摘要：当前，随着能源的短缺、环境的恶化，可持续发展已成为热门话题，引起了世界各国的广泛关注。在我国，节能减排作为当前经济社会发展的一项重要而又紧迫的任务是实现可持续发展战略的必然选择，已被列为国家的一项基本国策。因此，作为能源和水资源消耗很大的印染行业，从实际出发，创造性地做好节能减排工作已成为当务之急。本文主要就对印染行业的废水余热回收利用问题进行分析和探讨。

    关键词：印染行业  余热利用  热泵  能效比  投资回收期

  1 印染行业的现状

    印染厂在其生产工艺过程中要消耗大量的热能和电能，其中用于洗涤、漂白、染色等工序的热能消耗约占整个生产工艺的70%以上，在染色工艺中，约有70%的热量被废水带走排放，染色用水要使用热水，用水温度在70-95 0C之间。传统工艺都是将工艺用水用蒸汽加热，使之达到工序的用水温度要求，废水排放温度约为60-800C甚至更高，目前印染厂大都仅对废水进行无害化处理就排至市政废水管网，没有进行热量回收，因此，既造成了能源的极大浪费，而且高温废水会破坏废水处理用的生化细菌的生存环境。

    目前所使用的蒸汽主要有两个来源，分别为市政蒸汽和自备锅炉，锅炉燃料分为燃油、燃气、燃煤等，这些加热方式中以燃煤锅炉为主，约占到40%以上，按照环保要求取缔燃煤锅炉已是大势所趋，燃油、燃气锅炉运行成本太高，利润不高的行业无法承受，市政蒸汽受到地域限制及价格调控的影响，所以采用有效的废热回收措施是降低生产成本和提高生产效率的重要手段。

    2 余热回收技术在印染行业的应用

    2.1 目前常用的热回收技术

    生产工艺用水排放温度在60-80℃之间，为了利用这部分热量，目前市场上出现了多种热回收技术，归纳起来主要有两大类，一是直接换热，用收集的废水通过换热设备与新水进行换热，二是使用换热+热泵技术提取废水中的热量。第一种方式通过板式换热器或者管式换热器进行热交换回收热量，容易堵塞或换热效率较低，新水与废水换热温差15℃以上，需要进行二次加热才能使用；第二种方式是增加了热泵升温的工序，消耗少量的电能使之转化为高品位的热能，该方式的热泵部分能效比较高可以达到4.5以上，属于目前较为先进的余热回收技术，但是也存在着不足之处，杂质易堵塞管道和换热器须经常拆洗，而且热泵经常发生超温停机之类的故障，为解决上述问题我公司自主开发生产专门用于印染行业的废热回收机组、复叠式热功转换制热机组。

2.2 复叠式热功转换制热机组的技术特点

    复叠式热功转换制热系统，是公司专门为印染、啤酒饮料及有废热排出的工业领域研制开发的余热利用技术。该技术是将生产过程中排出带有一定热量的工艺废水经过热功转换、复叠制热获得60-95℃工艺热水，以达到替代蒸汽、降低生产能耗的目的，热水经过多级加热过程以获得最佳的利用效果，并且可以根据水质情况设置单隔离和双隔离系统，来保证机组的长期、稳定运行。该技术可回收工艺废水中75%以上的废热能量，同时机组可以排出一定的冷量，作为生产车间降温解暑，改善工作环境的冷源。夏季运行时，工艺废水的热量经多级提取后可降至30℃以下，与部分未处理的废水混合后可调整废水排放温度，使之达到最佳的生化处理效果，冬季运行时，为降低运行费用和保证废水排放温度可仅换热不启动热泵。

    机组热回收效率高，工艺废水温度在80℃以上时系统能效比可达到15以上。另外，该系统还可节省印染及类同生产流水线在线加热的时间，加快了生产节拍，提高了生产效率；

    系统自动化程度高，机组可根据废水箱和成品热水箱的水位自动启停，可设定24小时自动运行，只需一名兼职操作人员。另外机组可实现热功自动计量，并可实现远程监控。

    复叠式热功转换制热机组，拥有完全自主的知识产权和多项发明专利。

    多介质换热器是机组的核心组成部件，是我们自行研发、生产的一种特殊的多介质交叉式换热器，它的换热效率比普通的两介质换热器高出三分之一；

    废水绒毛过滤器是系统的关键设备，通过采用的特殊过水方式自动反冲洗过滤器，从根本上解决了印染废水中的绒毛难以过滤，废热再利用困难的行业难题。

    3 应用实例及效益分析

     以江阴华腾印染公司的项目为例进行技术和效益分析。华腾项目是2017年1月份以合同能源管理(EPC)形式签订的合同，3月份系统安装调试完成，4月份开始正式运行。工程的主要内容为废水收集、废水过滤系统、废水的储存加压系统、废热回收机组、成品热水的储存加压系统、配电及控制系统安装等，运行费用计算如下。

热回收系统的运行费用：

    运行费用计算：废水75℃，自来水平均温度21℃，热水出水66℃，废水、热水量均为12t/h，年生产300天，每天生产200t热水，机组须工作16小时／天。

    机组运行功率50KW，每天电耗800KWh，电价0.8元则每天运行费用640元；

    生产200t66℃的热水须要蒸汽量为4.18×200×(66-21) /2200/0.9=19t；

    蒸汽价格按180元则节约的蒸汽费用为3420元，每天节约费用为2780元。

    年节约费用为83.4万元，静态投资回收期1.5年左右。

    4  结语

    复叠式热功转换制热机组是利用废水余热和热泵自身转化的热能就能够基本满足印染的用水需求，将来随着高温热泵的应用可以达到取代蒸汽的目的，机组可以实现同时提供冷、热的双重功能，可以根据生化处理要求调整废水排放温度，项目投资回收期短。