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定形机废气污染及热接纳


1、媒介

印染厂的废气次要来路于汽锅、烘干机和定形机。

汽锅尾气温度高达200℃,若间接排放,不光形成热能的糜费,并且还会对情况形成肯定影响。

依据国度统计局的信息,预算天下共有定形机消费线快要10000条以上,而一切定形机任务时都有油(烟)雾挥收回来,经不完全统计10000条消费线年废气排放量到达40万吨。

烘干机和定形机是应用热氛围对织物停止枯燥和定形的设置装备摆设,任务进程中排放出少量的废气。以定形机为例,定形机的任务温度普通在200℃,分开定形机的废气温度普通在170℃左右,废气中含有热能。经预算,织物加工定形时无效热能仅为总加热量的30%左右,散热丧失占70%,此中废气排放丧失占60%,设置装备摆设、壁面及别的丧失占10%。

拉幅定形机的热源,普通都运用导热油。过来加热导热油的热载体汽锅,大多以熄灭重油为主,由于重油的熄灭值高,调温容易,熄灭后杂质少,烟尘绝对也少,对情况的净化比燃煤小,而被普遍运用。比年来,因国际原油价钱居高不下,一吨重油价钱不断维持在2500元左右,消费企业难以接受油价下跌带来的本钱压力,纷繁改烧以燃煤为主的热煤炉。

染整行业是动力耗费较大的行业。加工1t针织制品布,约需规范燃煤1.5t,此中定形机热煤炉熄灭约占40%,材料表现:1t规范煤在熄灭进程中要排放SO220kg,CO2440kg(以碳基盘算),烟尘15kg和灰渣260kg。

定形机废气中不只含有少量纤维和粉尘,同时还含聚苯类无机物、印染助剂等多种油类身分。当废气在定型机排放口与污染安装之间停止通报以及在污染安装内挪动时,这些纤尘和油污极易粘附到安装或其配辅件外部而影响污染结果,且会形成烟气梗塞、漏油、自燃自爆等景象,使定形机无法正常任务。

人永劫直接触高浓度油烟气可形成肺部炎症和构造细胞毁伤,肺活量降落;油烟烟气影响人体的免疫细胞、巨噬细胞功用,形成人体免疫功用降落;油烟气中的苯类等无机净化物能惹起基因渐变、DNA毁伤、染色体毁伤,具有潜伏的致癌性。

废气污染、热接纳是节能减排的重点之一,亦是染整企业低落消费本钱,改进消费操纵情况的需求。

热定形机废气题目的处理途径次要包括两方面,即废气污染与余热接纳。现在热定形机废气污染方法次要为会合处置法和疏散处置法,处置工艺次要无力学方法、过滤式、静电式和喷淋式,余热接纳的次要方法是经过“气-气”热交流从排挤的热废气中将热能接纳到热定形机内。

2、热定形机废气处置

2.1热定形机废气处置办法及特点见表1。

表1热定形机废气处置办法与特点

处置办法

办法特点

力学办法

次要有重力法、惯性力法、向心力法。由于油烟粒径散布广,该办法对较细粒径烟气处置才能十分弱,污染结果低下。

过滤吸附法

应用某些特别材质的滤布对油烟的吸附,到达油烟去除结果,存在过滤纸(网)要求高、改换(或洗濯)频仍,条理阻力大、处置量小等缺陷。

喷淋法(湿法)

烟气颠末加有洗濯液的水幕完成污染,洗濯液耗费添加了运转用度,且洗濯废液排挤形成二次净化。

静电法

已成熟运用于除尘技能,但由于油烟的强粘性,静电式污染器运转一段日期后,电场上会粘附一层厚厚的油渍和纤维,极难洗濯,阴、阳极板就会低落乃至得到吸附作用,招致油烟去除率降落。

2.2定形机废气热能接纳效能

定形机废气热能接纳效能实际盘算(以规范八箱为例)

定形机烘箱的任务温度200℃左右

单台定形机废气总排量约16000m3/h

排挤废气温度170℃左右

情况温度30℃

装置余热接纳器后,补入的热风温度约120℃

补风量约6000m3/h

每小时余热接纳量为:

Q小时=VCp(t1-t2)

=6000x1.3x(120-30)

=702000KJ/h

=167143Kcal/h

(氛围的比热容Cp=1.3KJ/m3;1Kcal=4.2kJ)

月接纳热量为:

Q月=Q小时X20X25

=167143X20X25

=8.36X107Kcal

年接纳热量为:

Q年=Q月X10

=8.36X107 X10

=8.36X108Kcal

年浪费煤约:

W煤=Q年÷5000

=8.36X108÷5000

=1.674X105KG

=167吨

煤节能效益为:800x167=133600元/年

注:按每天20h,每月25天,每年10个月盘算,煤发热量5000kcal/kg;每吨煤暂按800元盘算

2.3定形机组合式热管余热接纳换热器

2.3.1热管热接纳机理

热管是一种具有很高导热功能,被学术界誉为超导热原件。由于热管具有传热量大、构造复杂、任务牢靠和无活动部件等特点,已日益惹起人们的注重。

热管的任务原理与热虹吸类同,图1-(a)为虹吸的表示图。它是由管壳和工质所构成,在热虹吸管内装有肯定量的工质(如水等),抽真空后将管子封口,当管子的下端被温度较高的废汽加热时,液体吸热蒸发而酿成蒸汽,由于不时加热不时发生蒸汽,故蒸汽即从热端沿着两头通道活动到冷端,在冷端由于管子被温度较低的流体所冷却,蒸汽冷凝成液体,然后依托重力作用沿管壁流回至热端。热虹吸的缺陷是蒸发段必需位于最低处,使冷凝液能依托重力从冷凝段回流到蒸发段。

1-加热2-放热3-蒸发段4-绝热段5-冷凝端6-回流7-管壳8-吸液芯

图1热管式热交流器任务表示图

热管很相似于热虹吸,差别的中央在于它的管壳内壁贴着一层多孔性物质组成的吸液芯。比方,由金属丝编织成的粗大网格。图1-(b)是热管表示图。热管中冷凝液的回流办法有如下多种:

重力热虹吸

毛细管力规范热管

向心力旋转热管

静电力电流体动力学热管

磁场力磁流体动力学热管

浸透力浸透热管

热管的绝热段4的长度,可以依据实践需求而确定。热管内的蒸汽是靠压差活动的,由于蒸发段3至冷凝段5间的压差不大,因而温差也很小,因而普通低温热管靠近于等温进程。

从传热学可知,相变传热结果较好,以是热管的导热功能很高。

2.3.2组合式热管余热接纳

定形机废气含有少量纤维、油雾,在热交流进程中极易黏附在热管外表,严峻影响传热,如不实时清算,更会形成烟气梗塞,使得定形机无法正常任务。而现有的余热接纳器均未思索到这些要素,其热管牢固(如焊接等)装置在壳体内,很难拆开停止疾速维护颐养,呈现梗塞或其他毛病时,维修任务量十分大,耗时长,会给运用单元的消费带来影响。

组合式热管换热器,经过将热管可装配的安顿在壳体内,并在热管的两头部位设置异样可以从壳体内装配的密封体,由密封体构成密封断绝墙而将壳体分开成两个独立的空间,并在壳体上设置有对应热管和密封体的门,当热交流进程中热管外表黏附纤维、油雾而影响传热时,可以实时开启壳体上的门,方便的将热管取出停止清算和维护,其耗时短,清算和维护任务量小,从而包管运用单元的顺遂消费。

组合式热管换热器接纳疏散式装置方法,装置复杂,装置资料少,装置用度低,装置停机日期短。

组合式热管换热器,运用铝翅片复合热管和钢翅片热管,外表黑化处置,换热服从高。

在拉幅机上接纳热管式热交流器时,其服从很高,可节流16%~30%的燃料。热管式热交流器使用示比方下。

(1)在拉幅机上加工100%锦纶长丝织物,拉幅机烘房200℃,拉幅机排挤170℃气体269m3/min,进入拉幅机气体141.6m3/min、27℃,烘房排挤气体进入热管式热交流器170℃,氛围进入热管式热交流器27℃,氛围经热管加热至99℃进入烘房,烘房排挤气体分开热管时77℃,接纳热量740.65MJ/h,节油19.46L/h。在未装热管式热交流器前每小时耗费油为70.92L/h,装置热管式热交流器后熄灭油浪费27.44%。

