印染余热回收技术和管理浅释及实例讲解

2012-12-11 责任编辑：未填浏览数：未显示中贸商网-贸易商务资源网

核心提示：　　摘要：论述了印染余热的主要来源和当前国内外余热回收技术和管理现状，并实地调查了苏州市某典型印染企业。测算出余热回收技

　　摘要：论述了印染余热的主要来源和当前国内外余热回收技术和管理现状，并实地调查了苏州市某典型印染企业。测算出余热回收技术应用在该企业所产生的效益，可节省标准煤约1.57万t/a、回收废油544.5t/a、回收冷凝水3.3万t/a、60℃冷却水165万t/a。分析了余热回收技术在全苏州市推广的可行性，并进行了效益估算。

　　关键词：染整;余热;回收利用

　　印染行业是高能耗、高物耗行业，生产过程中产生大量高温废气和高温废水，高温废弃物的直接排放严重污染了环境。加之原材料价格的上涨，导致生产成本的增加，因此，废气、废水余热的回收利用成为降低成本、增加效益、保护环境的必然途径之一。

　　苏州市相城区某村有印染企业数10家，大部分属于化纤印染类企业。筛选技术和规模都具代表性企业作为典型企业进行实地调查，调查了解企业余热回收利用的技术，余热回收的投资和效益，通过代表性企业的余热综合利用示范，将成果推广。一方面提高企业的经济效益，另一方面改善了当地的环境质量，实现经济效益、社会效益和环境效益的协调统一。

　　1·印染余热来源及其回收利用现状和前景

　　1.1印染余热来源

　　1.1.1废水余热

　　企业生产过程中产生的高温废水包括：锅炉冷凝水、染缸染色废水。这些废水中含有的热量都有利用价值。锅炉冷凝水温度接近100℃;染缸原始出水温度95℃左右，部分洗布水温度70℃左右。染色废水水量大、污染重，大多直接排放。大量高温废水直排到污水池中，一方面导致污水池水温的升高，严重影响污水的处理效果并造成能源的浪费。

　　1.1.2废气余热

　　印染生产过程中，锅炉烟气、高温定型机油烟废气中都含有很高的热能。印染过程中所使用的能源以饱和蒸汽为主，蒸汽锅炉燃烧产生的烟气温度高达220℃以上[1];印染生产工序中高温定型机产生的油烟废气温度在120℃以上[2]。这些高温废气的直接排放容易造成大气环境的热污染，并造成热能的浪费。

　　1.2印染余热回收利用现状和前景

　　1.2.1余热回用现状

　　当前国内在印染行业余热回收技术方面的研究及应用还远落后于发达国家。印染行业排放的废水、废气中含有的杂质多、酸碱性强，含油量大，对回用设备要求较高。普通回收设备容易被腐蚀，结垢现象严重，普遍的解决方法是频繁清洗和更换元件，然而许多制造商提供的售后服务不及时，严重影响到了设备的推广。目前印染行业余热总的回收率处于较低水平[3]。苏州是我国印染行业较为集中的地区之一，各类印染废弃物的排放量较大。以典型企业所在村为例，该村大多数企业都在回收利用废气余热并产生了可观的经济效益，但废水余热目前还没有引起企业更多的重视。

　　1.2.2回收利用前景

　　我国是一个印染大国，印染企业生产过程中排放了大量的废水、废气。据不完全统计，全国印染行业年耗水量达95.48亿t，能源以蒸汽为主,50%为饱和蒸汽，高温排液量大，热能利用率只有35%左右[4]。废水余热的回收，可大幅回收热能。印染行业锅炉烟气和高温定型机油烟废气都属于高温废气。随着热管技术的研发应用，将废气中的能量回用，可实现资源的高效利用。苏州地处纺织印染业发达的长江三角洲地区，目前有大型印染企业100余家，中小型企业上千家，以化纤、丝绸印染为主，集中分布于吴江、相城、常熟等地区。企业排放的废水、废气量大，回收利用废水、废气中的余热潜力大，余热回收可以产生丰厚的经济效益。

　　2·国内外余热回用技术

　　2.1国外余热回用技术

　　随着**各国对环保节能要求越来越严格，各国印染企业也在逐渐加强对生产过程中的能源使用和管理，回收废水、废气余热，由此减少各类余热的直接排放，通过回收利用可以降低生产成本，提高产品的竞争力。

　　德国克列威夫公司的平幅退浆机装有水-水热交换装置。巴布考克公司的热溶染色机装有气-水-水热交换装置[5]。THEN公司推出的AIRFLOWAFE气流染色机具有高温直排功能,将高温染液通过热交换器再排放,可将冷水升温至60～70℃，回收废水中的余热。门富士公司的热定形机装有气-气热交换装置，德国Babcock公司开发的旋风洗涤器、Krantz公司的废气净化和热回收装置、德国Monforts公司(基协代理)、瑞士Koenig公司的“Sparal”废气的节能和净化装置[6]。

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　　2.2国内余热回用技术

　　近年来，煤炭价格不断上涨，导致蒸汽价格的同步上涨，日益高涨的能源成本，进一步压缩了企业的利润空间。同时国家的节能减排要求更让企业的发展面临严峻挑战。为此，各企业都开始从自身发掘潜力，加强对各类可回收利用资源的管理。我国印染行业余热回收利用技术研究虽然起步较晚，但经过近几年的**发展，也取得了长足进步。目前在废水、废气余热回收方面都有相应技术应用到实践中。废水余热回收利用技术主要有：利用热泵技术回收染色废水余热、利用板式换热器进行热能转换、利用筒染连续套染利用废水余热[6];利用新型多级串联热交换器回收废水中的余热。印染行业产生的高温废气主要是锅炉烟气和定型机油烟废气。针对不同废气余热有不同的回收技术，如回转式换热器、焊接板(管)式换热器、热管换热器、热媒式换热器、热管式省煤器等[7]。定型机油烟废气的处置集中了余热和废油回收，主要技术有冷却—高压静电一体化技术与传统水喷淋技术[3]。

