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  • 定型机热能环保装置技术的应用

    发布时间:2015-09-10 点击:

    摘要:定型机热能环保装置对定型机烟气进行余热回收处理;一方面通过该装置将新鲜空气热交换后供定型机前段烘箱使用,同时将烟气中含油烟纱毛和粉尘等有机物送到锅炉助煤燃烧,真正实现了节能环保和清洁生产的目的。


    关键词:定型机;热能;环保


    1定型机废气的成分及危害


    定型机在生产过程中产生大量废气,每台定型机每小时大约产生8000m3的废气,排放出来的烟气温度达到90~160℃左右,纺织品中附着的油质、蜡质及柔软剂、树脂等在高温条件下变为气态,含有粒状污染物(包括气溶胶、油雾)、有机物蒸汽,所含油滴粒径大多小于1微米。当外界气压较低时,这些带刺激性的气味及滚滚白烟,会对环境的污染比较严重,给周围的人民群众身体健康带来不良的影响。


    定型机废气中的刺激性气体(见表1)[1],主要是油烟中的有机物或表面活性剂组分或分解物,大多数组分一般以分子状的气态物质或者微小的液滴在空气中所形成的气溶胶物质等液态形式存在。其中多羟基类化合物、乙二醇类化合物和己二酸二辛酯等被称作“不能分解的人类致癌物”,乙二醇类化合物是一种很好的溶剂,没有毒性,但容易被氧化成具有毒性的草酸类物质,同时这些细小的气溶胶分散在空气中,容易造成呼吸道疾病。油烟废气中还含有硝基并胺和硝基吡啶类物质,及其它的醚类物质。这些来自定型机废气中的物质会造成一定的毒害,影响人体免疫力和生殖系统,甚至会发生癌变。



    2研发过程


    2.1研发过程


    针对定型机废气治理设备的要求标准:废气收集率应达到90%以上,总颗粒物的去除率应达到80%,油烟去除率应达到75%,对净化处理后的废水和废油都有防治二次污染和回收利用的有效措施。


    近年来定型机废气治理设备常见为水喷淋处理工艺,该工艺简单,设备的结构形式多样化,主要是用水泵向筒状的净化器内供水,经过筒内的喷嘴形成水雾,定型机的废气经排风机送入净化器,烟气在筒内穿过水雾,这样烟气中的油烟尘就被水雾捕集,烟气得以净化。净化器的回水将捕集到的油烟尘带入水箱进行油水尘分离。


    但是这种烟气处理工艺的缺点是:①喷淋所产生的废水导致二次污染;②排放的废气处理不够彻底,当遇到油烟较大的定型布种时无法解决烟雾的达标排放,特别是预定型工序的油烟尤为严重。



    定型机热能环保装置技术的应用



    杨汉成汤奔(佛山市威力清环保科技有限公司广东佛山528000)



    摘要:定型机热能环保装置对定型机烟气进行余热回收处理;一方面通过该装置将新鲜空气热交换后供定型机前段烘箱使用,同时将烟气中含油烟纱毛和粉尘等有机物送到锅炉助煤燃烧,真正实现了节能环保和清洁生产的目的。


    关键词:定型机;热能;环保


    1定型机废气的成分及危害


    定型机在生产过程中产生大量废气,每台定型机每小时大约产生8000m3的废气,排放出来的烟气温度达到90~160℃左右,纺织品中附着的油质、蜡质及柔软剂、树脂等在高温条件下变为气态,含有粒状污染物(包括气溶胶、油雾)、有机物蒸汽,所含油滴粒径大多小于1微米。当外界气压较低时,这些带刺激性的气味及滚滚白烟,会对环境的污染比较严重,给周围的人民群众身体健康带来不良的影响。


    定型机废气中的刺激性气体(见表1)[1],主要是油烟中的有机物或表面活性剂组分或分解物,大多数组分一般以分子状的气态物质或者微小的液滴在空气中所形成的气溶胶物质等液态形式存在。其中多羟基类化合物、乙二醇类化合物和己二酸二辛酯等被称作“不能分解的人类致癌物”,乙二醇类化合物是一种很好的溶剂,没有毒性,但容易被氧化成具有毒性的草酸类物质,同时这些细小的气溶胶分散在空气中,容易造成呼吸道疾病。油烟废气中还含有硝基并胺和硝基吡啶类物质,及其它的醚类物质。这些来自定型机废气中的物质会造成一定的毒害,影响人体免疫力和生殖系统,甚至会发生癌变。



    2研发过程


    2.1研发过程


    针对定型机废气治理设备的要求标准:废气收集率应达到90%以上,总颗粒物的去除率应达到80%,油烟去除率应达到75%,对净化处理后的废水和废油都有防治二次污染和回收利用的有效措施。


    近年来定型机废气治理设备常见为水喷淋处理工艺,该工艺简单,设备的结构形式多样化,主要是用水泵向筒状的净化器内供水,经过筒内的喷嘴形成水雾,定型机的废气经排风机送入净化器,烟气在筒内穿过水雾,这样烟气中的油烟尘就被水雾捕集,烟气得以净化。净化器的回水将捕集到的油烟尘带入水箱进行油水尘分离。


