按照科學(xué)發(fā)展觀,生活垃圾通過分類回收、綜合處理,實現(xiàn)資源循環(huán)利用,是社會文明的重大進(jìn)步,是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。目前,生活垃圾通常是通過垃圾填埋、濕地處理、焚燒、工廠綜合處理等等,其中,填埋處理會污染地下水,如果采用濕地處理,城市周邊沒有自然條件,焚燒處理雖然可以發(fā)電,但利用率太低,對大多數(shù)可回收利用的資源一炬焚之,也是一種資源浪費。zui科學(xué)的處理方法是分類綜合處理,做到物盡其用、變廢為寶,zui大限度的回收可再生資源。
1.1工藝優(yōu)化與節(jié)能減排
在生活垃圾綜合處理系統(tǒng)中,需要對垃圾進(jìn)行多次分選,同時,對分離后的垃圾廢液、廢渣進(jìn)行分別處理,如對于廢液,通過厭氧發(fā)酵、高溫有氧發(fā)酵、固液分離、液態(tài)料蒸發(fā)濃縮、固態(tài)料烘干等工藝,可制成的有機肥。其中,厭氧發(fā)酵、有氧發(fā)酵、蒸發(fā)濃縮、烘干等工序,都必須加熱,消耗大量的熱量,而蒸發(fā)濃縮環(huán)節(jié)又必須排出大量的冷凝潛熱,需要進(jìn)行強制冷卻,烘干環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量的濕熱氣體,鍋爐運行產(chǎn)生大量高溫?zé)煔猓麄€垃圾處理工廠存在多處用熱和產(chǎn)熱點,如果合理的對產(chǎn)熱和用熱點進(jìn)行梳理,對供求熱量進(jìn)行量化分析,對產(chǎn)熱和用熱的熱品位進(jìn)行合理搭配,可發(fā)現(xiàn)熱能綜合回收利用的巨大潛力。而對于產(chǎn)熱點的熱品位低、用熱點的需求熱品位高,又為熱泵的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。
1.2熱泵技術(shù)應(yīng)用與節(jié)能
熱泵是一種制熱裝置,該裝置以消耗少量高品位能源為代價,能將大量無用的低溫?zé)崮茏優(yōu)橛杏玫母邷責(zé)崮?,如同泵送“熱?的“泵"一樣。熱泵的工作過程可與水泵類比。熱泵消耗少量高品位能源W,將低溫?zé)嵩粗刑N含的大量免費熱能或生產(chǎn)過程中的無用低溫廢熱QL,變?yōu)闈M足用戶要求的高溫?zé)崮躋H。根據(jù)熱力學(xué)*定律,QH、QL和W之間滿足如下關(guān)系式。
QH=QLW(1)
QH:熱泵提供給用戶有用熱能,kW;
QL:熱泵從低溫?zé)嵩粗形〉拿赓M熱能(環(huán)境熱能或工業(yè)廢熱),kW;W:熱泵工作時消耗的高品位能源,kW。
由式(1)可見,QH>W(wǎng),即熱泵制取的有用熱能,總是大于所消耗的高品位能源,而用燃料加熱、電加熱等裝置制熱時,所獲得的熱能一般小于所消耗的電能或燃料能,這是熱泵與普通加熱裝置的根本區(qū)別,也是熱泵制熱zui突出的優(yōu)點。
熱泵發(fā)展到今天,制熱溫度(供給用戶的熱能溫度)低于50℃的熱泵已較成熟。由于部件和工質(zhì)基本與制冷設(shè)備通用,應(yīng)用也zui廣泛。制熱溫度在50~100℃之間的熱泵,其工業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域正在逐步拓展,相關(guān)部件及工質(zhì)體系也正在完善。制熱溫度大于100℃的熱泵,其大規(guī)模應(yīng)用還有較多技術(shù)問題需解決,應(yīng)用領(lǐng)域也有待開拓。
只要是需要熱能的場合,就有熱泵的應(yīng)用機會,我們的衣食住行及身邊諸多產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,均和熱能有著密切的關(guān)系,從這一角度講,熱泵的發(fā)展空間是無限的。回顧熱泵的發(fā)展歷史,熱泵發(fā)展的速度主要取決于以下幾個因素。
1)能源因素包括能源的價格(電能、煤、油、燃?xì)獾鹊谋葍r)和能源的豐富性。當(dāng)不同能源間比價合理或能源緊張時,熱泵就具有較好的發(fā)展大環(huán)境。
2)環(huán)境因素當(dāng)出于環(huán)境保護(hù)的考慮,對其他制熱方式(如燃煤制取熱能)有嚴(yán)格限制時,熱泵就具有更大的應(yīng)用空間。
3)技術(shù)因素包括通過熱泵循環(huán)、部件、工質(zhì)的改進(jìn)提高熱泵的效率,利用材料技術(shù)簡化熱泵結(jié)構(gòu)、降低熱泵造價,利用測控技術(shù)提高熱泵的可靠性和操作維護(hù)的簡易性等,可使熱泵比其他簡單加熱方式具有更強的綜合競爭優(yōu)勢。
4)低溫?zé)嵩礋岜门c其他簡單加熱方法的不同點之一是必須要有低溫?zé)嵩?。熱源的溫度越高,對提高熱泵的性能和?yīng)用優(yōu)勢越有利,有時能否有和使得低溫?zé)嵩矗踔潦菦Q定熱泵應(yīng)用的關(guān)鍵因素,因此,利用相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù),拓展熱泵的低溫?zé)嵩矗彩谴龠M(jìn)熱泵應(yīng)用和發(fā)展的重要因素。
5)引用領(lǐng)域開發(fā)目前熱泵已應(yīng)用于供暖、制取熱水、干燥(木材、食品、紙張、棉、毛、谷物、茶葉等)、濃縮(牛奶等)、游泳池的同時供冷與供熱等)、種植、養(yǎng)殖、人工溫室等領(lǐng)域。進(jìn)一步了解不同產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中的熱希求。并將熱泵和工藝有機結(jié)合,可為熱泵拓展更多的應(yīng)用領(lǐng)域。
1.3生活垃圾處理工藝中余熱綜合利用策略
在生活垃圾綜合處理工藝中,厭氧發(fā)酵、有氧發(fā)酵、蒸發(fā)濃縮、烘干等工序都必須加熱,消耗大量的熱量,而蒸發(fā)濃縮環(huán)節(jié)又必須排出大量的冷凝潛熱,需要進(jìn)行強制冷卻,烘干環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量的濕熱氣體,鍋爐煙氣產(chǎn)生大量的熱,垃圾處理廠的綜合樓、展示廳及車間辦公室等都需要中央空調(diào),冬季供熱、夏季供冷,大棚冬季需要供熱,工廠多處需要全天供應(yīng)生活熱水,整個垃圾處理工廠存在多處用熱和產(chǎn)熱點。
從整個系統(tǒng)能源的綜合利用考慮,制定出該處理工藝余熱綜合利用的策略:
1)將蒸發(fā)濃縮環(huán)節(jié)產(chǎn)生的熱量提供給有氧發(fā)酵、園區(qū)生活熱水及園區(qū)空調(diào)冬季采暖。
2)將鍋爐煙氣熱量一部分提供給干燥機組,其余部分冬季提供給大棚采暖,其它季節(jié)用來產(chǎn)生生活熱水出售。
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