从远古时期的钻木取火发现生物热能,到17世纪末英国人发明蒸汽机开启工业革命,再到1969年法国人建成第一台太阳能发电站清洁能源登上历史舞台,可以说,人类发展史伴随着能源的开发和利用。现如今,绿色发展、低碳发展、循环利用,成为能源革命首要目标。
作为全国第一个全省域转型综改试验区,第一个能源革命改革试点,山西把落实低碳目标、建设美丽山西摆在战略优先位置,把低碳、节能、提效作为重要突破口。而作为新晋国家级专精特新重点的“小巨人”企业,山西文龙中美环能科技股份有限公司(以下简称“文龙中美”)多年来锚定环保事业、聚焦低碳技术,在余热资源回收、煤矿充填开采、火电深度调峰领域,持续攻关,相继推出一系列“黑”科技,为能源革命提供了“山西方案”,成就了一番“绿”事业。
■■ 聚焦工矿企业余热资源
应收尽收
工矿企业余热资源回收利用技术,是文龙中美的第一项“黑”科技。在他们的眼中,煤矿职工洗浴废水是撬动节能减排的杠杆,矿井自由流动的乏风是调节资源浪费的节排器。
2013年,煤矿洗浴废水余热利用技术研发成功,并获得国家专利,2014年开始在相关企业推广应用,2015年在山西焦煤西山煤电东曲矿大获成功。
该技术通过一次换热和污水源热泵,分别提取洗浴废水热量,加热自来水,满足洗浴需求,替代原有燃煤、燃气、燃油、甲醇锅炉。制备一吨42摄氏度的洗浴水仅需3度电,成本是燃煤锅炉的1/3、燃气锅炉的1/4,热效率是空气源热泵的3倍,节能效果显著。可广泛用于矿井等大中型工矿企业及学校、医院等日用洗浴热水量需求不小于150吨的浴室。
此后,文龙中美研发团队乘胜追击,空压机余热利用技术、矿井回风热能梯度高效利用技术、矿井水余热高效利用技术等九大核心技术相继登场亮相。其中,矿井回风乙二醇双级提热热泵技术,入选国家自然资源部发布的《矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录(2019)》,是该目录中70项煤炭类技术中,唯一一项煤矿余热资源化利用技术。
中国富煤贫油少气的资源禀赋,决定了煤炭长期以来是中国工业的“主粮”。煤炭产业链条长,涉及面宽,很多技术都是一直在研发、升级中。如何让传统产业环保节能发展,是许多科研团队孜孜以求的攻坚目标。文龙中美的矿井回风乙二醇双级提热热泵技术正是切中了这一时代命题。
矿井回风是煤矿生产的生命线安全线,进风温度必须大于2摄氏度。但是对于山西的忻州、大同乃至很多高纬度地区来说,冬天的温度动辄零下二三十摄氏度,这几十度的温差之下,进风温度提高到2度以上,无论用煤还是用电加热,一刻都不能停,每年都是一笔很大的开支。
“全世界煤矿目前在采的中国最多,山西又是中国煤矿最多的省份之一。世界上最先进的煤矿技术在山西,最实用、最先进的煤矿节能环保技术也必然诞生在山西。”文龙中美的负责人如是说。公司专注于做节能技术服务方案解决商,2015年提出高寒地区矿井回风热能梯度高效利用技术的设想,从山西实际情况出发,把矿井出来的热风热量,用公司研发的专业设备提取,采用热能梯度高效利用方法,把进风温度从零下二三十摄氏度加热到规定温度再送至井下。经过两年的研发和实验,2018年,晋能控股集团同忻煤矿首先使用了这项全世界唯一的技术。煤矿数据显示,和传统的燃气锅炉加热相比,节约70%的费用,和电热风炉相比,节约2/3的费用。
立足省情和煤矿实际,在传统产业中挖掘新技术,是山西省专精特新技术发展的一个特点。特别是节能减排和清洁能源、环保技术方面,山西有着得天独厚的优势。近年来的实践证明,任何一个技术只要能在节能环保方面有大的突破,就当之无愧可以说是“单项冠军”技术企业。
戴着节能环保技术“桂冠”的文龙中美,吸引了越来越多工矿企业的目光,催生了工矿企业余热资源回收利用技术大面积推广的“马太效应”。几年来,文龙中美的“黑”科技,在晋能控股塔山煤矿等数十家煤矿企业相继落户,开花结果,成就了山西省域更多煤矿企业的“绿”事业,取得良好经济和社会效益。
■■ 聚焦煤矿充填多重目标
一注达成
如何实现我国煤矿超大量三废(固、液、气)低成本地质封存及生态环境协同发展,是中国科协发布的2022十大工程技术难题之一。文龙中美研发的数智化覆岩离层注浆充填技术,正是重点解决这一难题的关键“密钥”,是文龙中美瞄准煤矿绿色开采而聚力攻关的第二大“黑”科技。
山西因煤而兴,山西也受煤之困。