許 琦，楊蘊(yùn)敏

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州213164）

印染是對(duì)紡織材料纖維、紗線和織物進(jìn)行以化學(xué)處理為主的工藝過(guò)程，包括預(yù)處理、染色、印花和整理。印染的大多數(shù)工序是化學(xué)加工過(guò)程，紡織材料經(jīng)化學(xué)加工后要反復(fù)水洗并加以烘干，熱能和水的消耗量都很大，因此印染行業(yè)屬于高能耗行業(yè)，是環(huán)保治理的重要領(lǐng)域?！笆濉笔怯∪拘袠I(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，所以節(jié)能減排降耗是印染行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，也是降低成本、增加效益、保護(hù)環(huán)境的必然途徑。印染行業(yè)是能源消耗大戶，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的高溫廢水、高溫廢氣、鍋爐煙氣以及蒸汽等，若要大幅度地提高能源利用率，就必須做好余熱回收利用工作。

江蘇省常州地區(qū)印染行業(yè)非常發(fā)達(dá)，通過(guò)對(duì)部分重點(diǎn)企業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，了解企業(yè)余熱回收利用技術(shù)，通過(guò)有代表性企業(yè)的余熱綜合利用示范，將成果推廣到整個(gè)行業(yè)。

1 廢水余熱回收技術(shù)

1.1 廢水余熱來(lái)源

印染廠的生產(chǎn)過(guò)程中要消耗大量的熱能、電能，尤以熱能的用量最大，其中用于洗滌、漂白、染色等工序的熱能消耗約占整個(gè)工藝過(guò)程中熱能用量的70%以上。在染色過(guò)程中，蒸汽提供的熱量中約8%～10%的熱量通過(guò)設(shè)備散熱方式損耗，20%的熱量被工藝?yán)鋮s水帶走，而其余的熱量則通過(guò)廢水被排放。大量排放的廢水被送至污水處理廠處理，由于排放的染色廢水溫度較高（平均溫度在50℃以上），一方面造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)，另一方面對(duì)廢水處理的質(zhì)量影響較大，特別是生化處理工序，過(guò)高的水溫將使生化細(xì)菌死亡，從而影響廢水處理效果，給廢水達(dá)標(biāo)排放或中水回用帶來(lái)嚴(yán)重影響。由此可見(jiàn)，在印染廠進(jìn)行廢水余熱回收是一項(xiàng)非常必要的工作［1］。

1.2 廢水余熱回收技術(shù)

1.2.1 工業(yè)熱泵回收技術(shù)

熱泵是一種利用高位能（電、蒸汽等）使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置。熱泵所供給的熱量是消耗的高位能與吸取的低位熱量的總和，它實(shí)質(zhì)上是一種以消耗一部分高質(zhì)能（機(jī)械能、電能或高溫?zé)崮艿龋┻M(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)熱力循環(huán)，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的低質(zhì)能量加以發(fā)掘進(jìn)行利用的裝置，因此，采用熱泵裝置可以充分利用低品位能量而節(jié)約高品位能量，特別是對(duì)同時(shí)需要供冷和供熱的場(chǎng)合，采用熱泵裝置就更加合理［2］。

如常州某企業(yè)采用熱泵技術(shù)回收廢水中的余熱，使印染廢水進(jìn)入工業(yè)熱泵機(jī)組和制冷劑進(jìn)行熱交換，制冷劑吸收污水中的熱量，污水通過(guò)管道回到污水池，而制冷劑則通過(guò)自身的循環(huán)過(guò)程把吸收的熱量帶至冷凝器中，再把熱量釋放給冷凝器中循環(huán)的軟水，軟水被加熱后進(jìn)入蓄熱水池中，這樣就使得熱泵機(jī)組把污水中蓄含的熱量提取出來(lái)運(yùn)輸并轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)了制熱。由此可帶來(lái)三方面的效益：一是節(jié)省了蒸汽；二是提高了生產(chǎn)用水溫度，減少了升溫時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；三是縮短了染色時(shí)間，節(jié)約了約5%～10%的生產(chǎn)用水量［3］。

1.2.2 熱交換回收技術(shù)

在印染加工過(guò)程中，各工段需要不同的高溫?zé)崴?，這些高溫?zé)崴话愣际峭ㄟ^(guò)蒸汽加熱得來(lái)，但使用后被排出時(shí)溫度仍然很高，大部分熱量被直接排放。因此在廢水排放系統(tǒng)中加裝換熱器，利用高溫廢水的余熱加熱生產(chǎn)用水，溫度不夠再使用蒸汽加熱。通過(guò)熱交換提高了各工段進(jìn)水溫度，降低了各工段蒸汽使用量，達(dá)到了節(jié)能的效果。

印染行業(yè)廢水余熱回收中常用的有間壁式、中間載體式換熱器，除此之外，還包括新型多級(jí)串聯(lián)換熱器等新型換熱設(shè)備、旋轉(zhuǎn)式熱能回收設(shè)備等。

如某企業(yè)的染整加工過(guò)程中，連續(xù)水洗機(jī)每天要排放大量的溫度在50～90℃之間的熱水，每一格熱水槽每小時(shí)大約要排放1200kg熱水。在水洗機(jī)旁邊安裝一臺(tái)熱交換器，讓這些熱水通過(guò)熱交換器，把熱量傳遞給水洗槽的補(bǔ)充清水，就可以節(jié)約加熱補(bǔ)充水所需要的蒸汽，這樣的水－水熱交換器的效率可以達(dá)到90%以上。

