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  • 紡織印染行業:定型機廢氣熱能回收及廢氣淨化處理

    發布時間:2015-12-29 點擊:

    我國是紡織品生產大國,已多年位居世界第一位,然而,其中的印染行業能耗大,汙染重,已成為社會的負擔。我國“十二五”規劃提出,紡織行業要做好節能降耗、減排增效及清潔生產的工作,大力發展綠色低碳、生態環境友好及可持續發展的循環經濟。

      持續性發展(Sustainable Development)的核心原則是3個Re :Reducd減少、Reuse回收、Recycling再生,就是要將能耗減少,將能源回收、再生成新的資源。清潔生產就是利用清潔的能源、原材料,采用清潔的生產和工藝技術,生產出清潔的產品。而清潔生產主要是通過技術改造來達到清潔生產的目的。

      印染行業加工1噸針織布,約需煤1.5噸,其中定型機約占了40%,而定型機工作中織物消耗的熱能僅占29%,機體熱能的消耗占10%,廢氣散發的熱能達到了61%。定型機加工化纖產品的廢氣排放溫度是160-170℃,加工棉產品的廢氣排放溫度是100-110℃,存大巨大的能源浪費。

      我國的印染行業在20世紀80年代已開始進行印染廢水的處理建設,但一直不太重視對廢氣的處理。根據國家統計局的信息,我國共有定型機10000多條,而定型機工作時都有油霧揮發出來,經不完全的統計10000多條定型機廢氣排放達40萬噸,對生態環境造成巨大的汙染。

      綜上所述,應做好定型機廢氣的熱能回收和淨化處理工作。

      定型機廢氣的熱能回收

      定型機廢氣熱能回收形式的種類及原理

      定型機的廢氣熱能回收可分為:鋁翅片超導熱管分體式、集中式及組合式。

      1.1、鋁翅片超導熱管分體式是在定型機的每節安裝一個鋁翅片超導熱管分體式熱交換器。鋁翅片超導熱管是高效的傳熱元件,采用的是“封閉兩相傳熱技術”。是將超導熱管抽成真空,管內充裝一定比例的液體工作介質,超導熱管兩側焊有鋁翅片,以強化傳熱。

      鋁翅片超導熱管兩端分別在定型機的排氣口及進氣口,在高溫廢氣排放口的叫熱端,在低溫新鮮空氣進口的叫冷端。在加工化纖麵料的定型機有170-180℃,加工棉麵料的也有130-140℃。廢氣的熱量傳到鋁翅片超導熱管熱端的介質,介質會蒸發,蒸汽攜帶熱量流到鋁翅片超導熱管的冷端,熱量會傳遞給新鮮的冷空氣,從而凝結成液體,在重力的作用下,再回到鋁翅片超導熱管的熱端,再次吸收熱量蒸發。周而複始,把熱量傳遞給新鮮的冷空氣。

      鋁翅片超導熱管導熱係數高,銀的導熱係數是415W/M.K,鋁翅片超導熱管的導熱係數可達到銀的幾百倍到上千倍。使用鋁翅片超導熱管分體式熱交換器,無需加裝風機,被加熱的新鮮空氣,由定型機內的負壓吸入到定型機內,不會改變定型機內的氣流。如單從熱能回收的角度看,鋁翅片超導熱管分體式是最佳的選擇。

      鋁翅片超導熱管分體式的缺點是,經熱能回收後的廢氣溫度還是比較高,達120-130℃,如需要做廢氣的淨化,會帶來一定的困難。

      1.2、集中式及組合式熱交換器的原理及效果都是差不多的,集中式的體積比較大,比較集中,而組合式的形狀比較長。集中式及組合式都是熱交換器內焊接有鋁管或紫銅管,紫銅管的的導熱係數要高些,但成本高;鋁管的導熱係數也非常高,性價比高。高溫的廢氣走鋁管外的通道,新鮮的空氣走鋁管內的通道,兩個通道完全隔離。高溫廢氣經熱交換後到工業靜電除油煙裝置及噴淋式除油煙裝置,進行淨化處理。

      由於熱交換器內排列大量的鋁管,所以風阻會比較大,需要加裝風機。新鮮空氣經風機吸到熱交換器進行熱交換,可加熱到與高溫廢氣相差30-40℃左右,溫度比較高,但風速也比較大。如全部回補給定型機,定型機可能消耗不了那麽多的加熱了的新鮮空氣,另外也會引起定型機內氣流的變化,要視不同的定型機及生產工藝決定新鮮空氣的使用。如工廠裏有炮筒烘幹機,將加熱後的新鮮空氣,用到炮筒烘幹機上將是最好的選擇。

      熱交換器容易堵塞及難清洗的問題

      市場上的定型機廢氣熱能回收熱交換器一般存在容易堵塞,難於清洗,用了一段時間後失效的問題。解決堵塞的問題,鋁翅片超導熱管分體式的熱交換器,鋁翅片超導熱管應做成每根可單獨拆卸式,以便於熱交換器的清洗、維護及更換;集中式及組合式熱交換器內部管道的排列要科學,應要有蒸汽清洗裝置,不需人工清洗,每隔一段時間清洗一次就可以了。

      定型機廢氣中廢油的回收

      定型機廢氣中含有大量的油霧,廢氣經過循環過濾網、集中式組合式熱交換器、靜電除油煙裝置及噴淋除油煙裝置,都可以回收廢油,以每天定型機工作20小時算,可回收廢油50-200KG(視加工不同的麵料及工藝)。

