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  • 定型機熱能環保裝置技術的應用

    發布時間:2015-09-10 點擊:

    摘要:定型機熱能環保裝置對定型機煙氣進行餘熱回收處理;一方麵通過該裝置將新鮮空氣熱交換後供定型機前段烘箱使用,同時將煙氣中含油煙紗毛和粉塵等有機物送到鍋爐助煤燃燒,真正實現了節能環保和清潔生產的目的。


    關鍵詞:定型機;熱能;環保


    1定型機廢氣的成分及危害


    定型機在生產過程中產生大量廢氣,每台定型機每小時大約產生8000m3的廢氣,排放出來的煙氣溫度達到90~160℃左右,紡織品中附著的油質、蠟質及柔軟劑、樹脂等在高溫條件下變為氣態,含有粒狀汙染物(包括氣溶膠、油霧)、有機物蒸汽,所含油滴粒徑大多小於1微米。當外界氣壓較低時,這些帶刺激性的氣味及滾滾白煙,會對環境的汙染比較嚴重,給周圍的人民群眾身體健康帶來不良的影響。


    定型機廢氣中的刺激性氣體(見表1)[1],主要是油煙中的有機物或表麵活性劑組分或分解物,大多數組分一般以分子狀的氣態物質或者微小的液滴在空氣中所形成的氣溶膠物質等液態形式存在。其中多羥基類化合物、乙二醇類化合物和己二酸二辛酯等被稱作“不能分解的人類致癌物”,乙二醇類化合物是一種很好的溶劑,沒有毒性,但容易被氧化成具有毒性的草酸類物質,同時這些細小的氣溶膠分散在空氣中,容易造成呼吸道疾病。油煙廢氣中還含有硝基並胺和硝基吡啶類物質,及其它的醚類物質。這些來自定型機廢氣中的物質會造成一定的毒害,影響人體免疫力和生殖係統,甚至會發生癌變。



    2研發過程


    2.1研發過程


    針對定型機廢氣治理設備的要求標準:廢氣收集率應達到90%以上,總顆粒物的去除率應達到80%,油煙去除率應達到75%,對淨化處理後的廢水和廢油都有防治二次汙染和回收利用的有效措施。


    近年來定型機廢氣治理設備常見為水噴淋處理工藝,該工藝簡單,設備的結構形式多樣化,主要是用水泵向筒狀的淨化器內供水,經過筒內的噴嘴形成水霧,定型機的廢氣經排風機送入淨化器,煙氣在筒內穿過水霧,這樣煙氣中的油煙塵就被水霧捕集,煙氣得以淨化。淨化器的回水將捕集到的油煙塵帶入水箱進行油水塵分離。


    但是這種煙氣處理工藝的缺點是:①噴淋所產生的廢水導致二次汙染;②排放的廢氣處理不夠徹底,當遇到油煙較大的定型布種時無法解決煙霧的達標排放,特別是預定型工序的油煙尤為嚴重。



    定型機熱能環保裝置技術的應用



    楊漢成湯奔(佛山市威力清環保科技有限公司廣東佛山528000)



    摘要:定型機熱能環保裝置對定型機煙氣進行餘熱回收處理;一方麵通過該裝置將新鮮空氣熱交換後供定型機前段烘箱使用,同時將煙氣中含油煙紗毛和粉塵等有機物送到鍋爐助煤燃燒,真正實現了節能環保和清潔生產的目的。


    關鍵詞:定型機;熱能;環保


    1定型機廢氣的成分及危害


    定型機在生產過程中產生大量廢氣,每台定型機每小時大約產生8000m3的廢氣,排放出來的煙氣溫度達到90~160℃左右,紡織品中附著的油質、蠟質及柔軟劑、樹脂等在高溫條件下變為氣態,含有粒狀汙染物(包括氣溶膠、油霧)、有機物蒸汽,所含油滴粒徑大多小於1微米。當外界氣壓較低時,這些帶刺激性的氣味及滾滾白煙,會對環境的汙染比較嚴重,給周圍的人民群眾身體健康帶來不良的影響。