(2)热风循环烘燥机接纳废热接纳前的蒸汽耗量607kg/h,接纳热管式热交流器后的蒸汽耗量513kg/h,浪费15.5%。

(3)定形机烘箱的任务温度在170-180℃,单台定形机废气总排量约为:14000-20000m‑/h,排挤废气温度为160℃左右。装置DF-TR-30余热接纳安装后,补入的热风温度约为120℃,即补入的热风温度与排挤废气温差为40℃左右,补风量约为6000-8000m3/h。

当废气温度为160℃,补入热风温度为120℃,补风量按均匀值7000m3/h,则余热接纳量为:Q=VCp(t1-t2)=7000×1.3×(120-30)=819000kJ/h=195933Kcal/h

按每天20小时,每年300天盘算,可浪费燃料见表2。表2

接纳热量

(万Kcal/h)

浪费煤

(t/a)

浪费重油

(t/a)

浪费自然气

(m3/a)

19.6

231

115

135169

(煤发热量:5000Kcal/Kg,重油发热量:10000Kcal/Kg,自然气发热量:8700Kcal/m3)

每吨煤暂按750元盘算:

浪费效益为:231t/a×750元/t=173250元/a

(4)气-水热管热交流效能见表3所示。

表3气-水热管热交流效能

出水温度℃

定形机排风温度℃

120

130

140

150

160

180

200

4

冬季出水量(t/h)

15.3

16

16.5

17.5

18.1

19.5

21

节煤量(kg/h)

45.5

7.5

50.1

52.5

54.5

58.5

62.5

节汽量(t/h)

0.38

0.40

0.42

0.44

0.45

0.49

0.52

夏季出水量(t/h)

8.1

8.3

8.6

8.93

9.2

9.8

10.5

节煤量(kg/h)

56.2

58.5

61

62.5

64.5

68.7

72.5

节汽量(t/h)

0.47

0.49

0.51

0.52

0.54

0.57

0.60

60

冬季出水量(t/h)

5.5

5.5

5.9

6.3

6.5

7.1

7.5

节煤量(kg/h)

37.5

39.5

41.5

43.8

45.6

49.9

54

节汽量(t/h)

0.31

0.33

0.35

0.36

0.38

0.42

0.45

夏季出水量(t/h)

4.3

4.6

4.5

5.1

5.2

5.5

5.9

节煤量(kg/h)

47.5

50.2

52

54.5

56.5

60.1

64.5

节汽量(t/h)

0.40

0.42

0.43

0.45

0.47

0.50

0.54

80

冬季出水量(t/h)

2.6

2.8

3

3.3

3.45

3.8

4.2

节煤量(kg/h)

29.2

31.5

35

35.5

37.9

42

45.5

节汽量(t/h)

0.24

0.26

0.29

0.30

0.32

0.35

0.38

夏季出水量(t/h)

2.5

2.8

2.9

3.1

3.2

3.5

3.8

节煤量(kg/h)

39.6

42

43.5

45.8

48.1

52.1

56.2

节汽量(t/h)

