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定形机废气回收创巨大效益
时间:2016-02-26 10:33:03      作者:广州盛鹏纺织业专用设备有限公司 黄晨昀

我国是纺织品生产大国,已多年位居世界第一位,然而,其中的印染行业能耗大、污染重,已成为社会的负担。

印染行业加工1吨针织布,约需煤1.5吨,其中定形机约占了40%,而定形机工作中织物消耗的热能仅占29%,机体热能的消耗占10%,废气散发的热能达到了61%。定形机加工化纤产品的废气排放温度是160℃~170℃,加工棉产品的废气排放温度是100℃~110℃,存在巨大的能源浪费。

我国印染行业在20世纪80年代已开始进行印染废水的处理,但对废气的处理才刚刚引起注意。根据国家统计局的信息,我国共有定形机10000多台,而定形机工作时都有油雾挥发出来,经不完全统计10000多台定形机废气排放达40万吨,对生态环境造成巨大的污染。因此,应做好定形机废气的余热回收和净化处理工作。

超导热管分体式热能回收效果好

定形机的废气余热回收系统可分为三种:铝翅片超导热管分体式、集中式及组合式。

铝翅片超导热管分体式是在定形机的每节安装一个铝翅片超导热管分体式热交换器。铝翅片超导热管是高效的传热元件,采用的是“封闭两相传热技术”,即将超导热管抽成真空,管内充装一定比例的液体工作介质,超导热管两侧焊有铝翅片,以强化传热。

铝翅片超导热管两端分别在定形机的排气口及进气口,在高温废气排放口的叫热端,在低温新鲜空气进口的叫冷端。加工化纤面料的定形机废气温度达170℃~180℃,加工棉面料的也有130℃~140℃。废气的热量传到铝翅片超导热管热端的介质,介质会蒸发,蒸汽携带热量流到铝翅片超导热管的冷端,热量会传递给新鲜的冷空气,从而凝结成液体,在重力的作用下,再回到铝翅片超导热管的热端,再次吸收热量蒸发。周而复始,把热量传递给新鲜的冷空气。

铝翅片超导热管导热系数高,银的导热系数是415瓦/米·度,铝翅片超导热管的导热系数可达到银的几百倍到上千倍。使用铝翅片超导热管分体式热交换器,无需加装风机,被加热的新鲜空气,由定形机内的负压吸入到定形机内,不会改变定形机内的气流。如单从热能回收的角度看,铝翅片超导热管分体式是最佳的选择。

铝翅片超导热管分体式的缺点是,经余热回收后的废气温度还是比较高,达120℃~130℃,如需要做废气的净化,会带来一定的困难。

集中式及组合式热交换器的原理及效果差不多,集中式热交换器的体积比较大,比较集中,而组合式的形状比较长。集中式及组合式都是热交换器内焊接有铝管或紫铜管,紫铜管的的导热系数要高些,但成本也高;铝管的导热系数也非常高,性价比好。高温的废气经过铝管外的通道,新鲜的空气经过铝管内的通道,两个通道完全隔离。高温废气经热交换后到工业静电除油烟装置及喷淋式除油烟装置,进行净化处理。

由于热交换器内排列大量的铝管,所以风阻会比较大,需要加装风机。新鲜空气经风机吸到热交换器进行热交换,可加热到与高温废气相差30~40℃左右,温度比较高,但风速也比较大。如全部补给定形机,定形机可能消耗不了那么多加热了的新鲜空气,另外也会引起定形机内气流的变化,要视不同的定形机及生产工艺决定新鲜空气的使用。如工厂里有炮筒烘干机,将加热后的新鲜空气用到炮筒烘干机上将是最好的选择。

多种方法搞定废气净化处理

定形机排放的废气是高温的,含大量的纤维、粉尘、聚苯类有机物、染料及助剂的残留挥发物,常带有刺激难闻的气味,不能用单一的方法来去除,需要用多种方法综合净化处理。

定型机废气的降温。定形机排放的废气是高温的废气,达到170℃,体积大,而工业用高压静电除油烟装置的最佳工况是60℃~70℃。如直接将定形机的高温废气送到静电除油烟装置进行净化处理,效果非常不理想,且易造成除油烟器中的蜂巢电极的损坏。

