摘  要：介绍了一种定形机废气净化和热能回收、回用的工艺方法和设备特点，根据企业定形机废气的不同特点，选择不同分级、开启不同级数进行净化治理；使企业在减少设备投资和降低使用、维护成本的基础上，其热能回收、回用的效益使企业在解决环保问题后能够获得节能带来的可观的经济效益。

关键词：热定形机  废气净化  热能回用  合理选择  有效使用

一 定形机废气特性

1 高温耗能特性——高温性作为织物拉幅定型类定形机排出废气的显著特点，其根据拉幅定型要求的不同，排出废气温度通常在150-200⁰C范围内，其每台定形机实际排出的废气风量在10000—25000m³/h左右，排放废气带走的热量占定形机全部热量的30—35%。

2 成分复杂特性——成分复杂性也是织物拉幅定型类定形机排出废气的特点之一，在织物定形和后整理各种工序中需要添加各种功能助剂，在高温下使之恢复原来的尺寸或形状、或增加各种功能，使之更好地进行下一道生产工序或成为成品进入市场，在其过程中会产生大量的毛屑、成分复杂的油烟废气、水蒸气等混合物，要得到干净的定型织物，必须同时排出所有的油烟废气和产生的水蒸气等混合物。

3 环境危害特性——当定形机高温废气溢出到车间和直接排放到空中，将影响企业职工、附近居民健康，同时由于其漂浮不定、不溶于水等特性，给大气环境造成污染形成各种环境危害，故定形机废气不经过净化处理排放将直接危害环境和人体健康。

4 安全维护特性——定形机高温废气中因为含有成分复杂的油烟废气、毛屑等，很容易附着在风道、设备内部、车间房顶等严重影响环境、难以清理维护、极容易引发火灾。

二 定形机废气处理与热能回用的结合

1 高温废气处理的最佳条件

高温废气的净化处理，无论是在哪个行业、哪种设备上均需要在处理前对其进行降温，使其达到后续净化设备对温度的要求、同时减少电能或水资源的浪费，也减少废气净化的使用和维护成本。如使用静电吸附类净化：高压静电废气净化设备的最佳净化温度≤75⁰C、冷凝吸附净化温度大多数需要在在0⁰C以下，降温需要消耗大量的电能；使用水净化类：水喷淋废气净化统、活性炭吸附系统等也需要预先降温至90⁰C以下，否则将消耗大量的水资源和产生二次污染。定形机因为排放的高温废气很复杂，可能需要不同类型的和不同方式的多级净化，正因为如此，其废气净化第一步的最佳选择则是通过热交换降低其温度。

2 定形机废气净化与热能回用结合

热定形机属于热风干燥设备，其织物拉幅定型生产工艺中为了保证产品质量和保护车间环境，需要排出产生的水蒸气（湿气）和油烟气，故在生产过程中需要不断地补充常温新空气再加热至使用温度。既然需要排出高温废气、又需要补充新的空气加温，为此可以利用气气热交换技术将高温废气的热能交换至常温空气中并使之温度升高，将产生的高温新空气代替需要不断地补充常温新空气而达到节约能源、降低成本的目的，这也是最直接、最有效、无二次污染的废气净化前的降温方式和热能回用方式。

3 定形机余热回收率与热能回用率

定形机余热回收率是指将废气中的热能通过气气热交换到新的气体中的效率，其转换效率与新气的起始温度、交换后新气的最高温度、热交换器交换面积等相关；热能回用率是指气气热交换后的高温新空气能够直接回到定形机中的比例。合理设计的定形机废气净化设备，应该尽量提高热交换面积（与风机耗电相关）、提升新空气的最高温度、减少新空气的量，使其能够全部或最大限度的回用到定形机中。

定形机排出废气（Q排）理论上分成三部分，第一部分是织物水分蒸发形成的水蒸气（Q湿），第二部分为高温下织物中各种助剂、定形机导轨润滑剂等高温时产生的油烟气（Q烟），第三部分是因为要保证水蒸气和烟气排放干净，不因湿气影响生产效率、烟气影响产品质量而多排出的气体（Q多），故Q排=Q湿+Q烟+Q多，而需要补充进去的新空气为Q补=Q烟+Q多，直接回用到定形机中的气体为Q回，Q回≤Q新。