2 廢氣余熱回收技術(shù)

2.1 廢氣余熱來(lái)源

熱定型機(jī)是利用加熱使滌綸、腈綸、錦綸及其混紡、交織機(jī)織物、針織物獲得定型效果的設(shè)備。印染行業(yè)加工1t針織布，約需煤1.5t，其中定型機(jī)約占了40%，而定型機(jī)工作中織物消耗的熱能僅占29%，機(jī)體熱能的消耗占10%，廢氣散發(fā)的熱能達(dá)到了61%。定型機(jī)加工化纖產(chǎn)品的廢氣排放溫度是160～170℃，加工棉產(chǎn)品的廢氣排放溫度是100～110℃，存在巨大的能源浪費(fèi)［4］，而且廢氣的濕度大、含油煙且成分復(fù)雜，還造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

2.2 超導(dǎo)熱管回收技術(shù)

超導(dǎo)熱管采用的是“封閉兩相傳熱技術(shù)”（見(jiàn)圖1），超導(dǎo)熱管兩端分別置于余熱回收系統(tǒng)中的高溫廢氣排氣口和需要加熱的新鮮空氣或水中，在高溫廢氣排放口的為熱端，在需加熱的低溫新鮮空氣處的為冷端。高溫廢氣的熱量傳到超導(dǎo)熱管熱端的介質(zhì)，介質(zhì)會(huì)蒸發(fā)，蒸汽介質(zhì)攜帶熱量流到鋁翅片超導(dǎo)熱管的冷端，熱量傳遞給新鮮的冷空氣，從而凝結(jié)成液體。一般超導(dǎo)熱管會(huì)傾斜放置，便于介質(zhì)在重力作用下，回流到超導(dǎo)熱管的熱端，再次吸收熱量蒸發(fā)。周而復(fù)始，將熱量傳遞給新鮮的冷空氣［5］。

圖1 封閉兩相傳熱技術(shù)

如某企業(yè)在定型機(jī)的每節(jié)安裝一個(gè)鋁翹片超導(dǎo)熱管分體式熱交換器，使用該熱交換器，無(wú)需加裝風(fēng)機(jī)，被加熱的新鮮空氣，由定型機(jī)內(nèi)的負(fù)壓吸入到定型機(jī)內(nèi)，不會(huì)改變定型機(jī)內(nèi)的氣流。一套設(shè)備使用一年即可收回成本并創(chuàng)造效益10萬(wàn)元。

3 鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)

3.1 鍋爐煙氣余熱來(lái)源

紡織染整工業(yè)中，蒸汽鍋爐被廣泛應(yīng)用，鍋爐煙氣直接排放不僅帶走大量的熱能，造成鍋爐熱效率下降，對(duì)自然環(huán)境也會(huì)形成熱污染。

3.2 鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)

鍋爐煙氣熱能回收系統(tǒng)主要設(shè)備為熱管式蒸汽發(fā)生器及省煤器。熱管式蒸汽發(fā)生器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小和利于控制露點(diǎn)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。熱管是其主要的組成部分，具有極高的導(dǎo)熱性能，它通過(guò)在全封閉真空管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，管外纏繞高頻焊翅片，具有極高的導(dǎo)熱性和良好的等溫性。其冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變，可遠(yuǎn)距離傳熱和控制溫度。設(shè)備采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，兩側(cè)箱體通過(guò)高溫?zé)煔猓虚g設(shè)備主體走解析脫氧水。煙氣先從一側(cè)箱體的入口進(jìn)入，橫掠沖刷熱管，熱量通過(guò)熱管傳遞至設(shè)備主體，產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入汽包。由于熱管是單支點(diǎn)焊接，可以自由伸縮，所以不存在溫差應(yīng)力問(wèn)題［6］。

省煤器處于鍋爐尾部煙道中將鍋爐給水加熱成汽包壓力下的飽和水的受熱面，由于它吸收的是比較低溫的煙氣，故降低了煙氣的排煙溫度，節(jié)省了能源，提高了效率。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，已回收的熱能占可回收總熱能的40%～50%，可見(jiàn)回收潛力仍然很大。在調(diào)查中我們還發(fā)現(xiàn)有些企業(yè)自主研發(fā)了一些配套的節(jié)能設(shè)備，能更有效的進(jìn)行余熱回收，給企業(yè)帶來(lái)效益。在低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代，印染行業(yè)面臨很大的壓力，我們應(yīng)把印染行業(yè)的科技發(fā)展集中在節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)技術(shù)的深度開(kāi)發(fā)和應(yīng)用上，加大推廣應(yīng)用力度，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)改造。

［1］王益靜.印染行業(yè)廢水余熱回收［J］.科學(xué)之友，2011，8（16）：152—153.

［2］徐建陽(yáng).印染廢水余熱利用實(shí)踐與效益分析［J］.紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，31（8）：73—76.

［3］劉慧清，張國(guó)成.印染廢水余熱回收系統(tǒng)［C］.2012威士邦全國(guó)印染行業(yè)節(jié)能環(huán)保年會(huì)論文集，2012：399—401.

［4］黃晨昀.定型機(jī)廢氣熱能回收及廢氣凈化處理［C］.2012威士邦全國(guó)印染行業(yè)節(jié)能環(huán)保年會(huì)論文集，2012：383—386.

［5］黃晨昀.超導(dǎo)熱管在染整節(jié)能中的應(yīng)用［J］.印染，2013，39（10）：35—37.

［6］羅福生.印染廠鍋爐煙氣余熱回收［J］.印染，2011，37（22）：37—41.