    定型機廢氣中的刺激性氣體(見表1)[1],主要是油煙中的有機物或表麵活性劑組分或分解物,大多數組分一般以分子狀的氣態物質或者微小的液滴在空氣中所形成的氣溶膠物質等液態形式存在。其中多羥基類化合物、乙二醇類化合物和己二酸二辛酯等被稱作“不能分解的人類致癌物”,乙二醇類化合物是一種很好的溶劑,沒有毒性,但容易被氧化成具有毒性的草酸類物質,同時這些細小的氣溶膠分散在空氣中,容易造成呼吸道疾病。油煙廢氣中還含有硝基並胺和硝基吡啶類物質,及其它的醚類物質。這些來自定型機廢氣中的物質會造成一定的毒害,影響人體免疫力和生殖係統,甚至會發生癌變。



    2研發過程


    2.1研發過程


    針對定型機廢氣治理設備的要求標準:廢氣收集率應達到90%以上,總顆粒物的去除率應達到80%,油煙去除率應達到75%,對淨化處理後的廢水和廢油都有防治二次汙染和回收利用的有效措施。


    近年來定型機廢氣治理設備常見為水噴淋處理工藝,該工藝簡單,設備的結構形式多樣化,主要是用水泵向筒狀的淨化器內供水,經過筒內的噴嘴形成水霧,定型機的廢氣經排風機送入淨化器,煙氣在筒內穿過水霧,這樣煙氣中的油煙塵就被水霧捕集,煙氣得以淨化。淨化器的回水將捕集到的油煙塵帶入水箱進行油水塵分離。


    但是這種煙氣處理工藝的缺點是:①噴淋所產生的廢水導致二次汙染;②排放的廢氣處理不夠徹底,當遇到油煙較大的定型布種時無法解決煙霧的達標排放,特別是預定型工序的油煙尤為嚴重。



    本公司研發設計的定型機熱能環保裝置的結構特點:該裝置內部結構是由多組風槽組成一個換熱麵積較大的熱交換器,在熱烘幹定型工藝產生的廢氣,所含有的熱能量在氣與氣的交換器得到回收,將熱交換後的新鮮空氣送入定型機前段烘箱內,同時將降溫後的廢氣輸送到鍋爐鼓風機作助燃用,一方麵增加爐膛溫度,另一方麵將煙氣中殘餘油煙燃燒幹淨,達到節能減排目的。該裝置安裝有自動消防和清洗係統,定時清潔裝置內部油煙和汙垢,保障熱交換器處於良好工作狀態。這種煙氣處理工藝的優點:①不會產生二次汙染;②煙氣淨化效果好;③廢油回收效果好;④省地方,長方形置於烘箱頂上。


    2.2定型機熱能環保裝置煙氣處理工藝示意圖



    (1)由於蒸汽鍋爐或導熱油爐運行時達到設定溫度後會間歇停爐,所以在間歇期間就不能吸入定型機煙氣。該部份廢氣經旁路直排到除塵塔,再經噴淋,油質及溶劑類的VOC冷凝吸附後以液態形式收集,油類的去除率高達95%以上,總VOC量降低80%以上。據監測分析,單從定型機產生的煙氣,經過熱能環保裝置後,廢氣中的有害物質去除率已達80%以上,再經過二次燃燒,總去除率達90%以上,雖有部分煙氣經旁路排出,僅占的比例約為15%。


    (2)定型機廢氣汙染物處理情況



    (3)現將定型機排煙量與進入鍋爐鼓風機部分的煙氣風量作出比較分析:每台定型機煙氣排風量約8000m3/h[2]。


    當使用一台600萬大卡熱油爐鼓風機時,鼓風機風量約為18000m3/h,熱能環保裝置連接2台定型機,定型機廢氣總量約16000m3/h,可利用量約15200m3/h,占2台定型機廢氣總量的95%,經熱能環保裝置處理後供給鼓風機,風量占鼓風機所需風量的84%。