0.33

0.35

0.36

0.38

0.40

0.43

0.47

注:1、以上数据均为一台定形机(两台换热器)的数据。

2、设计单台换热器的排风量为800M3/H。

3、煤的实际热值为5000Kcal/kg,未思索汽锅服从。

4、因定形机机型、织物种类、消费工艺差别以上数据会有差别。

5、均匀水温炎天为25℃,冬天为5℃。

2.4疏散式定形机废气污染安装

除处置工艺外,废气污染安装的处置结果受废气接纳和处置方法的影响相称大。罕见的定型机废气污染处置安装,其废气接纳和处置的方法接纳的是将定型机上多个废气排放口所排放的废气经过管道条理搜集后,会合到一台污染安装上停止处置(即称“会合式搜集和处置方法”)。其次要缺陷有:①需配套装置少量废气保送管道,废气在保送管道中挪动时,废气中的纤维、粉尘和油渍极易在风管内壁积蓄,形成堵尘或漏油,影响废气污染结果。②废气在管道中挪动时,废气中的纤维与管道内壁摩擦后会发生静电惹起火花,油污在低温废气中会气化构成压力,这些均会惹起自燃或爆炸,有较大的平安隐患。③条理风阻大,需加装大功率排(引)风机,不只添加安装的自耗能,而且因逼迫性抽(引)风会毁坏定型机烘箱的热风循环,冲破织物定型处置进程的热均衡,有能够严峻影响消费工艺。④整套安装体积巨大,造价高(30万元/台套以上),且装置难度大。

2.4.1疏散式定形机废气污染安装条理任务原理方框表示见图2所示。

2.4.2疏散式定形机废气污染安装任务机理:

(1)疏散式定形机废气污染安装由多少个废气处置塔(依据定形机的本身风机数确定个数)、一套水循环条理(内含油水别离器)构成。废气处置塔包罗壳体和壳体外的下水管、壳体内的喷淋头和防水安装。

(2)将废气处置塔间接装置于定形机本身风机废气排放口,废气一出定形机就经过进气口进入废气处置塔,下水管从循环水箱内引水,喷淋头喷水雾化,对废气停止降平和污染。经三级喷淋污染和降温,最初流经脱水叶片脱水落伍入烟囱排空。

(3)喷淋头喷出的水雾被防水安装的挡板挡住后流向废气处置塔壳体的周边,不会经过进气口进入定形机废气出气口而影响定形机的正常任务。

(4)流向废气处置塔周边的废水堆积在壳体下真个凹槽内,经过排沟渠流到废气处置塔外的油水别离器中,经油水别离后,干净的水经过水循环条理被反复应用,废油别离后经处置可回用或市售。

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详见图3、定形机废气污染任务原理图

图3:定形机废气污染任务原理图

2.4.3疏散式定形机废气污染安装的投资结果:

2.4.3.1投入本钱:本产物每台套的造价仅6万元。

2.4.3.2运转本钱:整年的运转本钱约2.5万元,此中:

(1)水脚:喷淋的洗濯水经油水别离后,其循环应用率达95%以上,每天(运转日期以24小时计)的实耗水量少于4吨,整年(按300天共7200小时运转日期计)需耗水1200吨。以水价1.6元/吨计,整年水脚约2000元。

(2)电费:仅循环条理的水泵需耗电,水泵功率3KW,整年耗电约2.2万度。按均匀1元/度计,整年电费计需2.2万元。

(3)人工:无需专人办理;整年仅需清算四到六次、每次一到二个普工工日即可,整年的人工费不超越1000元。

2.4.3.3经济产出:

除减排效益外,该产物还能为运用单元带来的经济支出:

(1)毛收益:经测算,该产物每台套每天均匀可接纳废油110公斤,整年废油接纳量约33吨。对接纳后的废油经过精制工艺,65%经配制后能间接作为美高梅网站用油剂,30%左右可用作光滑油。扣除废油提炼本钱,单元产物整年接纳废油的贩卖支出在8.5万元以上。实践上,从定型机废气上接纳的废油可间接贩卖,价钱在2500-3200元不等,如不加提炼间接贩卖的话,也能取得8.5万元以上的毛收益。

(2)净收益:减去上述2.5万元的运转本钱,单元产物整年的净收益在6万元以上。

(3)投资接纳期:产物的投资接纳期最多1年。

2.5三星式静电废气处置条理

条理由烟气联合体、热交流器、废气处置塔和油水别离器构成。

2.5.1次要功用:

(1)烟气联合体。烟气联合体用于将定形机废气会合在一同后,导人废气处置条理,该联合体有均衡管道压降,避免烟气回流等作用,此中增设的喷淋安装用于烟气的先期降平和洗濯会合器内颗粒沉淀物的作用。