通过气气热交换后高温新空气（Q新）的量，因为要保证废气净化前降温到70-80⁰C将获得最佳的效果，而新空气起始温度（车间温度）夏天（45-55⁰C）和冬天（25-30⁰C）相差很大，故Q新在夏天时较大、冬天时较小；故而在夏天只能部分回用50-60%，冬天回用（约90-100%）。

高温新空气回用到定形机烘房的位置，根据定形机热交换方式不同而不同。对于导热油（蒸汽）热交换器，回用到烘房的前部热交换器入口处，因为前部高温气体经过烘干织物后的温度实际上已经较低（也是定形机耗热量最大的部分），回用到前部不会使此处烘房的温度降低而会使其升高（因为排出的气体从内部烘房相连并从排气口排出，补充至此处后会向织物流动方向排出而会形成微小胀气外溢防止低温新空气进入。对于天然气直燃式烘房，高温新空气回用到燃烧室燃烧口的氧气（空气）补给风机（泵）口即可。

一般定形机，车速30-60m/min，烘房温度160-240⁰C，其各种气量实际范围大致如下：

Q排——10000-25000m³/h      Q湿——5000-10000m³/h

Q烟——5000-10000m³/h       Q多——3000-5000m³/h

Q补——8000-15000m³/h

三 定形机废气净化需要解决的问题与解决办法选择（源林系统）

1 废气中毛屑的处理——自动毛屑过滤装置

绝大部分热定型机废气中含有织物毛屑、部分定形机废气中毛屑含量还特别大，其与油烟、碳化织物混合后极其容易附着在热交换器、风道等各个位置，因为毛屑为非金属物、不是热传导材料且为易燃烧物质，故严重影响热交换器的效率、且在高压静电废气净化时容易着火。同时也影响净化设备的维护和增加周期清理次数。

2 废气处理前的降温——气气热交换装置

废气处理前需要降温处理，如直接用水喷淋进行降温：一则会产生大量的水蒸发形成浪费，二则水蒸气会带走大量的需要处理的油烟废气和毛屑粉尘，从不能达到想象的降温除尘除油烟的作用。而采用气气热交换不会有水资源浪费、且不会形成二次污染，同时可以将热能直接用于原设备而达到既节能又减排的效果。

3 热交换器的效率——蒸汽自动清洗装置

对于任何热交换器，如果要保持其热交换效率稳定，必须要保证热交换器（热交换管）的洁净，而定形机废气中的油烟、粉尘、毛屑会附着在热交换器的各部分，如果不及时清理将直接影响热交换器的效率，同时也将增加废气风阻消耗风机电能，情况严重时可能会发生净化设备的损坏和引起更严重火灾等。

4 油烟粉尘净化的方式——高压静电废气净化装置

定形机废气油烟粉尘净化装置，现在市场采用的有两种方式：水喷淋方式和高压静电方式，从效率、耗能和维护等来看，以高压静电的方式为佳。但是对于废气有高温或低温结焦（非冷凝结焦）的定形机，油烟粉尘净化采用多级水喷淋为佳。主要是高压静电装置清洗时容易使金属集油极板变形、间距变化使其技术指标下降和产生火灾，同时需要采用容易拆卸手动清洗的气气热交换机构，节省拆卸、清洗、更换的人力物力成本。

5 溶于水有害异味的处理——水喷淋装置

高压静电废气净化装置在油烟粉尘净化上对比水喷淋有较大的优势，但是溶于水异味的处理作用较其要小，根据异味的量可以加装多级水喷淋装置。如果不用高压静电废气净化装置而直接采用水喷淋，其油烟粉尘净化的效果很难达到要求，同时浪费的水资源相对高压静电装置设备成本增加是得不偿失（粗略计算不需要半年就可以节省回来）。

