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0?前言
我國(guó)紡織印染工業(yè)迅速發(fā)展，所產(chǎn)生的廢水、廢氣等對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重。目前，對(duì)于廢水的處理工藝較為成熟，而定形機(jī)排放的油煙廢氣存在著排放量大、溫度高、影響大，成分復(fù)雜等因素，使得廢氣的熱能回收利用存在一定的困難。熱定形機(jī)有機(jī)廢氣有強(qiáng)烈的刺激性，不利于人們的身體健康；單臺(tái)定形機(jī)每小時(shí)耗能250.8~418萬(wàn)kJ，織物加工定形所消耗的熱能占其29%，機(jī)體熱損失約占10%，其余大量熱能（60%以上）隨廢氣排放散失到大氣中。對(duì)定形機(jī)廢氣進(jìn)行能量回收和資源回收，是印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求[1]。
廣州某紡織印染廠一臺(tái)定形機(jī)排放的廢氣量約15?300m3/h?，F(xiàn)對(duì)廢氣進(jìn)行熱回收和除油煙工程，降低煙溫的同時(shí)回收油蠟，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
1?定形機(jī)廢氣的特性及余熱利用方式
1.1?定形機(jī)廢氣特性
定形機(jī)是印染后整理的關(guān)鍵設(shè)備，也是紡織行業(yè)中主要耗能設(shè)備之一[6]。定形機(jī)在紡織材料整理加工過(guò)程中會(huì)排出含有機(jī)物、染料助劑的油煙，特別是紗線在織造過(guò)程中添加的潤(rùn)滑油劑，以及織物染色時(shí)的染料和助劑，后整理中的防水、阻燃等功能性助劑等，其成分更為復(fù)雜，有機(jī)混合物在受熱后要分解、揮發(fā)，排出有機(jī)廢氣。當(dāng)廢氣從排入大氣到溫度降至露點(diǎn)以下時(shí)，其中的水蒸氣冷凝，高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物因降溫而凝聚，形成由大量微小粒徑、粘稠性顆粒組成的淡藍(lán)色煙霧，并帶有難聞的氣味。
2.2?余熱利用方式
1.?氣-氣換熱
氣-氣換熱指定形機(jī)排出的廢熱氣體經(jīng)熱能回收后返回定形機(jī)烘箱
內(nèi)的換熱方式。常用換熱器
為熱管換熱器
，充分利用它的高效傳熱性能。定形機(jī)排出的高溫廢煙氣通過(guò)換熱器
的吸熱側(cè)放出熱量，該熱量經(jīng)熱管快速傳遞到換熱器
的放熱側(cè)。新鮮空氣通過(guò)換熱器
的放熱側(cè)時(shí)吸收熱量，被加熱后的新鮮空氣由定形機(jī)烘箱
內(nèi)的負(fù)壓吸入烘箱
內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。
2.?氣-水換熱
氣-水換熱指從定形機(jī)排出的廢熱氣體中回收熱能產(chǎn)生熱水實(shí)現(xiàn)節(jié)能的換熱方式，常用換熱器
為列管換熱器
。定形機(jī)排出的高溫廢煙氣通過(guò)換熱器
與冷卻水進(jìn)行熱交換，被加熱后的冷卻水匯入熱水箱，用于生產(chǎn)需要。熱水的熱量是回收利用廢煙氣的熱能，節(jié)約了目前加熱所需的燃料（燃煤、燃?xì)獾龋┗螂娔?，由此?shí)現(xiàn)節(jié)能目的。
3?定形機(jī)排出廢氣的余熱及油蠟回收方案設(shè)計(jì)
3.1熱及油蠟回收工藝流程
某紡織印染廠的定形機(jī)由8個(gè)箱組成,?設(shè)有前后兩條排氣管。排氣總量最大約15?300m3/h,?溫度高達(dá)190℃，油蠟質(zhì)含量高。經(jīng)測(cè)試，油蠟熔點(diǎn)約42℃左右。
本方案采用熱回收的同時(shí)進(jìn)行廢氣中油蠟回收的方案。熱回收用于空調(diào)水的加熱，可產(chǎn)生65～85℃的空調(diào)水。
考慮到處理系統(tǒng)的風(fēng)管內(nèi)壁在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)積存大量油漬和纖維塵，使風(fēng)管的有效直徑縮小，造成排風(fēng)不暢，加上纖維塵自身在流動(dòng)中會(huì)摩擦帶電，極易引起火災(zāi)或爆炸，故在廢氣進(jìn)入換熱設(shè)備
前應(yīng)設(shè)置安全裝置。
含油廢氣首先經(jīng)手動(dòng)換向閥進(jìn)入熱回收器及旋風(fēng)除油器進(jìn)行冷凝和油的初步分離，換向閥可在緊急時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣的對(duì)空排放。在熱回收器煙氣進(jìn)口處設(shè)置防火門，防火門正常工作時(shí)是開(kāi)啟的，當(dāng)有火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)，防火門關(guān)閉。換熱器
頂部裝有防爆門，以防著火時(shí)噴燃泄壓。一旦有火災(zāi)出現(xiàn)，防火門關(guān)閉，防爆門開(kāi)啟，然后啟動(dòng)蒸汽噴淋滅火，起到雙重保險(xiǎn)作用。
含油廢氣進(jìn)入熱回收器后溫度由190℃降到90℃，用來(lái)加熱空調(diào)水，之后冷卻的廢氣進(jìn)入板式冷卻器
進(jìn)一步由90℃降溫到60℃，同時(shí)將常溫的工業(yè)用水加熱到52℃；在熱回收器和板式冷卻器
上方設(shè)置蒸汽噴淋裝置，一方面出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)可以及時(shí)滅火，另一方面可以用蒸氣來(lái)清洗換熱設(shè)備
。
油煙在熱回收器和板式冷卻器
中被冷卻到60℃左右，為保持油脂溫度不低于其熔點(diǎn)42℃，在水側(cè)設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置，使進(jìn)入熱交換器
中的油脂不至于凝結(jié)。?