(2)热交流器。将定形机废气中的热量无效地停止接纳应用,避免余热排放到大气当中,变废为宝。

(3)废气处置塔。处置废气中的灰尘颗粒物、无机物、油烟、短纤维、苯类、醛类等无害身分,避免这些无害身分排放到大气当中,形成大气净化。

(4)油水别离器。将废气处置子条理天生的废水中的油以及沉淀物别离出来,使水循环应用。

2.5.2特点次要有:将冷却、喷雾、沉降、复喷水幕过滤和填料吸附等技能融为一体;复喷水幕过滤和填料吸附设计了三层组合构造,到达最佳处置结果;设计了高效除油雾安装,处置后的气体干净、枯燥,靠近常温;在设计构造及选用资料方面均充沛思索增加废气压力丧失,保证在整个废气处置条理中排气疏通,不会影响定形机废气正常排放,不改动定形机工艺;YL定形机废气处置条理接纳喷淋构造,净化物被喷淋水幕带走,并颠末接纳处置,变废为宝,不发生二次净化。

现在,国际该同类定形机废气处置条理也有接纳韩国、日本出口设置装备摆设,但价钱昂贵,至多一套设置装备摆设在人民币100万元以上,而YL定形机却只要外洋的非常之一。2.5.3结果

(1)该条理可以无效处置废气中的灰尘颗粒物、无机物、油烟、短纤维、苯类、醛类等无害身分,除颗粒物总服从≥85%,除油烟总服从≥80%。

(2)热交流条理每小时可以接纳6t热水,使一缸布从常温升至60℃用于染色,相称于每天节煤950kg。

(3)油水别离器将废气中矿物油接纳超越75%,一台定形机每年可接纳油近10t,浪费动力代价达4万多元。同时水回用率在95%以上。

YL-B湿式静电废气处置条理原理表示见图4所示。

湿式静电除尘器极板外表有水膜,黏着性油脂不易积累,当粒子抵达充电地区下游,粒子经过电晕放电而被充电,充电粒子进入搜集阶段,被吸引到除尘管内壁,再由除尘管上的水膜将沉降微粒物质冲洗上去。

该条理次要用在搜集次微米粒子,是应用极线电晕放电,使废气中微粒在离子化气体(ioni zed gas)中因撞击离子而带有电荷,再应用静电力使微粒活动到带相反电荷的搜集极板上,到达去除的目标。湿式静电除尘器自身具有搜集液态粒状物和去除腐化性、毒性、大批臭味废气的功用,去除服从可以到达95%以上,现在关于粒径微细、黏着性废气处置有愈来愈广之势。

3.使用实例

广东汕头市兴业染整厂针对定形机废热回用设置装备摆设条理,在装置、调试使用后呈现排气不畅、回烟、搭色、沾污等状况,停止改良后获得经济效益和社会效益。

3.1废热回用流程

定形机废热→超导热交流机→引风机→导热油炉、蒸锅炉炉(热氛围再供定形机)→水膜除尘→废气废热汽锅(油炉)烟囱排挤。

流程阐明:

定形机废热经过接纳管道进入超导热交流器,一方面颠末超导热交流器后的热氛围由引风机送往蒸锅炉炉或导热油炉,再由蒸锅炉炉或导热油炉的鼓风供炉内熄灭;另一方面室外新颖氛围由引风机送往超导热交流器,交流后的新颖热氛围再回送定形机第1节和第9节烘箱用。废气废热最初颠末水除尘由蒸锅炉炉或导热油炉烟囱排挤。废热回用流程如图5所示。