6 不溶于水有害气体的处理——活性炭吸附装置

有部分定形机废气中含有有毒有害的且不溶于水的气体，在高压静电、水喷淋方式中很难将其净化，此时只能采用活性炭吸附或冷凝吸附的办法。而此办法中，冷凝吸附耗用的电能极高既使用成本高，其设备成本是活性炭吸附的几倍甚至十几倍，故采用活性炭吸附为佳。活性炭吸附的条件需要废气中油气少、颗粒物少、温度低，使其活性炭吸附率高、清洗容易、更换周期长、使用寿命长而减少辅助成本和活性炭成本。故定形废气处理系统开始选择时就需要考虑后续的升级和改造，不能以当前设备投入多寡为第一重要。

7 使用环境特殊要求——耐高温、防渗漏、机组式

定形机废气净化系统一般安装在定形机上方或侧上方，既节约车间空间、也不影响操作使用。故废气净化系统电缆必须耐高温或电控柜远离高温空间，既安装在原定形机的操作台附件为佳。同时系统在其上方不能够有任何渗漏，而影响定形机设备、织物质量及操作人员的安全，故需要有污物、清洗污物等集中导出机构。由于定形机上方布局有较多的管线，工作场地狭小，安装和维护要求废气净化系统安装方便、清洗维护方便，同时需要根据每台定形机废气的风量、温度进行不同的热交换面积配置和车间、风道出口位置进行系统的位置布局，故废气净化系统部套为机组式，使安装方便、配置灵活、维护简单。

8 操作监视防火要求——操作方便、观测简单、防火到位

定形机操作人员需要操作的工序很多，同时定形机上部的温度无论冬夏气温都很高，操作人员一般很少愿意到上部去进行维护、查看和操作，故废气净化系统日常控制应该在操作人员附近。且能通过对控制柜的温度、电流等显示的观察，能够发现系统是否运行正常，或判断系统有何种异常及有效处理。定形机附近有大量织物，防火工作极其重要，故系统要解决着火有关的毛屑过滤、交换器清洗、电缆绝缘、高压静电清洁等问题，而在发生火灾后系统必需要警铃提示、关闭风机、切断电源、关闭风道以及相应灭火措施。

四 定形机废气净化分级处理工艺与效果

定形机废气净化的分级处理工艺是因为每台定形机因为织物、工艺不同，其排放的废气成分不同而需要不同的处理方式，同时每套定形机会因为企业产品的变更而排放的废气也将有所变化。根据此种情况，废气净化系统的分级处理将给企业废气净化设备投资成本、使用维护成本、系统升级带来更多的灵活性和减少重复投入，在达到国家节能减排要求的前提下，给企业最大限度节约设备投资和节约使用成本。

（一）定形机废气热回收净化系统主要配套说明

1 气气热交换器——机组型式，交叉逆流整体式、交叉逆流抽屉式、超导热管半翅片式，可根据定形机热交换量要求进行机组数量、材料和形式进行配置；

2 自动毛屑过滤装置——机组式，可分二级过滤、四级过滤，可分时、分级控制；

3 高压静电废气净化装置——机组式，可分级进行配置，配有自动报警与断电；

4 系统清洗功能——配有蒸汽自动清洗系统，且可时序控制；

5 系统整体控制——风机变频制显示、废气进出温度显示，新风进出温度显示，进出自动风门控制、高温异常报警等。

（二）废气净化系统分级处理介绍

1 定形机热回收废气净化系统之一级净化系统

（1）适用范围

定形机高温废气中有油烟、有粉尘，无异味、无有毒有害气体的场合。

（2）工艺路线图（略）

（3）工艺过程说明

 定形机高温废气集中通过风道送到系统，经过自动毛屑过滤后进入到气气热交换器，高温新空气进入到定形机回用，低温废气进入到高压静电废气净化器进行油烟粉尘等的净化，废气净化后排出。

