印染行業余熱回收技術的調查分析

許 琦，楊蘊敏

（常州紡織服裝職業技術學院，江蘇 常州213164）

印染是對紡織材料纖維、紗線和織物進行以化學處理為主的工藝過程，包括預處理、染色、印花和整理。印染的大多數工序是化學加工過程，紡織材料經化學加工后要反復水洗并加以烘干，熱能和水的消耗量都很大，因此印染行業屬于高能耗行業，是環保治理的重要領域。“十二五”是印染行業產業結構調整和產業升級的關鍵時期，所以節能減排降耗是印染行業的發展目標，也是降低成本、增加效益、保護環境的必然途徑。印染行業是能源消耗大戶，在生產過程中產生大量的高溫廢水、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。

江蘇省常州地區印染行業非常發達，通過對部分重點企業進行實地調研，了解企業余熱回收利用技術，通過有代表性企業的余熱綜合利用示范，將成果推廣到整個行業。

1 廢水余熱回收技術

1.1 廢水余熱來源

印染廠的生產過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工藝過程中熱能用量的70%以上。在染色過程中，蒸汽提供的熱量中約8%～10%的熱量通過設備散熱方式損耗，20%的熱量被工藝冷卻水帶走，而其余的熱量則通過廢水被排放。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），一方面造成嚴重的能源浪費，另一方面對廢水處理的質量影響較大，特別是生化處理工序，過高的水溫將使生化細菌死亡，從而影響廢水處理效果，給廢水達標排放或中水回用帶來嚴重影響。由此可見，在印染廠進行廢水余熱回收是一項非常必要的工作［1］。

1.2 廢水余熱回收技術

1.2.1 工業熱泵回收技術

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，它實質上是一種以消耗一部分高質能（機械能、電能或高溫熱能等）進行補償，通過熱力循環，把環境介質中貯存的低質能量加以發掘進行利用的裝置，因此，采用熱泵裝置可以充分利用低品位能量而節約高品位能量，特別是對同時需要供冷和供熱的場合，采用熱泵裝置就更加合理［2］。

如常州某企業采用熱泵技術回收廢水中的余熱，使印染廢水進入工業熱泵機組和制冷劑進行熱交換，制冷劑吸收污水中的熱量，污水通過管道回到污水池，而制冷劑則通過自身的循環過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的軟水，軟水被加熱后進入蓄熱水池中，這樣就使得熱泵機組把污水中蓄含的熱量提取出來運輸并轉移，實現了制熱。由此可帶來三方面的效益：一是節省了蒸汽；二是提高了生產用水溫度，減少了升溫時間，提高了生產效率；三是縮短了染色時間，節約了約5%～10%的生產用水量［3］。

1.2.2 熱交換回收技術

在印染加工過程中，各工段需要不同的高溫熱水，這些高溫熱水一般都是通過蒸汽加熱得來，但使用后被排出時溫度仍然很高，大部分熱量被直接排放。因此在廢水排放系統中加裝換熱器，利用高溫廢水的余熱加熱生產用水，溫度不夠再使用蒸汽加熱。通過熱交換提高了各工段進水溫度，降低了各工段蒸汽使用量，達到了節能的效果。

印染行業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，還包括新型多級串聯換熱器等新型換熱設備、旋轉式熱能回收設備等。

如某企業的染整加工過程中，連續水洗機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大約要排放1200kg熱水。在水洗機旁邊安裝一臺熱交換器，讓這些熱水通過熱交換器，把熱量傳遞給水洗槽的補充清水，就可以節約加熱補充水所需要的蒸汽，這樣的水－水熱交換器的效率可以達到90%以上。

2 廢氣余熱回收技術

2.1 廢氣余熱來源

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

2.2 超導熱管回收技術

超導熱管采用的是“封閉兩相傳熱技術”（見圖1），超導熱管兩端分別置于余熱回收系統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熱管熱端的介質，介質會蒸發，蒸汽介質攜帶熱量流到鋁翅片超導熱管的冷端，熱量傳遞給新鮮的冷空氣，從而凝結成液體。一般超導熱管會傾斜放置，便于介質在重力作用下，回流到超導熱管的熱端，再次吸收熱量蒸發。周而復始，將熱量傳遞給新鮮的冷空氣［5］。

圖1 封閉兩相傳熱技術

如某企業在定型機的每節安裝一個鋁翹片超導熱管分體式熱交換器，使用該熱交換器，無需加裝風機，被加熱的新鮮空氣，由定型機內的負壓吸入到定型機內，不會改變定型機內的氣流。一套設備使用一年即可收回成本并創造效益10萬元。

3 鍋爐煙氣余熱回收技術

3.1 鍋爐煙氣余熱來源

紡織染整工業中，蒸汽鍋爐被廣泛應用，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，對自然環境也會形成熱污染。

3.2 鍋爐煙氣余熱回收技術

鍋爐煙氣熱能回收系統主要設備為熱管式蒸汽發生器及省煤器。熱管式蒸汽發生器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小和利于控制露點腐蝕等優點。熱管是其主要的組成部分，具有極高的導熱性能，它通過在全封閉真空管內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量，管外纏繞高頻焊翅片，具有極高的導熱性和良好的等溫性。其冷熱兩側的傳熱面積可任意改變，可遠距離傳熱和控制溫度。設備采用對稱結構，兩側箱體通過高溫煙氣，中間設備主體走解析脫氧水。煙氣先從一側箱體的入口進入，橫掠沖刷熱管，熱量通過熱管傳遞至設備主體，產生的飽和蒸汽進入汽包。由于熱管是單支點焊接，可以自由伸縮，所以不存在溫差應力問題［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，節省了能源，提高了效率。

4 結語

經過調查統計，已回收的熱能占可回收總熱能的40%～50%，可見回收潛力仍然很大。在調查中我們還發現有些企業自主研發了一些配套的節能設備，能更有效的進行余熱回收，給企業帶來效益。在低碳經濟時代，印染行業面臨很大的壓力，我們應把印染行業的科技發展集中在節能減排和清潔生產技術的深度開發和應用上，加大推廣應用力度，推進產業的結構調整和升級改造。

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

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

［3］劉慧清，張國成.印染廢水余熱回收系統［C］.2012威士邦全國印染行業節能環保年會論文集，2012：399—401.

［4］黃晨昀.定型機廢氣熱能回收及廢氣凈化處理［C］.2012威士邦全國印染行業節能環保年會論文集，2012：383—386.

［5］黃晨昀.超導熱管在染整節能中的應用［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.