1 定型机智能型余热回收装置

定型机是染整工序的主要设备，也是单机耗能最大的设备。一台热定型机，织物加工定型时其有效热能，仅为总加热量的28.25％（根据热平衡测试资料），散热损失达71.75％，其中废气排放损失热量占60％左右，设备及壁面散热量占lO％左右，其他占2％左右。

定型机内热风加热织物的机理是强制对流放热,织物中的水分子摄取热空气气体分子的热量(蒸发潜热)而蒸发。在稳定状态下, 定型机内存在一定量的蒸汽,其量视单位时间内蒸发的水分及吸入的新鲜空气而定。为了保持定型机内合适的湿度，必须加入大量的新鲜空气，经计算，1个大气压( 101kPa)下，温度170℃、湿度10%时每蒸发1公斤水分，需要加入18.6m³的新鲜空气，将18.6m³ 的新鲜空气从20℃加热到170℃需要3632KJ/h热量。

例如：一台定型机加工的织物重量200g/m² ,幅宽160cm,织物烘燥前带液率68%,排气湿度10%,以40m/min车速烘干至织物含湿8%,每小时蒸发水分为460.8kg，需要补充8570.88m³的新鲜空气，这些新鲜空气从20℃加热到170℃，需要热量1673625.5KJ/h（400388.8Kacl/h），同时需要至少排出8570.88 m³  170℃的废气。如果我们用排出的热量把新鲜空气加热到120℃送入定型机内，则可以节约热量1115987.9KJ/h（266982.7Kacl/h）。

定型机节能的根本途径在于废气的余热回收利用，但是定型机排出的废气温度在200℃以下是低品质热源，废气中含有油和纤维灰尘，用常规换热器回收热量，有回收效率低、回收设备投资大、回收成本高、换热器被油和纤维灰尘堵住不容易清洗等缺点，限制了大范围应用。

直到热管技术广泛应用后，有了高效的热管换热器，定型机废气余热回收利用得到了发展。但是废气中的油和纤维灰尘，给换热器带来被油和纤维灰尘堵住不容易清洗等缺点，依然使定型机余热回收器长期稳定的使用受到一定的限制。

我公司2007年开发出热管换热器（智能型定型机余热回收装置）可以在使用中方便拆卸进行清理和维护，并且，设置了自动清洗装置，解决了换热器被油和纤维灰尘堵住不容易清洗的缺点，让定型机节能有了先进的余热回收设备，使定型机废气的余热回收利用打开一个新的突破，定型机节能工作得到进一步发展。

定型机余热回收装置由壳体、热管换热单元、支撑件、滤网、侧门、温度显示（控制）仪表组成。由热管和支撑件组成的换热单元，形成了独立的换热机构，可以方便的拆卸、清洗换热面，并能保持稳定的换热效率。

1.1 余热回用方式

用于定型机废气余热回收的方式：

1.1.1 气-气热交换

从定型机排出的废热气体中回收热能再返入定型机烘箱内而实现节能之目的，余热回收装置安装于两个废气排放口，即时回收即时利用，废气一出烘箱就进行余热回收，使热回收达到最佳效果。

1.1.2 气-水热交换

把定型机排出的高温废气中的热能交换到水中，把定型机排出的高温废气中的热能交换到水中，加热常温水，热交换产生的热水应用于其他生产或生活中。

热管是一种高效传热元件，其导热能力比金属高几百倍至数千倍。热管做为超导热体的高效传热元件，利用全封闭真空管内部工质的连续相变来完成热量的持续转移，自身并不产生热量。具有很高的导热性及良好的等温性。

1.2 余热回用工作原理

定型机废气余热回收是采用高效真空热管换热设备将定型机排出的高温废气中的热能交换到空气或水中，热交换产生的热空气送入定型机烘箱内，提高烘箱温度并重复利用热能，热交换产生的热水应用于其他生产或生活中。

热管是一种高效传热元件，其导热能力比金属高几百倍至数千倍。热管做为超导热体的高效传热元件，利用全封闭真空管内部工质的连续相变来完成热量的持续转移，自身并不产生热量。具有很高的导热性及良好的等温性。

