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為減碳「集氣」!久堂廠煙氣熱回收獲經濟部肯定

2019-01-04
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能源與資源再利用平台 潘承煜

永豐餘長期以來深刻關注環境保護與綠色永續發展。久堂廠作為永豐餘旗下的旗艦廠,其節約能源與溫室氣體減量成果更自2011年以來連續獲得環保署及高雄市環保局的績優獎章。然而,久堂廠並不以此為滿足,依舊持續找尋廠內可能的節能點,避免不必要的浪費。2018年底,久堂廠以煙氣熱回收系統獲得經濟部廢熱與廢冷回收技術示範應用專案補助,為集團的減碳成績再加分!

久堂廠的汽電共生系統,是使用燃煤鍋爐燃燒熱水產生蒸汽,蒸汽同時推動發電機並提供造紙製程所需的蒸汽。這種汽電共生的作法,雖然比單純產生蒸汽的鍋爐來得節能許多,卻依然有許多無法利用的熱能散失,這些熱損失等同於無謂的燃煤耗損。而在鍋爐的熱損失中,以排煙的形式所散逸的損失為最多,其次分別是飛底灰與管路散發至大氣中的熱(如下圖一左)。

為何排氣造成最多的熱損失?
鍋爐排氣溫度與煙氣露點腐蝕溫度的溫度差,成功避免腐蝕,卻造成熱能損耗
由於鍋爐使用的燃煤中通常含有硫份,燃燒後產生的硫酸蒸汽在一定溫度之下會凝結成液態硫酸進而腐蝕設備,導致熱交換器洩漏與煙道毀損。因此,鍋爐的排氣溫度必須設計高於煙氣的露點溫度。久堂廠原先之排氣溫度為155oC (如下圖一右),與煙氣露點腐蝕溫度(約90oC)差距甚遠,因而造成多餘的熱能耗損。

圖一
圖一、鍋爐廢熱損失佔比(左)及久堂廠鍋爐排氣流程示意(右)

如何在避免酸性腐蝕的條件下回收排煙中的熱能?
久堂廠解法:裝設熱交換器對排放煙道氣體進行熱回收。
2018年,久堂廠決定裝設熱交換器回收煙道氣體中的熱能,同時必須絕對避免酸性腐蝕。實際裝設熱交換器之後(如下圖二),排放煙氣降至130oC(*註),可回收約2,400 kW之熱能。這些回收的熱能被利用於脫氧塔,將脫氧塔部分給水送至熱交換器提升溫度,以減少脫氧塔加熱蒸汽的使用量。這些回收的熱能對於減碳的貢獻,相當於每年減少6,400噸以上的二氧化碳排放量。日前久堂廠依此節能改善項目申請經濟部之「廢熱與廢冷回收技術示範應用專案補助」已順利通過(*註)。補助方案相關資訊與細節,請參考經濟部能源局之廢熱與廢冷回收技術示範應用專案補助要點

圖二
圖二、於空氣預熱器與靜電除塵器中間加裝熱交換器(右圖正中央)

註:久堂廠的煙氣露點腐蝕溫度大約90oC,但考量熱交換管壁面之溫度分布均勻性,故設定熱交換後的煙氣溫度不低於120oC,避免局部溫度過低而發生腐蝕的現象。
註:補助金額為節能設備購置費用之三分之一,但最高以五百萬元新台幣為上限。

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