（4）技术能力指标和效益

排放废气≤75⁰C        油烟净化率≥90%      粉尘净化率≥90%，

毛屑过滤率≥95%      热能回收率70-85%     定形机热能回用率10-20%，

年综合节能效益20-25万/年（不含回收油效益、已减风机等电能损耗）

（5）可增装升级系统

在定形机废气含有异味、有毒有害气体时，可增装二、三级系统，减少资金投入。

2 定形机热回收废气净化系统之二级净化系统（见附件示意图）

（1）适用范围

定形机高温废气中有油烟、有粉尘、有异味、无有毒有害气体的场合。

（2）工艺路线图（略）

（3）工艺过程说明

 定形机高温废气集中通过风道送到系统，经过自动毛屑过滤后进入到气气热交换器，高温新空气进入到定形机回用，低温废气进入到高压静电废气净化器进行油烟粉尘等的净化，然后进入水喷淋进行异味（油烟粉尘）等净化，废气净化后排出。

（4）技术能力指标和效益

排放废气≤75⁰C        油烟净化率≥95%      粉尘净化率≥95%，

毛屑过滤率≥95%      热能回收率70-85%     定形机热能回用率10-20%，

废气中异味净化达标   年综合节能效益15-20万/年

（5）合理使用与三级提升

当定形机废气中不含有异味时，只开启一级系统而停开二级系统，减少电能和水资源浪费及维护成本，在废气中含有有害有毒气体时、可以增装三级系统。

3 定形机废气净化系统之三级净化系统（见附件示意图）

（1）适用范围

定形机高温废气中有油烟、有粉尘、有异味、有有毒有害气体的场合。

（2）工艺路线图（略）

（3）工艺过程说明

 定形机高温废气集中通过风道送到系统，经过自动毛屑过滤后进入到气气热交换器，高温新空气进入到定形机回用，低温废气进入到高压静电废气净化器一级净化，再进入水喷淋进行废气二级净化，然后废气进入活性炭吸附净化后排出。

（4）技术能力指标和效益

排放废气≤75⁰C          油烟净化率≥95%      粉尘净化率≥95%，

毛屑过滤率≥95%         热能回收率70-85%     定形机热能回用率10-20%，

废气所有指标净化达标    综合节能效益10-15万/年。

（5）分级合理使用

当定形机废气中不含有异味和有害有毒气体时，只开启一级系统；当废气中含有异味而不含有有毒有害气体时，只开启二级系统。根据企业生产情况和废气成分合理分级使用，充分节约使用和维护成本，减少水源等浪费。

4 特例——高温结焦型废气的热回收净化系统

（1）工艺路线图（略）

（2）工艺过程说明

 定形机高温废气集中通过风道送到系统，进入到抽屉式气气热交换器，高温新空气进入到定形机回用，低温废气进入到多级水喷淋装置进行油烟、粉尘、异味的净化，然后净化废气排出或选择进入活性炭吸附净化后排出。

一般不采用自动毛屑过滤装置，因为此类型定形机大部分用在人造革类的定形拉幅上，一般没有毛屑和极少，如果经过自动毛屑过滤装置将很快会产生堵塞后使系统异常或人为的增加清洗次数，增加其使用成本、降低生产效率。

采用抽屉式气气热交换机组是因为考虑到定期清洗时，人员劳动强度和清洗成本，该热交换管的材料，通常使用不锈钢管、超大热管等便于高压力清洗和延长使用寿命。

 

五热回收效率计算

1 气气热交换器计算详见

  《YLR2018AY型余热回收油烟净化系统经济效益分析》

2 气水热交换器计算详见

  《YLR2018BY型余热回收油烟净化系统经济效益分析》

六 产品含有的专利

1 《管道流动气体中毛屑自动过滤装置》          专利号：2011203473066.

2 《具有清洗功能的换热器》                    专利号：201210159177.4

3 《换热器及其制作方法》                      专利号：201210076363.4

4 《染整设备的高温废气余热回收及油烟净化装置》专利号：2012203399700

5 《一种工业用高压静电油烟尘净化器》           专利号：2012203400479

 

浙江省销售专线：0571-89023071     1385