图5废热回用流程表示

3.2废热回用设置装备摆设使用特点

3.2.1完全废弃了定形机废气排放烟囱,而且有一举多得的播种。先交流新颖热氛围送回到定形机应用,定形机交流后的余热,全部接纳再供应导油炉及蒸锅炉炉运用。

3.2.2废气接纳供应汽锅时,会主动将管道中废油、布毛、棉屑等杂物接纳熄灭,不需求投入人工洗濯。

3.2.3接纳管道中,装有主动定时管道蒸汽喷雾和灭火设备,确保条理运转平安。

3.2.4交流后的新颖热氛围间接送还定形机的第一节和最初一节烘箱,使前后段烘箱温度分明提拔,除增加动力耗费外,另有效进步了定形机速率,添加产能。

3.3题目与改良

3.3.1回用设置装备摆设排气不畅,回烟的处置

依照废热回用设置装备摆设设计的处置才能,1套该设置装备摆设可以对应4台热定形机,但实践装置调试时期,回用管道存在严峻排气不畅,很大局部废热废气因该条理处置不实时,受阻而倒回定形机烘箱,操纵区及周边情况因烟雾影响正常任务。针对此景象剖析以为,能够是4台定形机的废热废气排放量大,超导热交流器处置才能有限,来不及处置的废烟气只好倒回作业区,便实验在超导热交流器的右边另接上一条直通管道,分流一局部废热废气,间接颠末回用管送往蒸锅炉炉或导热油炉运用。如许一来,管道排气疏通了许多,因受阻而倒回的烟雾分明有恶化。见图6。

图6废热回用改良流程表示

3.3.2搭色、沾污发生的缘由及处置

废热回用设置装备摆设运作一段日期后,多数机台烘箱的收支口呈现白色的油污,乃至有些淡色机台在制品定形时,发明布面搭色、沾污景象,尤其是牙白色、特白色定形后有泛黄或泛红景象。经剖析以为照旧条理排气不畅所惹起。各人晓得,定形机的排风,除了排失烘箱内的废气、废热,对一些升华牢度差的染料发生的废气也随之抽走,假如一旦排气结果差,在定形机排风管道间形成穿插熏染,不克不及实时排走的废气会回流到任务区而带来净化。于是又在超导热交流器的左边再装置一条直通管道,彻底地处理了回用管道排气不畅、搭色、沾污的题目,见图6。

3.3.3温控表、停止阀、隔热棉使条理更美满

为了波动地向定形机回送新颖的热氛围,在超导热交流器前后管道收支口装置温控表,以便实时掌握温度变革,并在左右两侧另加的直通管道上各加装了一个停止阀,以控制废热废气在直通管道下流量的巨细。别的,在定形机排风管道的出口加装了一停止阀,目标是当定形机停产或停机检验时可以堵截排风管路,避免回流的废热废气的沾污。整套回用设置装备摆设条理和送风管道,接纳10 cm厚的保温棉包裹,最外层用铝皮封牢,以增加保送进程的热分发,使该废热回用设置装备摆设条理愈加美满,见图。

3.4废热回用的经济效益与社会效益剖析

3.4.1经济效益

依照今年年耗煤2万t推算,每年定形机耗煤,2万tX40%,约为8 000t,开端预算,运用该回用设置装备摆设后可增加煤耗10%,每年可节流燃煤800t,以现在的标煤价700元几计,整年可节流约56万元。

3.4.2进步产能

定形机添加产能效益:2Y/min(提速)×60min×250g/Y(布质量/码)×20(时数)=600kg/天·台600kg/天·台X30=18000kg/月·台18000kg/月·台×12=216t/年·台。

3.4.3情况效益

该项目已正常运转一年,每年SO2排放量可增加1.6 t,CO2排放量可增加352t,烟尘排放量可增加12t,灰渣排放量可增加208t。

4结语

定形机废气污染热接纳无效进步染整企业的产能,增加能耗,分明低落SO2、CO2的排放。“十二五”时期我国将进一步加大净化减排的任务力度,在原有化高需氧量、二氧化硫(两项束缚性目标根底上为情况税征的两人个税目),添加氮氧化合物、氨氮含量稽核目标,定形机接纳热管热接纳(亦称超导热交流器),接纳喷淋法、静电法污染,产物在工艺实用性,低落颐养的休息强方面应增强研讨。使用实例值得进一步讨论,在其是当定形机间隔汽锅房间隔远时的应对;作为一种产物开辟时,对排气不畅、回烟应特殊焦急处理毛病。


              
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