　　3·典型企业余热回收利用分析

　　典型企业在该村技术和规模都具有代表性，生产过程中产生的各类废气都积极进行循环利用，有非常好的循环经济理念。目前该企业正在加强能源使用管理，积极回收可再利用能源，回收利用余热就是其中一项，余热的回收不仅增加了企业的效益，而且改善了当地空气质量。

　　3.1废水余热回收利用

　　该企业属化纤印染企业，生产中耗水较大的是染色和印花工序，漂白、染色等工序用水要加热到90～130℃，漂白、染色工序排水温度95℃左右，充分回收利用废水中的余热，将新鲜水加热后再回用于染色、漂白、印花等工序，这样既可减少相应工序的生产时间，又能减少耗电量和蒸汽消耗量。目前企业并没有采取相应措施回收废水中的热量，染色废水都是直接排放，使得这部分余热没有得到有效利用。企业每天染色废水中温度95℃左右废水约530t，70℃左右废水约530t。如果采取措施回收余热，可计算出每天回收的热量为6434.6kg标准煤。以工厂年生产330d计算，年节约标准煤约为2123.4t。按照当前市场每吨煤840元计算，每年节省费用约1783656元。

　　如果利用热泵系统回收染色废水余热，可将高温废水温度降到40℃左右。热泵系统及配套设备投资近200万元，在企业生产经营及热泵系统工作正常状况下，一年多即可收回投资。

　　利用板式换热器将污水与清水进行热能转换。使污水温度逐步降低，清水温度相应提高，然后把该清水应用到所需之处。污水排放温度为90～95℃，经热交换器交换后的清水温度能达到70～80℃，热效率在90%以上。板式换热器回收余热投资近120万元，主要用于购买板式换热器[8]。一年内也可收回投资。

　　通过回收效益分析，废水余热的回收投资相对较大，且收回投资的时间较长，尤其是规模小的企业，收回投资的时间会更长。高投资，以及收回成本周期长是影响废水余热回收的因素之一。

　　3.2锅炉冷凝水的回收利用

　　锅炉冷凝水主要是蒸汽液化水。由于冷凝水温度很高，所以冷凝水可以直接回流到热水储存罐，通过下次循环进入蒸发器转化成蒸汽。冷凝水的回用无需投资，通过接管将冷凝水回流到热水储存罐即可实现回用。回收利用冷凝水一方面能充分利用其中的热能，减少锅炉煤耗量，另一方面减少软化剂消耗量。

　　该企业每天直接排放的冷凝水约5t，由于冷凝水从储存罐排放时处于蒸汽状态，水温仍然达到100℃，水仍然处于蒸汽状态，直接回收利用节省了生产5t蒸汽的耗煤量。回收热能为461kg标准煤。以工厂年生产330d计算，年节约标准煤约为152.1t。

　　3.3废气余热回收利用

　　高温废气主要是锅炉烟气和高温定型机油烟废气。不同废气中的余热可以采用不用的回用技术。

　　3.3.1锅炉烟气余热回收利用

　　通过调查了解，典型企业采用了热管式省煤器回收烟气余热，省煤器是一种常见气-液式换热器，利用省煤器的换热功能，将废气中的热能转移到水中。调节供水量，可将水温控制在汽化温度以下，直接产生热水。也可以调节水温，直接产生蒸汽。热水可供印花工序中的还原洗布水，根据水质的差异也可以作为染缸用水。在锅炉正常运行状态下，利用锅炉烟气余热每小时能生产5.5kg压力的饱和蒸汽2t。由于锅炉是间歇式生产，每天利用余热生产蒸汽约16t。回收热能为1474.2kg标准煤。以工厂年生产330d计算，年节约标准煤约为486.5t，按照当前市场每吨煤840元计算，每年省下的购煤费用为408660元。

　　一套热管省煤器投资约10万元，3个月即可收回投资，效益明显。锅炉烟气余热的回收投资相对较小，且余热的回收效益明显。

　　3.3.2定型机烟气余热回收利用

　　高温定型机烟气中既含有余热，又含有大量油分。典型企业定型机废气处置，主要是利用油烟净化器回收废油和烟气余热。烟气进入净化器后，冷却箱中的散热片将吸收的热量传递给冷水，再通过双区电场吸附回收废油，处理后的烟气温度低，油分少。油烟废气的净化处置能实现废气净化、消烟除尘和热能回收利用3大目的。企业目前有4台油烟净化设备，每天回收废油200kg，利用烟气余热生产60℃冷却水约450t。由此每天回收的热能为2249.6kg标准煤。以工厂年生产330d计算，年节约标准煤约为742.4t，按照当前市场每吨煤840元，每年省下的购煤费用约623616元，每年回收废油量66000kg。按照当前废油价格4元/kg计算，每年回收废油产生的效益为264000元。

　　根据该企业高温定型机产生烟气量，配置一套油烟净化设备需投资15万元，该企业目前有4台油烟净化器，总投资约60万元。在企业经营正常情况下，一年内即可收回投资，而且能给企业带来显著经济效益，同时减少高温油烟废气的排放改善了环境。

　　4·技术推广及其效益

　　通过典型企业余热回收的投资和效益分析得到，废气余热回收和锅炉冷凝水回收投资相对较小，回收成本**。典型企业所在村印染企业大多属于中小型企业，所以废气余热回收技术可以在村里全面推广。该村现有的33台高温定型机已全部安装油烟净化器，全村每年回收余热产生的综合效益见表1所示。