      可減輕定型機導熱油爐的負荷

      由於供給定型機的新鮮空氣,是經過高效熱交換器的空氣,所以會減少定型機導熱油爐的負荷,導熱油流量的減少,可使導熱油泵耗電量減少30%以上。

      生產速度及麵料手感的提高

      由於供給定型機的新鮮空氣是經熱交換器加熱過的空氣,可提高定型機內的工作溫度,可提高生產速度2-3%,而麵料的手感也可進一步提高。

      定型機廢氣的淨化處理

      定型機排放的廢氣,是高溫的,含大量的纖維、粉塵、聚本類有機物、染料及助劑的殘留揮發物,常帶有刺激難嗅的氣味。不能用單一的方法來去除,需要用多種方法綜合淨化處理。

      定型機廢氣的降溫

      定型機排放的廢氣是高溫的廢氣,達到170℃,體積大,而工業用高壓靜電除油煙裝置的最佳工況是60-70℃,如直接將定型機的高溫廢氣送到靜電除油煙裝置進行淨化處理,效果非常不理想,且易造成除油煙器中的蜂巢電極的損壞。

      對於定型機廢氣的降溫,鋁翅片超導熱管分體式熱交換器,由於是用負壓將新鮮空氣吸到定型機內,新鮮空氣風量不會很大,對定型機廢氣的降溫是不夠的。通常,經鋁翅片超導熱管分體式熱交換器後的定型機廢氣溫度還會有120-130℃,淨化的效果也是不理想的。

      如單是考慮對定型機廢氣的油煙的處理,集中式及組合式熱交換器,對廢氣的降溫效果比較好,廢氣的溫度可降到60℃,廢氣的體積也會大大的縮小。

      不鏽鋼循環過濾網

      定型機廢氣一般應先經過不鏽鋼循環過濾網,再到熱交換器,定型機廢氣中的纖維和大滴的油霧,經過循環過濾網,會吸附在過濾網上,起到一部分淨化的效果,使大的纖維及油霧不會進入熱交換器,堵塞熱交換器,循環過濾網可拆下來清洗,再次使用。

      工業用高壓靜電除油煙裝置

      定型機排放的廢氣中微小的油霧經過工業用高壓靜電除油煙裝置的高壓電場會被電離、吸附,形成較大的油霧粒子,在電場中受到庫侖力的作用而被吸附到金屬板上,流到集油盤,收到去除油煙、氣味及回收廢油的作用。

      噴淋式除油煙裝置

      經過高壓靜電除油煙裝置處理的廢氣,仍帶有部分纖維和油霧,廢氣在噴淋式除油煙裝置內經過導流和擴散,與高壓水霧接觸,水霧可凝結各種纖維、油霧粒子,附有纖維、油霧的微細水滴,由水滴分離器分離出來,再經油水分離器分離。

      活性碳除味裝置

      有些定型機由於染料和助劑的原因,會帶有刺激難嗅的氣味,高壓靜電除油煙裝置有一定的去除氣味的功能,但是如果氣味比較大的話,可加裝活性碳除味裝置,以去除廢氣中的氣味,不影響附近的居民生活。

      運作成本和節能效益的綜合計算:

      節煤效益

      以加工化纖產品的定型機計算,烘箱工作溫度200℃,廢氣排放量為14000-16000立方/小時,溫度170℃左右。視不同的定型機及環境情況,經高效熱交換器加熱的新鮮空氣,與廢氣的溫差為30-50℃,即新鮮空氣可加熱達120-140℃,風量為9000-12000立方/小時。

      按平均溫差40℃,即新鮮空氣加熱後130℃,風量以最保守9000立方/小時,煤發熱量5000Kcal/kg,定型機每天工作20小時,每年工作300天計算:

      熱能回收量為:Q=VCp(t1-t2)=9000立方/小時×1.3×(130℃-30℃)=1170000KJ/h=279435Kcal/h

      每年節約煤:279435Kcal/h÷5000Kcal/h×20小時×300天=335322kg

      每噸煤按800元計算,節煤效益為335噸×800元=268000元

      回收廢油效益

      定型機每天工作20小時,可回收廢油50-200kg,按平均每天回收130kg,每噸廢油2000元計算:

      130kg×300天×2000元=78000元

      導熱油泵節電效益

      安裝了高效定型機廢氣熱能回收係統,導熱油泵耗電量可減少30%以上,以油泵功率22kw,電費1.2元計算:

      22kw×30%×20小時×300天×1.2元=47520元

      增加產能的效益

      安裝了高效定型機廢氣熱能回收係統,可提高定型機生產速度2-3%,按平均2.5%,車速平均15米/min,每米加工費0.5元計算:

      2.5%×15米/min×60min×20小時×300天×0.5元=67500元

      5.運作的成本

      高效定型機廢氣熱能回收淨化處理係統的總裝機容量為22kw,停用的定型機原兩台風機4kw×2=8kw。

      增加的電耗為(22kw-8kw)×20小時×300天×1.2元=100800元,噴淋裝置用水的水費2000元,增加的人工開支1000元。

      運作成本為:100800+2000+1000=103800元

      總的節能效益為:268000+78000+47520+67500-103800=357220元

      綜合以上,定型機的廢氣熱能回收,可產生巨大的節能經濟效益,一套高效定型機廢氣熱能回收淨化處理係統價格大約是二十幾萬,一年即可收回成本並創造效益10萬元。另外,廢氣的淨化處理,也讓定型機的廢氣能夠達到國家環境保護部門的要求排放,保護了生態環境,為人類造了福!


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