    但是这种烟气处理工艺的缺点是:①喷淋所产生的废水导致二次污染;②排放的废气处理不够彻底,当遇到油烟较大的定型布种时无法解决烟雾的达标排放,特别是预定型工序的油烟尤为严重。



    本公司研发设计的定型机热能环保装置的结构特点:该装置内部结构是由多组风槽组成一个换热面积较大的热交换器,在热烘干定型工艺产生的废气,所含有的热能量在气与气的交换器得到回收,将热交换后的新鲜空气送入定型机前段烘箱内,同时将降温后的废气输送到锅炉鼓风机作助燃用,一方面增加炉膛温度,另一方面将烟气中残余油烟燃烧干净,达到节能减排目的。该装置安装有自动消防和清洗系统,定时清洁装置内部油烟和污垢,保障热交换器处于良好工作状态。这种烟气处理工艺的优点:①不会产生二次污染;②烟气净化效果好;③废油回收效果好;④省地方,长方形置于烘箱顶上。


    2.2定型机热能环保装置烟气处理工艺示意图



    (1)由于蒸汽锅炉或导热油炉运行时达到设定温度后会间歇停炉,所以在间歇期间就不能吸入定型机烟气。该部份废气经旁路直排到除尘塔,再经喷淋,油质及溶剂类的VOC冷凝吸附后以液态形式收集,油类的去除率高达95%以上,总VOC量降低80%以上。据监测分析,单从定型机产生的烟气,经过热能环保装置后,废气中的有害物质去除率已达80%以上,再经过二次燃烧,总去除率达90%以上,虽有部分烟气经旁路排出,仅占的比例约为15%。


    (2)定型机废气污染物处理情况



    (3)现将定型机排烟量与进入锅炉鼓风机部分的烟气风量作出比较分析:每台定型机烟气排风量约8000m3/h[2]。


    当使用一台600万大卡热油炉鼓风机时,鼓风机风量约为18000m3/h,热能环保装置连接2台定型机,定型机废气总量约16000m3/h,可利用量约15200m3/h,占2台定型机废气总量的95%,经热能环保装置处理后供给鼓风机,风量占鼓风机所需风量的84%。


    当使用一台300万大卡热油炉鼓风机时,鼓风机风量约为9000m3/h,热能环保装置连接1台定型机,定型机废气总量约8000m3/h,可利用量约7600m3/h,占1台定型机废气总量的95%,经热能环保装置处理后供给鼓风机,风量占鼓风机所需风量的84%。


    3定型机热能环保装置主要特点


    (1)传热快,冷热风交换效果好,不堵塞,风槽管壁不挂花、不粘附油烟而影响正常生产。


    (2)定型机直接排放烟气的烟囱完全废除,达到定型机无烟囱直接排放节能减排环保理念。


    (3)利用定型机外排的热量,将外部新鲜空气热交换后供给定型机前段烘箱以提高工作温度,由于减少前段烘箱吸入冷空气,转为吸入经热交换后的新鲜空气,将使前段烘箱温度明显提升。


    (4)定型机所需新鲜风的60%会因此而受热,可节约15%的热量,生产效率可以增加8%~10%,视乎工艺而定,排风机与新鲜风机配变频电机。



    (5)该结构备有多个清洁用活动门,便于用户每年安排对该装置进行定期检修1~2次。热交换器内的油垢清理和检修工作非常方便,内部设有专用的蒸汽喷淋清洁管,可定期自动除油和清洁。废油经排油管自动排出,产生的废油可送锅炉房与燃煤混合燃烧,不属于危废处置范围。


    (6)通过污染物的消除和烟气温度的降低,提高了后期净化效果,同时减少火灾现象的发生。


    (7)通过供热系统的改善,加工面料比以前手感更好,更柔软,提高了产品的质量。


    (8)将定型机外排的烟气,经过气—气冷热交换[3]热能环保装置后,将由油烟、纱毛和粉尘组成的烟气与燃煤燃烧,达到环保和综合治理的目的。


    4安装使用过程中应注意的主要内容


    4.1定型机热能环保装置的配置和使用


    为了控制好废热烟气抽出对烘房中气流的影响和回用热风的使用,该装置可与单台定型机配套使用,也可同时与2台、3台或4台定型机同时配套使用;设计时要考虑该装置与定型机烘房所排放出的风量、热交换面积、排风机的风量和电机功率等内容的配套;合理调节排风机的转速,根据布的品种、速度和温度等,来选取理想的转速,例如与2台定型机配套使用的热能装置,排风机功率为11kw(转速250~500转/分),回用热风机功率为5.5kw(速度150~250转/分),烟气不从烘房的出入口散发为宜(即处于负压状态)。


