一、佛山速能环境科技有限公司研发的热能闭环能源站(等焓增温设备),运用于喷雾干燥塔磷酸铁锂干燥生产线,节能效果显著。本项目针对某工厂磷酸铁锂材料生产线上的一台风量为20,000 m³/h的喷雾干燥塔。其原有工艺能耗高,能源浪费严重。
原工艺概述:环境新风(20°C)通过蒸汽换热器加热至180°C的高温干燥风,送入喷雾干燥塔。热风在塔内瞬间蒸发浆料中的水分(溶剂),实现物料干燥。
完成干燥过程后,塔内排出温度约为90°C的湿热废气。该废气含有大量水蒸气,潜热和显热值均很高,直接排放不仅浪费能源,也增加了环境热负荷。
原系统能耗:蒸汽耗量:2.8 吨/小时,按年运行时间计算,年蒸汽费用高达 485万元。
二、 节能改造目标:
节能降耗:高效回收排放废气中的低品位热能,大幅降低蒸汽消耗。
降本增效:显著降低生产运营成本,提升产品市场竞争力。
绿色减排:减少碳排放,满足国家双碳政策要求。
三、 节能改造方案核心:速能五效闭环能源站(等焓增温设备)
本方案采用 “五效闭环能源站” 技术对干燥系统进行节能改造。该设备是一种基于多效热回收原理的等焓增温系统,核心在于高效回收湿热废气中的冷凝潜热和显热。
1. 系统工作原理:
吸热侧(废气处理):从干燥塔排出的90°C高温高湿废气进入能源站,依次通过多级效体(五效)。在此过程中,废气被逐步降温,其蕴含的显热被回收,同时水蒸汽冷凝释放出的大量潜热也被高效吸收。最终废气以约30°C的低焓值状态排放,能量被最大限度“榨干”。
放热侧(新风预热):环境新风(20°C)逆向进入能源站,依次流经各效体,吸收回收来的热量,被逐步加热至130°C。
能量闭环:新风和废气在能源站内通过换热器壁面进行非接触式的热量交换,实现能量在系统内部的闭环传递,避免了交叉污染,特别适合对进风洁净度要求高的工艺。
2. 工艺流程图(改造后):
环境新风(20°C) → 五效闭环能源站 → 预热新风(130°C) → 蒸汽加热器(补充加热) → 干热风(180°C) → 喷雾干燥塔 → 湿热废气(90°C) → 五效闭环能源站 → 低温废气(~30°C) → 排放至大气
四、 节能效果与经济性分析
指标项 | 改造前 | 改造后 | 节能量/效益 |
蒸汽用量 | 2.8 吨/小时 | 0.9 吨/小时 | 节省 1.9 吨/小时 |
年蒸汽费用 | 485 万元 | 160 万元 | 节省 325 万元 |
能源站电耗 | 0 千瓦 | 122 千瓦 | 新增电费约78万元/年 |
年净收益 | - | - | 约 247 万元 |
节能率 | - | - | 51% |
投资回报期 | - | - | 预计 < 2 年 |
热回收能效COP | - | > 6.0 | - |
降碳率 | - | - | 67% |
分析说明:
COP值:能源站输入122kW电能,可回收736kW的热能,能效比(COP)高达6.0以上,意味着每消耗1份电能,可搬运回收6份热能,效率极高。
经济效益:尽管设备运行产生约78万元/年的电费,但蒸汽费用的降幅远大于此,每年可产生247万元的净经济效益。
环保效益:节能即减排,该项目同步实现了67% 的碳减排,环保效益显著。
五、 实施方案建议
现场勘查:对现有干燥塔进行精确测录,包括风量、进出口温度湿度、现有蒸汽耗量等,为定制化设计提供数据支撑。
非标设计:根据现场空间和工艺参数,设计定制化的五效闭环能源站尺寸、效体结构和换热面积。
安装施工:可利用工厂停产检修期进行安装,对接新旧风管和循环水系(如有),确保系统密封性和保温性,无需改变生产工艺。
调试与培训:设备安装。完成后进行系统联动调试,优化运行参数,并对甲方操作人员进行系统培训。
运营维护:系统自动化程度高,运营维护操作简单。
六、 结论
通过对2万风量喷雾干燥塔实施五效闭环能源站节能改造,成功将废弃的低温热能转化为可利用的高品位热能,用于新风的深度预热。该技术方案技术先进、经济性显著、回报周期短,不仅大幅降低了生产成本,更积极响应了国家节能减排的号召,为同类型高能耗、高排废的干燥工艺提供了极具价值的改造范例。
文章来自速能官网(www.supujie.com)