采用的離心式旋風(fēng)除油器可將大的油滴進(jìn)行分離后收集，集油裝置用加熱后的水來(lái)保溫，便于回收的油流動(dòng)。旋風(fēng)油分離器出口設(shè)置溫度探頭，以保持煙溫能降到60℃左右（此溫度既不能高出油蠟的熔點(diǎn)42℃過(guò)多，使油氣不能冷凝，也不能過(guò)低于42℃使油氣凝固）。經(jīng)旋風(fēng)油分離器出來(lái)的煙氣進(jìn)入靜電除油器進(jìn)一步除油，吸附油霧后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排放。回收原理如圖1所示。
?
圖1?定形機(jī)熱回收及油回收原理示意
3.2?定形機(jī)排出廢氣的熱回收方案設(shè)計(jì)
定形機(jī)熱能采用氣/水換熱回收方式，采用列管式換熱器
。已知排風(fēng)管最大風(fēng)量約為15?300?m3/h（9021?Nm3/h），溫度達(dá)130~190℃。冷卻水的進(jìn)口溫度為65℃，出口溫度85℃；煙氣從190℃的排氣溫度冷卻到90℃，由熱平衡計(jì)算可得出回收熱量為330kW。選用φ25×2mm鋼管做基管，外套鋁管通過(guò)軋片機(jī)在鋁管外表面直接軋制而成，翅片管
外徑為φ55，考慮到廢氣的復(fù)雜成分及防止堵塞，將列管式換熱器
做成U形管式結(jié)構(gòu)，檢修時(shí)可抽出清洗。
3.3?用于油蠟回收的冷卻器
方案設(shè)計(jì)
從熱回收器出來(lái)的廢氣進(jìn)入冷卻器
進(jìn)一步冷卻，溫度從90℃降到60℃；冷卻水進(jìn)口溫度20~25℃，出口溫度為50℃，由熱平衡計(jì)算可得換熱量為130kW。考慮到油蠟的熔點(diǎn)為42℃左右，設(shè)計(jì)時(shí)采用回水控制，使進(jìn)入換熱器
的水溫控制在42℃左右，使油蠟保持在熔融態(tài)，不至于堵塞換熱器。
該冷卻器
采用板式換熱器
，在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器
高3~5倍，熱回收效率可達(dá)90%以上。鑒于板式換熱器
板片間通道狹窄，容易堵塞的缺點(diǎn)，將煙氣側(cè)做成大通道可拆式結(jié)構(gòu)，便于清潔。
4?節(jié)能量及經(jīng)濟(jì)效益分析
（1）該熱能回收裝置每小時(shí)回收的熱量為（330+130）＝460?kW，取標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值29260kJ/kg進(jìn)行折算，則回收的熱量相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤56.5kg/h;?
（2）經(jīng)過(guò)對(duì)定形機(jī)排出廢氣中含有油蠟的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，其含量為50mg/Nm3，可以回收的油蠟為9?021×50×0.85×10-6=0.383?kg/h（按85%的回收率計(jì)算）取油蠟的熱值為42803?kJ/kg，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤0.56?kg/h。
定形機(jī)余熱回收設(shè)備按每天運(yùn)行24小時(shí)，一年運(yùn)行330天計(jì)算，則節(jié)能效益如下：回收熱量460×24×330=3643200kw，節(jié)約標(biāo)煤451.9?t/a，節(jié)約重油316.4?t/a，節(jié)約天然氣363.6?km3/a。
標(biāo)煤發(fā)熱量按29260kJ/kg，重油發(fā)熱量按41800kJ/kg，天然氣發(fā)熱量按36366?kJ/m3，單臺(tái)定形機(jī)每年節(jié)能效益，以燃煤來(lái)算一年可省標(biāo)煤451.9t，若煤價(jià)按750元/t?計(jì)算，則一年可節(jié)約燃料費(fèi)用451.9×750=33.89萬(wàn)元。
5?結(jié)論
（1）定形機(jī)排放的廢氣經(jīng)兩級(jí)冷卻后進(jìn)入旋風(fēng)分油器進(jìn)行油蠟回收，一級(jí)冷卻為熱回收可以加熱空調(diào)用水，二級(jí)冷卻可以加熱工藝用水，節(jié)約能源。單臺(tái)定形機(jī)，以燃煤來(lái)算一年可省標(biāo)煤451.9t，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。
（2）定形機(jī)廢氣熱回收及油回收的技術(shù)要點(diǎn)為，廢氣在管道內(nèi)具有可燃性，設(shè)計(jì)的換熱器內(nèi)部要減少堵塞，防止發(fā)生火災(zāi)，保證換熱設(shè)備
的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]高華生，徐繼榮，楊曉仙，馮輝輝.定形機(jī)廢氣熱能回用[J].印染，2011.No.4.
[2]陳立秋.染整工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.