根据定型机上的废气排风系统结构，其热回收装置工作原理如下：废气通过定型机的余热回收装置加热端，废气中热量通过高效传热热管传递到余热回收装置的受热端，通过水/水交换加热，被加热的水，送到保温水箱供给需要用热水的工艺，从而实现余热回收目的。

为了保证余热回收器的热效率，防止烟气中粉尘、漂浮物及纤维粘附在余热回收装置内壁，余热回收装置废气进风口处的过滤网，并特设有蒸汽或压缩空气清扫口，在使用过程中，随时可开启蒸汽或压缩空气控制阀门，便可及时清除污物（定期清扫）。

1.3 余热回收系统特点

1.3.1 效率高

回收装置内热新风与废气排放温差40℃以内，单台定型机年综合节能效益25万元以上；

1.3.2 耗电量少

通过余热回收可降低导热油炉负荷，使导热油的温差和循环量减小，针对有变频控制的油泵，其耗电量可减少30%以上。

1.3.3 提高生产率与质量

通过余热回收，可提高定型机车速2-3%（视不同的布料、布的含水量以及机箱的设定温度不同），同时又进一步改善布料的手感度。

1.3.4 改善生产环境

可减少废气风管中热量对车间产生热辐射影响，降低定型车间温度，为车间操作人员提供更好的工作环境。

1.3.5 控制先进稳定

系统采取全自动智能控制，各种参数可根据用户的实际需要进行设置，电脑中文（数字）显示，积累热量显示系统使节能效果立竿见影，同时系统还具有自我保护和报警功能。

1.3.6 设计结构先进

将逆向换热和相变换热有效的结合到一起，高低温分段换热，使高温废气与被加热水进行充分的热交换，保证最高的出水温度。

1.3.7 保温系统可靠

除采用传统的隔热材料保温外，还应用了远红外加热技术，使得使用效果更好。

1.3.8 滤除毛屑

在每节烘箱内的废气出口处将废热气中的纤维尘滤除可减少排气风道积尘现象。滤网积尘的清理，每班与加热器滤网同步清理。

1.3.9 自动清洗

设有蒸汽（热水）或压缩空气清扫口，在使用过程中，随时可开启蒸汽（热水）或压缩空气控制阀门，便可及时清除污物（定期清扫）。

1.3.10 热管表面防污

在高效真空热管换热器表面喷涂特种非亲油性材料，防止废热气中的含油性纤维尘在热管换热器表面积尘，并且容易清理，确保热管换热效率。

1.5 经济效益综合计算

1.5.1 定型机废热利用效益的概算

以一台定型机平均外排废热气16000m³/h，烘箱平均废热气排量为：16000×40%=6400 m³/h，假定排气温度在200℃时则外排热量为：

Q=V/22.4(Cp₁t₁-Cp₂t₂)

=286×(30.835×200-29.564×35)

=1466360KJ/h

=350238Kcal/h

扣除风道保湿热力损耗5%，每小时二次回用的热量为：

350238×95%=332726Kcal/h

折合成标煤：332726÷7000=47.5kg/h

设定型机平均每一天运行20小时，一个月25天工作日，一年运行300天，其一年节约标煤：

47.5kg/h×20 h×300天=285T标煤

按照一吨标煤价格1100元计算，一年可产生经济效益30多万元。

（285T标煤×1100元=313500元）

通过余热回收污染物减排计算，按每燃烧一吨标煤排放二氧化碳约2.6吨，二氧化硫约24公斤，氮氧化物约7公斤[能源基础数据汇编，国家计委能源所，1999.1，P16]：