对于定形机废气的降温,铝翅片超导热管分体式热交换器,由于采用负压将新鲜空气吸到定形机内,新鲜空气风量不会很大,对定形机废气的降温是不够的。通常,经铝翅片超导热管分体式热交换器后的定形机废气温度还会有120℃~130℃,净化的效果也不理想。

如单是考虑对定形机废气的油烟的处理,集中式及组合式热交换器,对废气的降温效果比较好,废气的温度可降到60℃,废气的体积也会大大缩小。

不锈钢循环过滤网。定形机废气一般应先经过不锈钢循环过滤网,再到热交换器。定形机废气中的纤维和大滴的油雾,经过循环过滤网,会吸附在过滤网上,起到一部分净化的效果,使大的纤维及油雾不会进入热交换器。循环过滤网可拆下来清洗,再次使用。

工业用高压静电除油烟装置。定形机排放的废气中微小的油雾,经过工业用高压静电除油烟装置的高压电场会被电离、吸附,形成较大的油雾粒子,在电场中受到库仑力的作用而被吸附到金属板上,流到集油盘,起到去除油烟、气味及回收废油的作用。

喷淋式除油烟装置。经过高压静电除油烟装置处理的废气,仍带有部分纤维和油雾。废气在喷淋式除油烟装置内经过导流和扩散,与高压水雾接触,水雾可凝结各种纤维、油雾粒子,附有纤维、油雾的微细水滴,由水滴分离器分离出来,再经油水分离器分离。

活性炭除味装置。有些定形机废气由于染料和助剂的原因,会带有刺激难闻的气味。高压静电除油烟装置有一定的去除气味的功能,但是如果气味比较大的话,可加装活性炭除味装置,以去除废气中的气味,不影响附近的居民生活。

废气余热回收一年可收回成本

定形机废气余热回收节能效益明显。以加工化纤产品的定形机计算,烘箱工作温度200℃,废气排放量为14000~16000立方/小时,温度170℃左右。视不同的定形机及环境情况,经高效热交换器加热的新鲜空气,与废气的温差为30℃~50℃,即新鲜空气可加热达120℃~140℃,风量为9000~12000立方/小时。按平均温差40℃,即新鲜空气加热后130℃,风量以最保守9000立方/小时,煤发热量5000千卡/千克,定形机每天工作20小时,每年工作300天计算,热能回收量为:Q=VCp(t1-t2)=9000×1.3×(130-30)=1170000千焦/小时=279435千卡/小时,每年节约煤:279435÷5000×20×300=335322千克。每吨煤按800元计算,节煤效益为335×800=268000元。

定形机每天工作20小时,可回收废油50~200千克,按平均每天回收130千克,每千克废油2元计算:130×300×2=78000元。安装了定形机废气余热回收系统,导热油泵耗电量可减少30%以上,以油泵功率22千瓦,电费1.2元计算,节电效益为:22×30%×20×300×1.2=47520元。安装了定形机废气余热回收系统,可提高定形机生产速度2%~3%,按平均2.5%,车速平均15米/分钟,每米加工费0.5元计算,节约成本为:2.5%×15×60×20×300×0.5=67500元。

定形机废气余热回收净化处理系统的总装机容量为22千瓦,停用的定形机原两台风机共8千瓦。增加的电耗为(22-8)×20×300×1.2=100800元,喷淋装置用水的水费2000元,增加的人工开支1000元。运作成本为:100800+2000+1000=103800元。综合计算,总的节能效益为:268000+78000+47520+67500-103800=357220元。

可以看出,定形机的废气余热回收,可产生巨大的节能经济效益,一套定形机废气余热回收净化处理系统价格大约是20几万元,一年即可收回成本并创造效益10万元。另外,废气的净化处理,也让定形机的废气排放能够达到国家环境保护部门的要求,保护了生态环境,为人类造福。

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