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摘要:介紹了我國節能減排方面的情況,對涂料中的節能減排標準化和信息化分別作了介紹,呼吁涂料界對此問題進行研討。
關鍵詞:節能減排;標準化;信息化
Standardization and Informatization of Energy-saving and Emission-reduction of Coating Industry
Abstract:This paper introduces the situation of energy-saving and emission-reduction in China,narrates the problems existing in the standardization and informatization of energy-saving and emission-reduction of the coatings,and appeals to coatings industry for the investigation of the problems.
Keywords:energy-saving and emission-reduction,standardization,informatization
Keywords:energy-saving and emission-reduction,standardization,informatization
0 前沿
近年來我國政府開始全力關注自主創新,要把“中國制造”轉變成“中國創造”。但是能源問題一直是嚴重制約我國經濟發展的核心問題。由于能源屬一種戰略性物質,與整個工業經濟發展息息相關。除了開發新的能源,利用大自然留給我們的自然資源外,節能減排就是最好的間接開發能源的方法。自然資源是有限的,物質不滅定律明確告訴我們,物質可以由一種變成另一種,但其總量是一個常數。有許多物質的轉化是不可逆的。為此我國政府把節能減排列為國家戰略目標來看待。我國在節能減排方面有許多工作要做。節能及能源利用效率的提升還有很大的空間。能源效率已成為全球關注的課題,能源的集約和最有效的優化管理、利用已是當今世界的戰略性問題。
節能減排可簡單歸納成兩個方面:
(1)技術性節能:即通過新材料、新工藝、新設備等硬件技術加強對能源的開發利用,提高能源在利用過程中達到最節約化和最高利用率。
(2)管理性節能:即通過對企業的能源管理模式進行優化,實行精細化生產運營和清潔生產管理。其中清潔生產的核心是節能、增效、降耗和減少排污。清潔生產的實現要運用大量的數學模型、信息化技術、優化流程及操作過程,在提高生產產品率的同時付出最低的能耗指標。
本文所介紹的標準化和信息化是屬于管理性節能范疇的內容。
1 我國的節能減排狀況
我國是世界第二大能源消耗國和CO2排放國。對于能耗和污染問題我國政府一直是高度重視的。隨著我國經濟發展的不斷深入和現代化生活水平的提高,能源消耗越來越大,但是能源的利用率偏低。經濟發展在以前相當一個時期內是靠高能耗、高資源開發和低人工工資取得的,這種高能耗、低資源利用率狀況不改變,就無法保持高發展速度。能源的大量開采和低水平的耗費、環境污染去換取產品的增產這是兩大不能容忍的現狀。世界各國和各種環保組織也不斷對我國提出要求,要求我國對這種現狀盡快處理和改變。如果任其泛濫,預計到2030年,我國的CO2排放量將達到全世界總排放量的40 %左右。我國政府針對上述情況已采取相應措施,制訂一系列法律法規:2004年6月我國政府發布了“中長期能源節約的特殊計劃”,根據此計劃我國的GDP中能源強度將降低20 %,而污染物總排放量再降低20 %。
2009年11月哥本哈根會議上,我國宣布:到2020年,我國的單位GDP(國內生產總值,Gross DomesticProduct)CO2排放量和2005年相比要下降40 %~45 %。要實現這個目標,我國的各行各業、也包括我們的涂料行業在內,將面臨十分繁重的低碳經濟的革新工作。發達國家承擔20 %的減排目標,其基礎技術發達。而我國屬最大的發展中國家,家底薄,要在改善民生、逐步脫貧的基礎上完成40 %以上的減排,其困難程度可想而知。
我國是涂料的生產大國和使用大國,石油化工企業在國家發改委公布的千家重點耗能企業中占340家,在環保部公布的廢氣廢水污染源國家重點監控的企業中分別占482家和803家,這些石化企業中也不乏涂料企業及與涂料原料生產企業相關的企業。因此我們必須高度重視節能減排的問題,涂料行業的發展和能否可持續地發展,就要看我們對這個問題懂得多少,理解與否,持什么態度和采取什么切實有效的措施了。
2 節能減排的標準化問題
2.1 節能的科學原理和常用方法
2.1.1 熱力學第一定律
熱力學第一定律(first law efficiency by thermodynamics)認為,能量既不能產生也不會消失,只會由同一種形式轉變為另一種形式。據此,能量在數量上守恒,可以算能量的平衡賬,概念與方法均相當簡單,容易掌握,可以得出效率值。熱力學第一定律是節能減排管理的基礎。
2.1.2 熱力學第二定律
熱力學第二定律(second law efficiency by thermodynamics)認為,系統的熵總是增加的,也就是說,能量在轉換過程中損失了它的“品質”,或者做某種作業的能力。
按照第二定律定義的能量轉換效率,大多數耗能活動的能量轉換效率小于10 %,而第一定律的能量轉換效率則可以達到很高的水平。按照第二定律定義的能量轉換效率,大多數耗能活動的能量轉換效率小于10 %,而第一定律的能量轉換效率則可以達到很高的水平。
根據第二定律的能量轉換效率表明能源效率還有很大的提升潛力。同時依據能量在質量上的貶值性,可以定出系統的理想狀態點和極限的路徑。概念和方法都相對復雜,難以掌握,但是可以得出引起能量轉換效率差異的本質原因,從而可以明確采取有效節能措施的方向。這是找到并實施有效節能減排措施的依據。
2.1.3 熱經濟學研究
為了進行熱經濟學的研究,分析技術的經濟效益,有必要按照能量轉化為功的能力的差別對能量進行分類:高級、低級、僵態能量。
過程的可逆性:① 可逆過程,理想過程、極限;② 實際過程不可逆,為此應在所具備的條件下追求向極限逼近;③ 是實際中節能工作的本質。
用能原則方法:① 本質節能;② 過程節能(按質梯次用能)。
工藝過程能量的種類:① 與物流移送有關的能量,即位能/勢能、泵送、壓縮機、降壓;② 與物質狀態有關的能量,即相態、純度;③ 與化學反應有關的能量,即化學焓、終止劑或回煉汽油能耗、工藝排棄能耗。
簡單是效率的基礎,多技術共用可以化解提高熱效率的難題。
2.1.4 推薦的節能管理方法
2.1.4.1 熱量利用型方法
裝置間熱聯合;低溫位余熱發電和低溫位余熱制冷;水熱介質技術在煙氣余熱回收中的應用。
2.1.4.2 能級利用性方法
夾點技術在裝置熱網絡中的應用;氣分利用低溫熱替代蒸汽技術;蒸汽分級利用和背壓透平技術。
2.1.4.3 減少損失型方法
特種隔熱防腐涂料;機泵過剩控制技術:變頻、葉輪切削;熱電裝置鍋爐及汽輪機、疏水器改造;閉式回收高溫凝結水技術;熄滅火炬與硝煙蒸汽;共軸機組。
2.1.4.4 減少阻力型方法
大型板殼式換熱器的應用;加熱爐強化熱技術及強化傳熱型燃燒熱水器;輸送節能技術;加熱爐管扭曲片技術。