    當使用一台300萬大卡熱油爐鼓風機時,鼓風機風量約為9000m3/h,熱能環保裝置連接1台定型機,定型機廢氣總量約8000m3/h,可利用量約7600m3/h,占1台定型機廢氣總量的95%,經熱能環保裝置處理後供給鼓風機,風量占鼓風機所需風量的84%。


    3定型機熱能環保裝置主要特點


    (1)傳熱快,冷熱風交換效果好,不堵塞,風槽管壁不掛花、不粘附油煙而影響正常生產。


    (2)定型機直接排放煙氣的煙囪完全廢除,達到定型機無煙囪直接排放節能減排環保理念。


    (3)利用定型機外排的熱量,將外部新鮮空氣熱交換後供給定型機前段烘箱以提高工作溫度,由於減少前段烘箱吸入冷空氣,轉為吸入經熱交換後的新鮮空氣,將使前段烘箱溫度明顯提升。


    (4)定型機所需新鮮風的60%會因此而受熱,可節約15%的熱量,生產效率可以增加8%~10%,視乎工藝而定,排風機與新鮮風機配變頻電機。



    (5)該結構備有多個清潔用活動門,便於用戶每年安排對該裝置進行定期檢修1~2次。熱交換器內的油垢清理和檢修工作非常方便,內部設有專用的蒸汽噴淋清潔管,可定期自動除油和清潔。廢油經排油管自動排出,產生的廢油可送鍋爐房與燃煤混合燃燒,不屬於危廢處置範圍。


    (6)通過汙染物的消除和煙氣溫度的降低,提高了後期淨化效果,同時減少火災現象的發生。


    (7)通過供熱係統的改善,加工麵料比以前手感更好,更柔軟,提高了產品的質量。


    (8)將定型機外排的煙氣,經過氣—氣冷熱交換[3]熱能環保裝置後,將由油煙、紗毛和粉塵組成的煙氣與燃煤燃燒,達到環保和綜合治理的目的。


    4安裝使用過程中應注意的主要內容


    4.1定型機熱能環保裝置的配置和使用


    為了控製好廢熱煙氣抽出對烘房中氣流的影響和回用熱風的使用,該裝置可與單台定型機配套使用,也可同時與2台、3台或4台定型機同時配套使用;設計時要考慮該裝置與定型機烘房所排放出的風量、熱交換麵積、排風機的風量和電機功率等內容的配套;合理調節排風機的轉速,根據布的品種、速度和溫度等,來選取理想的轉速,例如與2台定型機配套使用的熱能裝置,排風機功率為11kw(轉速250~500轉/分),回用熱風機功率為5.5kw(速度150~250轉/分),煙氣不從烘房的出入口散發為宜(即處於負壓狀態)。


    4.2定型機熱能環保裝置風管設計要求


    風管尺寸大小根據定型機的排煙風量決定,另外還參照輸氣距離和風管的路線順暢程度以及費用成本等因素,通常單台和雙台定型機配套使用風管直徑為φ680mm,三台和四台定型機配套使用風管直徑為φ960mm。定型機與鍋爐房間的輸氣風管盡量減少彎頭,輸氣距離視空間位置不影響生產的最短距離設計,輸氣距離一般控製在20~100m。


    4.3定型機煙氣靜電淨化器


    主要工作原理:將煙氣混合汙染物送入淨化器初級前導風分流管內,由初級導風分流管將煙氣均衡送入淨化器內模塊式高壓靜電電場,煙氣粒子在高壓靜電場中被電離、吸附、分解和碳化,有效去除汙染物,達到處理要求。


    5經濟效益分析


    5.1安裝使用定型機熱能環保裝置前後的效果比較



    5.2投入與產出的經濟效益比較


    每台定型機的投入約20多萬人民幣,(包括電器自控、消防清洗係統部分),另外配套風管部分,包括風管材料製作安裝等,每台定型機安裝熱能環保裝置係統,投資成本回收期約18個月內。



    (1)從經濟效益分析表(4)中列出定型機安裝熱能回收裝置後,每台定型機每年節煤費用188000元;


    (2)熱能回收裝置配套2台定型機使用時,兩台定型機每年節煤費用:188000元×2=376000元;


