浅析加快发展工业余能回收利用产业对空气污染治理的影响

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摘要：分析了工业余能种类与空气污染治理之间的关系，由我国工业余能回收利用现状、存在的问题与国家相关产业政策，推断出了加快工业余能回收利用产业发展是加快我国空气污染防治工作的有效途径。指出了工业余能回收利用产业发展空间广阔。

关键词：空气污染治理；工业余能回收利用；节能减排

中图分类号：X51文献标识码：A文章编号：16749944（2014）02017802

1引言

随着我国工业化、城镇化进程的不断推进，空气污染问题日益突出。长周期、大范围、爆表级别的雾霾天气不仅给人民群众的身体健康带来极大损害，还对人民群众的日常生活和生产作业造成极大影响。目前加快我国空气污染治理的压力不断加大，并早已引起社会各阶层的广泛关注。加快工业余能回收利用产业的健康发展，提升工业能源利用效率，减少工业污染物质排放，是我国空气污染治理工作的主要内容之一。

2工业余能与空气污染治理的关系

2.1工业余能分类

三高工业（高耗能、高排放、高污染）生产过程中产生大量的各类余能，包括高温烟气余热、废汽废水余热、化学反应余热、高压流体余压、瓦斯与煤气等多种。按余能载体不同，工业余能可分为载热性余能（比如水泥窑余热、锅炉烟气余热、循环冷却水余热等）、可燃性余能（比如煤矿瓦斯、焦炉煤气等）和载压性余能（比如高炉煤气余压、加氢裂化装置中的热高分油余压等）。理论上也有专家将可燃性余能、载压性余能作为载热性余能的，即将工业伴生性可燃性气体与工业余压等余能换算为工业余热。工业余热按品位又可分为中高品位余热和低品位余热，低品位余热一般指300℃以下，用传统设备无法有效回收的余热，包括低浓度燃气。

2.2工业余能回收利用与空气污染治理的关系

治理空气污染的措施有多种，减少工业污染物质的排放是最重要的措施之一。加快工业余能回收利用产业发展，不仅可以减少一次能源使用量，减少大气污染物质的排放总量，还可以减少煤矿瓦斯、焦炉煤气、转炉煤气、氮氧化物等温室气体的排放，极大改善空气质量，从而达到空气污染防治的目的。

3我国工业余能回收利用现状

3.1世界最大的工业余能产生国家

煤炭是大气污染物质排放量最高的一次能源，其CO2、PM2.5的产生量远高于石油与天然气，但由于我国“富煤、贫油、少气”的化石能源储备结构特点，决定了煤炭在过去及未来相当长的一段时间内作为我国主导能源的地位不会改变。“十五”以来，我国经济的持续高速增长主要是以固定资产投资驱动的，而固定资产投资的高速增长又是以高耗能工业（煤基工业）快速扩张为基础。目前我国已有近40余个大宗工业产品产量居全球第一，其代价是产生大量的工业余能及工业污染物质，使我国成为世界最大的工业余能产生国家，也成为世界最大的工业污染物排放国家。根据研究机构调查，我国各行业的余压余热总资源约占其燃料消耗总量的17%～67%，可回收利用的热能资源约为余压余热总热能资源的60%以上。表1列举了2012年我国六类大宗工业产品产量及占世界总产量比例。

3.2产业政策支持发展工业余能回收利用产业

“十五”以来，国务院、发改委等先后了《节能中长期专项规划》、《“十一五”十大重点节能工程实施意见》、《节能减排“十二五”规划》、 《大气污染防治工作计划》等一系列文件，均包括鼓励工业生产企业加大工业余热、余压、瓦斯、煤气、煤矸石、煤泥等余能的回收利用，并在发电并网、税收、贷款、科技奖项评审等方面给予支持或倾斜，促进我国水泥窑余热、干熄焦余热、转炉余热、高炉煤气余压、煤矿瓦斯等中高品位余能的回收利用发展，对降低工业能耗做出了巨大贡献。“十一五”期间，我国以能源消费年均6.6%的增速支撑了国民经济年均11.2%的增长，能源消费弹性系数由“十五”时期的1.04下降到0.59，节约能源6.3亿t标准煤，通过实施节能减排重点工程，形成节能能力3.4亿t标准煤。