    4.2定型机热能环保装置风管设计要求


    风管尺寸大小根据定型机的排烟风量决定,另外还参照输气距离和风管的路线顺畅程度以及费用成本等因素,通常单台和双台定型机配套使用风管直径为φ680mm,三台和四台定型机配套使用风管直径为φ960mm。定型机与锅炉房间的输气风管尽量减少弯头,输气距离视空间位置不影响生产的较短距离设计,输气距离一般控制在20~100m。


    4.3定型机烟气静电净化器


    主要工作原理:将烟气混合污染物送入净化器初级前导风分流管内,由初级导风分流管将烟气均衡送入净化器内模块式高压静电电场,烟气粒子在高压静电场中被电离、吸附、分解和碳化,有效去除污染物,达到处理要求。


    5经济效益分析


    5.1安装使用定型机热能环保装置前后的效果比较



    5.2投入与产出的经济效益比较


    每台定型机的投入约20多万人民币,(包括电器自控、消防清洗系统部分),另外配套风管部分,包括风管材料制作安装等,每台定型机安装热能环保装置系统,投资成本回收期约18个月内。



    (1)从经济效益分析表(4)中列出定型机安装热能回收装置后,每台定型机每年节煤费用188000元;


    (2)热能回收装置配套2台定型机使用时,两台定型机每年节煤费用:188000元×2=376000元;


    (3)每套热能回收装置每年增加用电成本:36864元;


    (4)热煤炉用定型机热能空气助燃后,燃煤更加充分,相对用常温空气助燃每年节煤费用360000元;


    ⑤投入热能回收装置配套2台定型机使用,回收周期为:


    1>[(376000-36864)+(360000÷2)]÷12(月)



    [339136+180000]÷12=519136÷12=43261元(月)



    2>每套约250000元÷43261元=5.8(月)



    保守计算5.8(月)×2=13~18个月



    投入正常使用后18个月即可收回投资成本。



    5.3投入热能回收装置后,对燃煤的状况进行比较


    (1)锅炉有热风助燃煤助燃,炉堂中的火床相对无热风助燃的火床要短些,燃煤燃烧相对更充分;


    (2)外购的煤如果相对较湿或者煤质差些,由于有热风助燃后,燃烧时相对更充分,不会影响生产。


    5.4热能环保设备检修及维护内容


    (1)要求每个星期对该装置进行巡查一次,将新鲜风入风口网板上挂的纱毛清洁干净,保证通风顺畅;


    (2)将电柜内的粉尘清洁干净,特别要注意风机变频器的通风清洁工作;


    (3)每月检查风机的运行情况,特别要求保持风机轴承油位正常;


    (4)注意检查该装置的排油状况是否正常;


    (5)注意检查该装置的消防系统状况是否正常;


    6定型机热能环保装置推广的意义


    目前国内主要的废气净化设备生产厂家很多,生产的主要产品多是针对二氧化硫和粉尘污染治理的设备,而针对烟雾净化的设备极少。本项目产品定型机废气热能回收环保设备,同时也可以配备静电净化的方法处理废气、回收废油和热能,解决烟气透明度差和恶臭气味的影响,不但能高效净化企业排放的废气,还能对废气中的有用物质进行回收再利用,同时不会产生二次污染,为企业既省钱又环保的首选油烟净化设备。


    随着经济水平的提高,人们对居住环境要求越来越高,在国家环保政策不断出台的形势下,不少企业都开始增加废气处理设备,或者淘汰性能落后的废气处理设备。据统计信息反映,现有90%以上的定型机都没有按环保要求配套废气处理设备,已配套的废气处理设备大部分也是技术落后或者处理废气不达标。佛山市印染行业分布情况比较广泛,遍布全市各个区,很多企业都需要高效的烟气净化热能回收处理设备。我公司经过多家企业的应用,进一步证明其创新的概念是更合乎经济与环保的理想。



    7结语


    (1)定型机废气[4]成份复杂,直接排放会带来严重环境污染,按照清洁生产的要求,处理定型机废气势在必行。目前,传统的处理工艺以除尘为主,不能达到废气处理排放要求。


    (2)使用定型机热能环保装置后,定型机烟气不再直接排放,为生产车间提供一个洁净的工作环境,将现有的废气输送到锅炉或导热油炉助燃,达到节能环保和综合治理的目标。


    (3)定型机热能环保装置可节约15%热能,生产率可增加8%~10%,正常使用后18个月可回收投资成本;


    (4)在提倡节能减排的今天,使用定型机热能环保装置,有着极其重要的社会和经济效益。


    8参考文献


    [1]陈玲,奚旦立.印染行业热定型机油烟废气检测方法研究[J].环境污染与防治,2009,(01).



    [2]谭立平,蒋莉雯.印染拉幅定型机的热源改造及技术攻关[J].广西纺织科技,2001,(02).



    [3]吴克平,李克澂.热管换热器的研制[J].动力工程,1983,(06)


    [4]郭振贤,刘仁涛.热管换热器应用现状及其制约因素[J].应用能源技术,2002,(04)

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