日益恶化的环境污染，与工业过度用能和粗放式用能密切相关，众所周知，中国的经济高速增长是以牺牲环境为代价的，环境的承受力与社会的忍受度已达到极限，治理环境是大势所趋、人心所向。环境治理的源头是工业节能减排，提倡深度用能，是保经济发展的基础上实现减排的有效的途径之一。

       通常，以消耗热能为主的企业，如制药、印染、石化等，总是伴随着加热与冷却的工艺过程，而此过程是不可逆的，高品位热能的温度降低后，不可能自然恢复到原始的高品位状态，热能品位降低到一定程度后将无法再利用，最终均会以废热的形式排放。不同企业的废热排放温度与工艺过程相关，有的企业50~60℃视为废热，而有的企业100℃左右甚至更高温的热能，因工艺过程无法使用，也被视为废热，造成能源的大量浪费。

       制药与印染行业有着非常类似的用能方式。

       制药企业

       注射类药品的最后工序是高温灭菌，由于注射液通常是玻璃瓶封装，不能急剧加温和急剧冷却，否则包装会破碎，所以不能直接用蒸汽加热，其工艺过程是：

       将集束的药品置于压力灭菌釜内，向灭菌釜内注水并淹没药品，以水为载热体，蒸汽通过换热器对载热水缓慢加热，直至达到要求的灭菌温度，并保温至规定的时间，再用冷却水通过换热器缓慢的冷却降温。其

典型工艺过程参数如下：

       升温、保温与冷却时间，随单件药剂量的大小和包装类型而易。

       每个工艺循环的工作周期：2~2.5h。

       灭菌釜的容积通常2~6m3，要从常温加热到116℃，再从116℃冷却到50~60℃左右，加热时，消耗大量的蒸汽，冷却时，需要将蒸汽加入的热量全部排掉。

       如果以4m3水容积为例，仅回收从116℃冷却到80℃温度段的冷却余热，每个灭菌釜、每个工作循环就可回收热量144000 kcal，相当于约290kg蒸汽的热量。

       印染企业

       与制药企业的用能极为相似，印染过程是在压力釜式的染缸中进行，印染前，先向染缸注水配制染料，进布，封闭染缸，采用蒸汽通过换热器对染料缓慢、间接加热，保温至规定的时间，再用冷却水通过换热器对染缸缓慢冷却至60℃左右，出布。其典型工艺过程参数如下：

       每个工艺循环的工作周期：2h。

       染缸的容积通常2~6m3，染料液要从常温加热到130℃，再从130℃冷却到60℃左右，加热时，消耗大量的蒸汽，冷却时，需要将蒸汽加入的热量全部排掉。

       如果以4m3水容积的染缸为例，仅回收从130℃冷却到80℃温度段的冷却余热，每个染缸、每个工作循环就可回收热量200000 kcal，相当于约400kg蒸汽的热量。

       对于工业废热，目前可利用的方式有：热泵回收供热、余热型吸收式机组制冷、ORC循环发电等。

       其中，一类热泵供热，需要消耗高位热能，获得的热能品位低于驱动能源，热能品位不能再用于工艺加热，如果用于采暖，仅能冬季回收利用，回收量有限；

       ORC循环发电，要求废热的温度较高，受当前的技术水平限制，利用效率很低，投资高，运行管理复杂；

       如果回收余热制冷，只有当制冷用于工艺冷却才能实现持续的、全余热、全年的回收利用，价值大；如果仅用于空调，余热回收量有限，利用率低，全年的大部分季节无法利用，投资回收期较长。希望深蓝在全国20多家制药厂的应用案例中，既有余热制冷用于工艺冷却，也有余热制冷用于空调。

       是否有一种不消耗高位能源，能使废热恢复到初始状态，部分替代工艺用能的技术方法呢？答案是肯定的，即二类热泵技术。

       二类吸收式热泵

       溴化锂二类吸收式热泵，是一种以低品位热能驱动、输出高温热水或低压蒸汽的能量转换装置。

       二类热泵不消耗高品位能源，直接用废热驱动，并从废热中提取热量。

       二类热泵输出热量的温度高于驱动热源，通常比废热温度高30~50℃。

       其输出的温度与废热温度、冷却水温度有关。同样的废热温度，冷却水温度越低，输出的热水温度越高（或输出的蒸汽压力越高）；输出同样的热水温度，废热温度可以更低；所以，同一台热泵机组，冬季二类热泵输出的热水温度可以高于夏季，如果同样的废热流量，冬季可回收的热量大于夏季。

       余热回收利用方案

       将工业系统冷却阶段的余热（含蒸汽的凝水）按照不同的温度品位，分梯级的进行收集，设置高温、低温水箱，将冷却过程的高温冷却热水集中收集，作为二类热泵的热源。通过溴化锂二类吸收式热泵，将余热转换为更高温度的热水或蒸汽。

       不可利用的低温水箱的热量，可通过冷却塔散热，再作为工艺系统循环冷却水。

       二类热泵工业余热利用系统流程示意图：

       案例分析

       浙江某印染企业，具有染缸120个，平均2h一个工作周期，平均日耗蒸汽1000吨，蒸汽全部外购，蒸汽采购价165元/吨，如果采用二类热泵回收染缸余热，用于生产蒸汽，可实现蒸汽产量：7.48 t/h；

       全年产汽量： 65560 t/a；

       全年余热回收收益：1081.7万元。

       以上收益是按照不利的夏季工况计算，若计入冬季和过度季节有利工况的贡献，收益更高。

       投资回收期不到一年。

       二类热泵可使工业生产中的大量低品位废热转换为高品位的高温热水或低压蒸汽，部分替代工艺热源，实现工业余热的有效利用，社会效益与经济效益显著。 除制药、印染行业外，在化肥、化工、石化、采油等众多行业，均有待应用开发，市场广阔。

       希望深蓝空调制造有限公司坐落于四川省成都市高新技术开发区西区，占地170余亩，有7000余平方米的暖通空调科研机构，有30000余平方米的现代化生产厂房，是中国西部重要的制冷及空调设备生产基地。公司拥有强大的技术优势，已获得了近百项专利、专有技术。研发生产各种型号的溴化锂吸收式冷、热水机组；各型真空中央热水机组和常压热水锅炉；冷、热、电三联供分布式能源系统。在焦化、化工、纺织、制药、食品、冶金、电厂等工业领域成为业界公认的“余热利用专家”，被评为“世界环保与新能源产业中国余热回收领域领军企业”。

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