目要有1.5亿平方米的保有量。
1、太阳能在企业中的应用
印刷企业在生产过程中采用的太阳能热水系统需要在50℃ ~130℃的温度下,对加工物进行退浆、煮炼、漂白及丝光后水洗炼。采用太阳能分散收集、集中换热可大规模地应用在纺织印染行业,经太阳能进 步提高温度60℃~80℃。储存于高温水箱中,然后向印染车间的热水设备供应热水。
在充分考虑印染污水的复杂性对热能回收的影响,利用太阳能把水预热后再用蒸汽加热,可加快热水升温,可提高生产效率20%~25%以上,不必增加生产设备就可增加产能。印染企业利用太阳能技术可减少蒸汽用量、燃煤量,进而减少二氧化碳、二氧化硫等的排放。
例如:太阳能锅炉系统项目为8580 平方米太阳能集热器集中安装在整染车间2.4万平方米房顶。项目全年日平均提供70℃、300 吨左右热水用于整染车间生产,每年可节约811 吨标准煤,减排二氧化碳约2109吨,具有良好的环境、经济和社会效益,静态投资回收期3.2年。
2、太阳能和蒸汽养护结合应用
蒸压养护工艺是为了使制品进行充分有效的养护而制定的有关温度和时间的具体控制措施。
其工艺以水蒸汽为热媒,在蒸压釜压力容器与适当的蒸汽压力下达到必要的高温来实现的。蒸压釜内的蒸汽给被养护的制品提供了水热合成反应的必要条件———温度、湿度和必要的时间。
蒸汽养护需经过“抽真空- 升温- 恒温- 降温”四个阶段。恒温相对湿度不低于90%,其水泥制品 高温度如表1 所示。恒温时间因蒸养设施效率、水泥品种、掺混凝土外加剂情况、壁厚度而异,应以保证脱模强度为准, 般不少于3小时。
3、太阳能和锅炉结合应用
在晴好天气时,太阳能对保温水箱加热,使保温水箱内的水温升高;以此达到直接利用蓄热水箱内的热水。若在连续阴、雨天或太阳不足的情况下,太阳能吸收的热量不能满足热负荷的需要,则自动启动锅炉系统加热至指定温度(50-60℃可调节),当达到指定温度后,设备自动停止工作,以 大化节约能源,同时保证系统热水的正常供应。
例如:某单位建设规模为10吨太阳能综合利用锅炉,共布置太阳能集热器1728片,总集热面积5184平方米。每年可节约标煤875吨,减排二氧化碳2275吨,投资回收期4.9年,具有较好的社会效益、环保效益。
总结:
到2015年底,单位工业增加值能源消耗量比2010年降低20%。根据上海交通大学计算,2015年我国工业总能耗约21亿吨标煤,太阳能替代传统能源的10%,则2015年节省标煤2261.46万吨,按1000元/ 吨成本计算,则节约226.1亿元,同时每年可以减排7000万吨左右的二氧化碳。若太阳能集热器的寿命按15年计算,若投资回收期为5年,在寿命期内可省2261亿元。
工业用热温度大部分在80℃ ~180℃,特殊用热在250℃左右。随着太阳能中高温技术的研发,太阳能工业应用的领域会不断扩大。
太阳能空气能热泵热水方案特点:前期投资稍微大点,但后期的使用成本很低。是 节能、节省费用的 种热水工程解决方案。
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