可以减少二氧化碳排放：741吨，减少二氧化硫：6.84吨。

1.5.2 一台定型机通过余热回收，在8分钟内将650公斤20℃水加热至85℃：

1）加热650kg水所需热量为：

Q=cmΔt=1×650×（85-20）=42250kcal

即换热器8分钟内的传输热量为42250kcal（换热效率暂取1.0）

2）换热器的传热量为：Q÷0.5h=42250kcal÷0.5h=84500kcal/h（即98kw）

3）加热热源始终维持160℃左右，则：

ΔT₁=160-85=75℃

ΔT₂=160-20=140℃

ΔT₁÷ΔT <1.7

于是，对数平均温差ΔTm=（ΔT₁+ΔT₂）÷2=108℃

4）换热器传热系数取1800w/m^2.℃，则：

KAΔTm=1800w/m^2.℃×A×108℃=98kw                   

即在8分钟内将650公斤20℃水加热至85℃。

一小时可以从20℃水加热至85℃，产生热水：60/8×650=4875Kg

一天可以产生热水：4.8×20=96t。

定型机余热回收装置经过几年的连续运行，系统的工作状态良好，没有发生被油和纤维灰尘堵住的现象，换热效果没有下降，达到设计效果。

2 定型机废气净化装置

2.1 废气成分

印染定型机运行时排放的废气不仅含有大量烟尘，同时还有聚苯类有机物、印染助剂、油等多种成分，每台定型机一般排放颗粒物150-250mg/m³、油烟40—80mg/m₃。所排放的油、烟、尘对人类身体健康和环境具有很大危害，定型机废气排放引起的污染问题也变得越来越尖锐。

油：来源于织物的性质和上道工序，如定型化纤品时废气中含有大量油雾，而纯棉织物的废气中含油量很低；

尘：来自于织物上的纤维及可燃粉尘；

烟：固体颗粒物；

印染助剂：目前我国纺织助剂的年产量为26万～28万吨，其中前处理剂约7.4万～7.7万吨，有净洗剂、渗透剂、油剂、精练剂和稳定剂等约300个品种；印染助剂约11.8万～11.2万吨，有匀染剂、消泡剂、拉开粉、促染剂、乳化剂、分散剂、粘合剂、固色剂、荧光增白剂和保险粉等约600个品种；后整理剂约6.8万～7.1万吨，有抗静电剂、柔软剂、树脂整理剂、防水剂和涂层剂等多个品种。

2.2 废气危害

定型机工作时挥发出来的油雾废气吸入人体可以直接损害呼吸道粘膜，对人体呼吸道和肺部有一定的刺激作用，降低人体免疫功能，使人出现呛咳、胸闷、气短症状，气道收缩，呼吸阻力增加。

油雾挥发在大气中不易溶于水，不会随着雨水降落到地面，而将漂浮在空中，形成长期的污染源。同时油雾挥发在大气中的分子团可吸入颗粒物成分很复杂，并具有较强的吸附能力，是多种污染物的“载体”和“催化剂”，有时能成为多种污染物的集合体，它与其他可挥发性有机物一道，是空气中光化学反应（污染）的源头。

2.3 治理工艺

定型机废气治理工艺常见有水喷淋处理和静电式处理。静电式处理工艺因难以解决废气过滤及有效防止设备着火的难点，且造价和运行维护成本较高，尚未被市场普遍接受。水喷淋处理工艺因其运行维护方便，造价及维护成本低，不但能有效治理印染废气，还能回收废油产生经济效益。目前，水喷淋处理工艺加静电处理复合方式在印染业废气治理工程中已经得到普遍推广和应用。
    2.4 废气净化装置
    废气净化器工作原理：定型机产生的高温废气进入废气净化器，在导流区经缓流、均流、扩散后进入喷淋区，烟气在喷淋区与高压水雾紊流接触，废气中的有害气体、纤维、尘、油雾被水雾捕集后经净化器底部排水口流入油水分离水箱中。经喷淋净化、降温后的气体由喷淋区进入高压静电吸附区，经高压静电吸附后的洁净气体由净化器顶部通过排风管道排入大气。污水经两级过滤后，其中的中长纤维和较大体积的杂质被滤除。细碎纤维、尘在自然沉降作用下积聚于箱底。细小油珠则依靠自身浮力上浮到水面聚成浮油层，浮油积聚到油槽后经排油管排入预置的油桶内。经沉淀、浮油后的水（洁净水）再通过循环水泵供入净化器循环利用。油水分离水箱的碳钢材质及顶部敞开式结构有利于循环水充分降温。

 

 

2.5 定型机废气治理达标排放标准

严格说，定型机废气达标排放目前尚无国家标准，2006年绍兴市的“染整行动”为国内印染定型机废气治理提供了借鉴的案例。

绍兴市对印染定型机废气治理设备的要求标准：

废气治理设备安装后，废气收集率应达到90%以上，总颗粒物的去除率应达到80%，油烟去除率应达到75%，对净化处理后的废水和废油有二次污染的防治措施，废油要能够回收利用，要节能、无二次污染。

 

联系人：陈大庆  电话：18258477018