    (3)每套熱能回收裝置每年增加用電成本:36864元;


    (4)熱煤爐用定型機熱能空氣助燃後,燃煤更加充分,相對用常溫空氣助燃每年節煤費用360000元;


    ⑤投入熱能回收裝置配套2台定型機使用,回收周期為:


    1>[(376000-36864)+(360000÷2)]÷12(月)



    [339136+180000]÷12=519136÷12=43261元(月)



    2>每套約250000元÷43261元=5.8(月)



    保守計算5.8(月)×2=13~18個月



    投入正常使用後18個月即可收回投資成本。



    5.3投入熱能回收裝置後,對燃煤的狀況進行比較


    (1)鍋爐有熱風助燃煤助燃,爐堂中的火床相對無熱風助燃的火床要短些,燃煤燃燒相對更充分;


    (2)外購的煤如果相對較濕或者煤質差些,由於有熱風助燃後,燃燒時相對更充分,不會影響生產。


    5.4熱能環保設備檢修及維護內容


    (1)要求每個星期對該裝置進行巡查一次,將新鮮風入風口網板上掛的紗毛清潔幹淨,保證通風順暢;


    (2)將電櫃內的粉塵清潔幹淨,特別要注意風機變頻器的通風清潔工作;


    (3)每月檢查風機的運行情況,特別要求保持風機軸承油位正常;


    (4)注意檢查該裝置的排油狀況是否正常;


    (5)注意檢查該裝置的消防係統狀況是否正常;


    6定型機熱能環保裝置推廣的意義


    目前國內主要的廢氣淨化設備生產廠家很多,生產的主要產品多是針對二氧化硫和粉塵汙染治理的設備,而針對煙霧淨化的設備極少。本項目產品定型機廢氣熱能回收環保設備,同時也可以配備靜電淨化的方法處理廢氣、回收廢油和熱能,解決煙氣透明度差和惡臭氣味的影響,不但能高效淨化企業排放的廢氣,還能對廢氣中的有用物質進行回收再利用,同時不會產生二次汙染,為企業既省錢又環保的首選油煙淨化設備。


    隨著經濟水平的提高,人們對居住環境要求越來越高,在國家環保政策不斷出台的形勢下,不少企業都開始增加廢氣處理設備,或者淘汰性能落後的廢氣處理設備。據統計信息反映,現有90%以上的定型機都沒有按環保要求配套廢氣處理設備,已配套的廢氣處理設備大部分也是技術落後或者處理廢氣不達標。佛山市印染行業分布情況比較廣泛,遍布全市各個區,很多企業都需要高效的煙氣淨化熱能回收處理設備。我公司經過多家企業的應用,進一步證明其創新的概念是更合乎經濟與環保的理想。



    7結語


    (1)定型機廢氣[4]成份複雜,直接排放會帶來嚴重環境汙染,按照清潔生產的要求,處理定型機廢氣勢在必行。目前,傳統的處理工藝以除塵為主,不能達到廢氣處理排放要求。


    (2)使用定型機熱能環保裝置後,定型機煙氣不再直接排放,為生產車間提供一個潔淨的工作環境,將現有的廢氣輸送到鍋爐或導熱油爐助燃,達到節能環保和綜合治理的目標。


    (3)定型機熱能環保裝置可節約15%熱能,生產率可增加8%~10%,正常使用後18個月可回收投資成本;


    (4)在提倡節能減排的今天,使用定型機熱能環保裝置,有著極其重要的社會和經濟效益。


    8參考文獻


    [1]陳玲,奚旦立.印染行業熱定型機油煙廢氣檢測方法研究[J].環境汙染與防治,2009,(01).



    [2]譚立平,蔣莉雯.印染拉幅定型機的熱源改造及技術攻關[J].廣西紡織科技,2001,(02).



    [3]吳克平,李克澂.熱管換熱器的研製[J].動力工程,1983,(06)


    [4]郭振賢,劉仁濤.熱管換熱器應用現狀及其製約因素[J].應用能源技術,2002,(04)

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