地热能的工农业利用

2022-09-07 15:05:00

地热能是新能源家族中重要的成员之一,是一种相对清洁的、环境友好的绿色能源。著名地质学家李四光说过:“开发地热能,就像人类发现煤、石油可以燃烧一样,开辟了利用能源的新纪元。”地热资源的常见利用方式有发电等,除此以外,地热能可广泛应用于工业领域,可用于任何形式的烘干和蒸馏过程,也可用于简单的工艺供热、制冷,或用于各种采矿和原材料处理工业的加温。有时候,地热本身也是一种有价值的原料,某些地下热水含有比地面水更丰富的各种盐类和其他有价值的化学物质,天然地下蒸汽则可能含有具有工业用途的不凝性气体等。概括起来,地热能在工业上的主要应用如下。

造纸和木材加工

在造纸工业的生产过程中,需要利用地热的地方是纸浆的蒸煮与烘干。新西兰塔斯曼公司的纸浆和纸张工厂就是利用天然地下蒸汽的第一座造纸工厂,当初选择建厂位置就是为了就地利用地热。纸厂紧靠一个地热田,年生产能力为新闻纸纸浆34.5万吨,牛皮纸纸浆10万吨,该公司利用地热能为厂区装机l0兆瓦的地热发电站提供发电所需蒸汽,还通过两条管线将大量地热蒸汽直接输送到厂房,用于烘干原木、纸浆和纸张等工艺流程,约占整个工厂蒸汽用址的2.5%。该公司正在实施扩大利用地热能计划,将可节省燃料费的70%,每年可节省1000多万元的开支。

纺织、印染、缫丝的应用

我国的天津、北京及湖北省等许多纺织、印染、缫丝轻纺工业中,早已开始利用当地的地热水资源进行生产或满足某些特殊工艺所需热水的供应。各个厂家利用地热水后有一些共同的优点:提高了产品质量,增加了产品色调的鲜艳程度,着色率也提高了,并使一些毛织品的手感柔软、富有弹性,另外还节约了部分常规燃料。此外,由于所用地热水的硬度适宜,这样既节省了软化水的处理费用,又节省了许多原材料,相应地降低了产品的成本。

提取重要元素和矿物质

地热水或地热蒸汽中含有很多重要的稀有元素、放射性元素、稀有气体和化合物等,诸如碘、钾、硼、锂、锶、铷、铯、氦及重水、钾盐等,这些都是国防、化工、农业等领域不可缺少的原料。可以通过对地热水或地热蒸汽进行加工处理,提取其中的重要元素和矿物质,创造可观的经济效益。

地热能供热

在冬季,我们可以将地热能直接用于建筑物的采暖和供热水,这是仅次于地热发电的最常用的地热利用方式。地热供暖是以来自于地下的不高于60℃的地下热水为热媒,地下热水到达地面后,在加热管内循环流动,加热地板,通过地面把热量散发到室内,给室内供热。生活用热水方面,人们可根据需要直接把从地下取出的热水使用或加热后使用。因为这种利用方式简单、经济性好,备受各国重视,特别是位于高寒地区的西方国家,其中冰岛开发利用得最好。该国早在1928年就在首都雷克雅未克建成了世界上第一个地热供热系统,现今这一供热系统已发展得非常完善,每小时可从地下抽取大量80℃的热水,供全市11万居民使用。采用地热供热就不用再建锅炉房了,所以到了冰岛,看不见高耸的烟囱,大气环境非常好,现在冰岛首都已被誉为“世界上最清洁无烟的城市”。可见,将地热用于冬季供热既节能又环保。我国在目前能源紧张、环境污染严重的背景下,开发地热供热无疑是一个特别好的方式。我国利用地热供暖和供热水的发展也非常迅速,在京津地区已成为地热利用中最普遍的方式。除利用地热给建筑物供热外,地热还可给工厂供热,如用作干燥谷物和食品的热源,用作硅藻土、木材、造纸、制革、纺织、酿酒、制糖等生产过程的热源。目前世界上最大两家地热应用工厂就是冰岛的硅藻土厂和新西兰的纸浆加工厂。

应用于衣业

在地热资源丰富的农村,地热也广泛用于农业生产中,主要用在地热温室种植和水产养殖两大领域。据1999年统计数字显示,地热温室和地热养殖在全球直接利用类型中所占比例分别为9%和6%,说明了世界各国十分重视利用地热能为本国发展农牧副渔业。地热室所需只是低温热资源,水温可低到60℃,很少超过90℃热水。在温室应用的同时,室外土壤加热需要的水温不超过40℃,甚至最低的初温也能用。因此,如果我们周边有地热资源,可以依托地热井,建造温泉温室,种植名优花卉、特种蔬菜,供给大饭店、宾馆、酒楼等之需,也可用来发展旅游农业。在养殖方面,养殖所需水温可更低些。通过地热养殖,可大大缩短多种水生物的孵化期和生长周期。所以,我们还可以依托地热资源发展高产鱼类等养殖产业。

应用于医疗

地热在医疗领域的应用有诱人的前景。目前地下热矿水被视为一种宝贵资源,世界各国都很珍惜。由于地热水从很深的地下提取到地面,除温度较高外,常含有一些特殊的化学元素,从而使它具有一定的医疗效果。如含碳酸的矿泉水供饮用,可调节胃酸、平衡人体酸碱度;含铁矿泉水饮用后,可治疗缺铁贫血症;氢泉、硫水氢泉洗浴可治疗神经衰弱和关节炎、皮肤病等。由于温泉的医疗作用及伴随温泉出现的特殊的地质、地貌条件,使温泉常常成为旅游胜地吸引大批疗养者和旅游者。在日本就有1500多个温泉疗养院,每年吸引1亿人到这些疗养院休养。我国利用地热治疗疾病的历史悠久,含有各种矿物元素的温泉众多,因而充分发挥地热的医疗作用,发展温泉疗养行业大有可为。

阅读原文