定型機廢氣余熱回收及其資源化利用

邱國慶　邱建新　邱煌藝　張玉生　林玉才

摘 要：定型機在運行過程中排放大量的含油廢氣，不僅浪費能源而且造成環(huán)境污染。對定型機廢氣進行余熱回收及其資源化利用，是節(jié)約生產(chǎn)成本和保護環(huán)境的重要措施。通過對錦祥漂染有限公司實際的運行結(jié)果表明，定型機余熱回收及其資源化利用能夠取得很好的經(jīng)濟和社會環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：定型機 廢氣 余熱 資源化利用

中圖分類號：TH69 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（b）-00-01

定型機是紡織染整行業(yè)中主要耗能設(shè)備之一。一般定型機烘箱工作溫度化纖類為200 ℃左右，廢氣溫度160 ℃左右；棉織物為140 ℃左右，廢氣溫度100 ℃左右。單臺定型機耗能60～100萬大卡，經(jīng)估算，織物加工定型所消耗的熱能僅占其29%，機體熱損失約占10%，其余大量熱能（60%以上）隨廢氣散失到大氣中，同時，廢氣的濕度大、含油煙且成分復(fù)雜，這不僅造成了能源的浪費而且也造成了嚴重的環(huán)境污染[1，2]，因此定型機的余熱回收及其資源化利用勢在必行。

福建省石獅錦祥漂染有限公司創(chuàng)建于2003年是一家外商企業(yè)， 公司主要經(jīng)營高支純棉、人造棉、全滌、T/C 等高檔織物面料的織造，漂染及后整理加工。公司目前擁有7臺定型機，每臺定型機排放的廢氣量約為2200 m3/h，通過對其定型機廢氣進行能源回收和資源化利用，從而達到節(jié)能降耗以及資源化利用的目的。

1 廢氣余熱回收及其資源化利用方案

1.1 熱能回收利用方案

針對我公司定型機實際運行情況，本工藝流程中定型機余熱回收器采用分散式安裝技術(shù)，在定型機廢氣出口最近處安裝余熱回收裝置（廢氣溫度相對最高），并將余熱回收裝置隔為放熱區(qū)與吸熱區(qū)二部分。

在吸熱區(qū)，160 ℃以上的高溫廢氣通過余熱回收裝置，把廢氣降溫到110 ℃左右排放，其部分熱量被換熱器吸收，完成吸熱過程。換熱器吸收的熱量通過傳熱元件（熱管）內(nèi)介質(zhì)的相變，將熱量傳遞到傳熱元件的另一端。

在放熱區(qū)，由于傳熱元件的溫度比新進入的常溫空氣高，于是熱管內(nèi)介質(zhì)釋放熱量，該熱量被常溫空氣吸收后其溫度提高到120 ℃左右，熱管內(nèi)介質(zhì)產(chǎn)生相變回流到吸熱區(qū)。

120 ℃左右的高溫熱空氣通過定型機本身負壓吸入至定型機烘箱內(nèi)散熱器繼續(xù)加熱，從而實現(xiàn)余熱回收利用的目的，可回收能量約為16×104 kcal/h。

為了保證熱回收效率，防止煙氣中纖維、粉塵及漂浮粘附在余熱回收裝置內(nèi)壁，特設(shè)有蒸汽或壓縮空氣清掃口，在使用過程中，隨時可開啟蒸汽或壓縮空氣閥門，以清除熱換熱器內(nèi)污物（根據(jù)實際使用情況定期清掃）。

1.2 氣體凈化方案

油煙凈化的方式主要有高壓靜電油煙凈化處理和水浴油煙凈化處理二種方式。我公司針對定型機排放出來廢氣的流量和特征采用水浴油煙凈化方式。

從水浴油煙凈化機理可知，當廢氣凈化時溫度高于100 ℃時其水會產(chǎn)生氣化（蒸汽），一方面蒸汽排放會帶走油氣分子不能達到油氣的凈化要求；另一方面是本身會消耗水資源及蒸汽油氣冷凝后造成二次環(huán)境污染。故在使用水浴油煙凈化時，廢氣的凈化溫度也必須控制在100 ℃以下，根據(jù)實際運行試驗得知最佳溫度為75-80 ℃以下最佳。

