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資源化技術

產業共生「低開採、高利用、低廢棄」的經濟模式,需要各種資源化技術的支援,將原本可能被廢棄的能資源,有效率的被回收和再利用。

能源

許多行業的工業製程可能需要或產生大量的熱能。過去,許多廢熱直接被排放到環境中沒有得到最佳利用,不但對環境造成衝擊也造成能源的浪費。廢熱(餘熱)的回收利用是實現產業共生和資源效率的核心和主要方式之一。廢熱除了可以在製程本身被再利用(例如:預熱),還可以用於其他工業製程、轉化為電能、輸出到區域供熱網絡(例如:供暖),或用於提供工業蒸汽。另一種替代方案是將廢熱出售給能源供應公司,這些公司可以使用適當的工業技術(例如有機朗肯循環)將其轉化為電能。

廢熱的利用主要取決於廢熱流的溫度。過去普遍認為廢熱的利用僅(經濟上)適合於中等溫度(例如高於500℃)的廢熱流;但現今已有新的技術,可以對較低溫度的廢熱流進行利用(例如工業熱泵,有機朗肯循環等)。

以下介紹常見的已商業化廢熱回收技術:

技術名稱 技術說明 應用
蓄熱器Regenerator 透過一固體或液體媒介來達到將廢熱由高溫傳至低溫處的目的。 通常為吸熱材料製成的圓形蜂窩狀矩陣形式。該矩陣在空氣處理系統的送風和送風氣流中緩慢旋轉。當熱輪旋轉時,熱量會在旋轉的一半時從廢氣流中吸收,並在另一半旋轉時被釋放給新鮮空氣流。因此,來自廢氣流的廢熱能被傳遞到基體材料,然後從基體材料傳遞到新鮮空氣流。

從熱空氣/氣流中回收潛熱。可廣泛用於各個行業。

熱管Heat pipe 密閉的蒸發器-冷凝器系統。包括密封的中空管,內壁襯有毛細管結構或燈芯。在熱界面處,與導熱固體表面接觸的液體透過吸收來自該表面的熱量而變成蒸氣;之後,蒸氣沿著熱管行進至冷界面,並凝結回液體,釋放出潛熱;最後液體返回熱界面。

適用於從空氣或水中回收廢熱。可廣泛用於各個行業,特別是在傳統的熱交換器設計不合適時。

殼管式熱交換器Shell and tube heat exchanger 由一系列管(tube)組成。在管內,流體被加熱或冷卻;之後第二種流體流過正在被加熱或冷卻的管子,從而可以提供熱量或吸收所需的熱量。

用於回收(廢)熱,通常在高壓中才能應用(壓力大於30 bar,溫度大於260°C)。可廣泛用於各個行業。

板式換熱器Plate heat exchanger 由許多薄的、稍微分開的板(plate)組成,這些板具有很大的表面積和細小的流體流動通道以用於熱傳遞。

用於回收(廢)熱,通常在低壓/中壓中應用。可廣泛用於各個行業。

板殼式換熱器Plate and shell heat exchanger 板殼式熱交換器結合了板式熱交換器和殼管式熱交換器技術。

用於回收(廢)熱,通常用於熱流具有高壓和/或高溫的情況。

外部熱水網絡External hot water network 利用較低溫度(約100°C)的廢熱(熱水)在其他的製造過程(例如加熱)。熱水流通過管道輸送,使用熱交換器釋放熱量,冷水流返回工廠。

透過應用於其他目的(例如區域供熱),讓低溫(約100°C)的廢水加值應用。可用於各個行業。

資源

1990年代就設立國家清潔生產中心,並成立廢棄物資訊交換中心媒合可再利用的物質,但由於廢棄物管理法令的限制,一直無法擴大績效。後來由經濟部工業局及環保署共同成立工業減廢聯合輔導小組,積極推動製程廢棄物減量,結合產官學研的力量及智慧,