截至2013年年底，我国已建成投产的水泥窑低温余热发电机组近800套，装机容量达700万kW左右；建成投产高炉煤气余压回收透平发电机组900余套，装机容量达800万kW左右；建成投产各类瓦斯（煤层气）发电项目近300个，装机容量达200万kW左右。考虑到干熄焦余热发电、玻璃窑余热发电以及液力回收透平等其他余能回收利用装置，目前我国已建成投产的各类工业余能回收利用装置回收总功率保守估计在2000万kW以上，相当于年节约标准煤5184万t，减少CO2排放1.36亿t，同时减少大量的PM2.5污染物质的排放。

3.3工业余能回收利用产业存在的问题

能源利用效率总体偏低。2011年我国GDP总值约占世界的8.6%，但能源消耗占世界的19.3%，单位GDP能耗仍是世界平均水平的2倍以上。全国钢铁、建材、化工等行业单位产品能耗比国际先进水平高出10%～20%，工业生产过程中还有许多余能没有被高效回收利用，工业污染物的排放对空气污染的影响很大。以钢铁工业为例，国外先进的钢铁企业的余能资源（包括余热、余压及伴生性燃气）回收率一般在90%以上，而我国钢铁企业平均余能资源回收率仅在50%左右。

4工业余能回收利用产业未来发展重点

未来我国工业余能回收利用产业的发展重点是低品位余能（200℃以下的余热及低浓度瓦斯等）回收利用技术与设备的开发与推广。2012年全国煤层气产量125亿m3，利用总量仅52亿m3，利用率41.5%；焦炉煤气产生量近1900亿m3，其中30%没有很好利用。目前我国150℃以下的低品位余热大部分还没有被有效回收利用，还有部分中高品位工业余能的回收利用是季节性回收，比如有些北方企业将烧结余热或煤矿瓦斯的回收用于供暖，一到非供暖季节，大部分余能被排放掉。

“十二五”期间，螺杆膨胀机、工业热泵、低浓度瓦斯发电机等新型余能回收利用设备将得到迅速发展，其中回收利用工业低品位余热的工业热泵将被作为城市供热技术进行推广与普及，高炉顶压压差发电，干熄焦余热、新型干法水泥纯低温余热、玻璃熔窑余热发电等也将还有一定的市场空间。

2012～2017年，我国将会新增余能回收利用设备总功率在3000万kW左右，即每年增加节约标准煤消耗1亿t左右，减少CO2排放2亿t以上，同时减少大量的SO2、氮氧化物、其他空气污染物质的排放，对我国空气污染的治理起到积极的促进作用。

5结语

目前我国整体上处于工业化中期后半阶段。在未来相对较长一段时间内，10年甚至是20年，煤炭在我国能源生产与能源消耗中的主导地位不会改变，重工业在推进我国经济发展过程中的作用也不会改变。因此，加快工业余能回收利用产业的快速发展，是我国加快发展绿色低碳循环经济的重要组成部分；是扎实做好一次能源的减量化应用，减少工业污染物质排放的重要措施；是加快我国空气污染防治工作的有效途径。

参考文献：

[1] 王华，王辉涛.低温余热发电有机朗肯循环技术[M].北京：科学出版社，2010.

[2] 中国金属学会.2013年全国冶金焦化节能减排关键技术研讨会论文集[C].济南：中国金属学会，2013.

[3] 李伟明，张志纲，肖晓.转炉炼钢煤气回收利用自动控制系统的研究与应用[J].工业仪表与自动化装置，2012（3）：58～60.