本工藝流程中將定型機產(chǎn)生的高溫廢氣經(jīng)過冷熱交換后，將溫度降到80 ℃以下，然后進入廢氣凈化器，在導(dǎo)流區(qū)經(jīng)緩流、均流、擴散后進入噴淋區(qū)，煙氣在噴淋區(qū)與高壓水霧紊流接觸，廢氣中的有害氣體、纖維、塵、油霧被水霧捕集后經(jīng)凈化器底部排水口流入油水分離水箱中，污水經(jīng)兩級過濾后，其中的中長纖維和較大體積的雜質(zhì)被濾除。

細碎纖維、塵在自然沉降作用下積聚于箱底。細小油珠則依靠自身浮力上浮到水面聚成浮油層，浮油積聚到油槽后經(jīng)排油管排入預(yù)置的油桶內(nèi)。經(jīng)沉淀、浮油后的水（潔凈水）再通過循環(huán)水泵供入凈化器循環(huán)利用。經(jīng)噴淋凈化、降溫后的氣體由噴淋區(qū)進入脫水區(qū)，脫水后的潔凈氣體由凈化器頂部通過排風管道排入大氣。

2 效益分析

2.1 經(jīng)濟效益分析

已知排風管平均風量約為2200 m3/h，溫度達130～190 ℃，冷卻水的進口溫度為65 ℃，出口溫度85 ℃。煙氣從190 ℃的排氣溫度冷卻至90 ℃，由熱平衡計算可知回收熱量為50 kW；從熱回收器出來的廢氣進入冷卻器進一步冷卻，單位從90 ℃降到60 ℃，冷卻水進口溫度為20～25 ℃，出口溫度為50 ℃，由熱平衡計算可知換熱量為20 kW。

因此，本工藝流程中的熱能回收裝置每小時回收的熱量為：50+20=70 kW，取標準煤的熱值為29260 kJ/kg進行折算，則每臺定型機回收的熱量相當于標準煤8.6 kg/h；經(jīng)過對定型機排出廢氣中含有油脂的測試，其含量為30 mg/Nm3，可以回收的油脂為：0.033 kg/h，按回收率85%計算，取油脂的熱值為42500 kJ/kg，則回收的油脂熱量相當于標準煤0.048 kg/h。

每臺定型機余熱回收設(shè)備按每天運行24 h，一年運行330 d計算，則一年可節(jié)省標準煤約68.5 t，我公司共7臺定型機，則每年可節(jié)省標煤479.5 t，按標煤價格850元/t計算，則一年可節(jié)約燃料費用約為40.75萬元。

2.2 社會環(huán)境效益

未采用余熱回收裝置的定型機一般排放顆粒物150～250 mg/m3、油煙40～80 mg/m3。所排放的油、煙、塵對人類身體健康和環(huán)境具有很大危害。

本工藝流程中采用了余熱回收及其氣體凈化技術(shù)，通過對實際運行結(jié)果的監(jiān)測，處理后的排放顆粒物基本在15 mg/m3以下，油煙在9 mg/m3以下，余熱溫度回用率83%以上，處理效果顯著，另外，通過余熱回收，可減少廢氣風管對車間的熱輻射，降低定型機車間溫度，為車間工人創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，具有良好的經(jīng)濟社會效益。

3 結(jié)語

（1）定型機排放的廢氣經(jīng)余熱回收以及氣體凈化之后，節(jié)約了能源，一年可節(jié)約標煤479.5噸，經(jīng)濟效益顯著，而且其社會環(huán)境效益明顯。

（2）定型機廢氣余熱利用和污染治理技術(shù)，在較大幅度地高能源利用率的同時，從源頭上根除印染廢氣中有害物質(zhì)的排放，是一項兼有節(jié)能、治污、增效等多重功效的復(fù)合技術(shù)。

參考文獻

[1] 尤近仁.定形機的余熱回收及廢氣凈化[J].針織工藝，2012（5）：56-58.

[2] 王巧麗，簡棄非，湯旖，等.定形機廢氣換熱及油蠟回收裝置的設(shè)計[J].印染，2011（18）：32-33.