摘 要 文章根據(jù)圓筒烘燥機(jī)及熱風(fēng)烘燥機(jī)的熱平衡測(cè)定，論述了提高熱能利用水平的諸多實(shí)用方案：烘前織物的少含水，烘房20%濕度的控制，蒸汽凝結(jié)水無(wú)泵高背壓的的回收應(yīng)用，落布回潮率控制防止過(guò)烘，應(yīng)用多功能導(dǎo)布輥的脫水，節(jié)能效果明顯。
關(guān)鍵詞 染整；生產(chǎn)；濕度；烘燥；節(jié)能；回潮率；低給液；脫水；控制
1 前 言
清潔生產(chǎn)是指既可滿(mǎn)足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源，并保護(hù)環(huán)境的實(shí)用生產(chǎn)方法和措施，其實(shí)質(zhì)量是一種物耗和能耗最少的人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的規(guī)劃和管理，將廢物減量化、資源化、無(wú)害化或消滅在生產(chǎn)過(guò)程之中。染整行業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)是持續(xù)發(fā)展的重要舉措。
染整全程工藝中，織物需經(jīng)過(guò)4~9次的烘燥加工，烘燥熱源采用蒸汽、熱油、電、紅外輻射、微波等，烘筒烘燥機(jī)及熱風(fēng)烘燥機(jī)（熱風(fēng)拉幅定形機(jī)）是常用的烘燥設(shè)備，節(jié)能的潛力很大。
2 烘筒烘燥機(jī)與熱風(fēng)烘燥機(jī)的熱平衡測(cè)定
所謂烘燥，即對(duì)含水的織物加熱，使其水分蒸發(fā)的過(guò)程。對(duì)烘燥設(shè)備熱能利用水平的技術(shù)指標(biāo)是用來(lái)衡量設(shè)備的耗能多少，用能水平和能源科學(xué)管理完善程度的指標(biāo)。對(duì)烘燥設(shè)備熱平衡測(cè)定 ，是了解熱能利用水平的方法。
2.1 圓筒烘燥機(jī)是間接蒸汽加熱設(shè)備，可用匯集，冷凝回汽水進(jìn)行稱(chēng)重的方法，得到簡(jiǎn)單、正確的熱平衡數(shù)據(jù)。
經(jīng)有關(guān)單位測(cè)定，圓筒烘燥機(jī)熱量消耗：織物加工有效熱占60.75%；烘燥機(jī)外壁散熱占23.26%；泄漏熱占3.64%；回汽水排放熱占11.07%；正反熱平衡計(jì)算誤差占1.28%。由數(shù)據(jù)可知圓筒烘燥機(jī)的節(jié)能一是減少外壁散熱；二是烘筒內(nèi)的凝結(jié)水排放利用。
2.2 熱風(fēng)拉幅烘燥機(jī)中，蒸汽通過(guò)翅片式加熱器加熱新鮮空氣，噴咀將高速熱風(fēng)噴射到織物上，迅速地蒸發(fā)水分。大部分氣體被循環(huán)使用，一部分氣體為控制機(jī)內(nèi)濕度而排出。由熱平衡計(jì)算，烘干時(shí)的總熱量消耗為：水份蒸發(fā)所需要熱量占65%~70%；加熱織物所消耗熱能占3%~5%；機(jī)體熱損耗3%；排氣熱損耗占25%~30
3 減少烘燥織物上非結(jié)合水的節(jié)能
織物上的水分有結(jié)合水和非結(jié)合水兩種形式。前者指織物上以化學(xué)形式與纖維相結(jié)合的水，它需要熱量破環(huán)化學(xué)鍵后脫水；后者指由表面張力不很牢固地附著在織物上的水分，可由機(jī)械式脫水?？椢镞M(jìn)入烘燥設(shè)備前減少非結(jié)合水，降低織物含水率，提高織物溫度將獲得明顯的節(jié)能效果。
3.1 烘燥進(jìn)布熱軋水的節(jié)能
水的粘度隨溫度升高急劇下降，粘度下降就有更多的水分從織物中軋壓出來(lái)。在一個(gè)大氣壓（0.1MPa）下水的運(yùn)動(dòng)粘度，從20℃粘度1.004×10-6 m2/s。降低至水溫升至100℃時(shí)0.3×10-6m2/s。實(shí)測(cè)表明軋水時(shí)，95℃水溫比20℃的脫水效果提高8%~20%，而純棉府綢常規(guī)軋輥壓力由1.8MPa，提高到5.4MPa/㎝2，軋余率才降了7%，而5.4Mpa/㎝2的擠壓力對(duì)織物的強(qiáng)度，手感皆會(huì)帶來(lái)負(fù)面效果。
某單位的短環(huán)烘燥機(jī)，將烘房的蒸汽冷凝水注入軋槽內(nèi)，軋液由10℃~20℃提高到65℃~75℃，熱軋水使布面軋余率下降，布面溫度增高，改善了因預(yù)熱而使烘房溫度的降低，從而使烘房溫度由110℃~115℃提高到120℃~125℃，最終使烘燥速度平均提高9m/min。
該機(jī)臺(tái)每小時(shí)生產(chǎn)2000m，耗電115kW·h，耗熱汽1200kg，按每年工作6000小時(shí)計(jì)，可多生產(chǎn)324萬(wàn)米，節(jié)電186300 kW·h，節(jié)省蒸汽1944t。
3.2 應(yīng)用加壓吹散型氣流脫水技術(shù)節(jié)能
一種專(zhuān)利技術(shù)的多功能導(dǎo)布輥具有加熱洗液、去雜、脫水功能。在一定的蒸汽壓力下，蒸汽通過(guò)網(wǎng)狀導(dǎo)布輥內(nèi)的噴嘴加速可達(dá)到音速。在軋水機(jī)后面裝上一支多功能導(dǎo)布輥，高速蒸汽穿過(guò)待烘燥的織物，產(chǎn)生驟熱汽化效應(yīng)，所含水分用很少熱量轉(zhuǎn)換就可去
3.3 烘燥機(jī)的蒸發(fā)負(fù)荷與織物進(jìn)入烘房時(shí)的帶液量成正比，低給液技術(shù)的應(yīng)用有利于烘燥節(jié)能
（1）織物中合成纖維含量較高和纖維素纖維的含量較低時(shí)，真空抽吸脫水將更有效。例如對(duì)于純聚酰胺織物真空抽吸脫水，可將液體抽至殘余水分約20%，采用軋水機(jī)械脫水，殘余水分則為40%；在純棉織物吸足水的情況下，用高性能軋水裝置實(shí)施擠壓脫水，殘余水達(dá)50%左右，而用真空抽吸脫水只能達(dá)到70%左右。實(shí)踐表明，棉纖維與化纖混紡織物以50/50為界，棉纖維超過(guò)50%采用機(jī)械擠壓脫水。除聚酰胺纖維超過(guò)50%，采用真空抽吸脫水為好。
某漂染廠滌加白定形工藝，將真空脫水機(jī)裝在軋車(chē)出布處，取代原工藝設(shè)備流程中的電熱紅外預(yù)烘機(jī)，當(dāng)真空度為50kPa，織物經(jīng)真空吸水后，含水率為25.5%，比浸軋后的58.1%降低32.6%；后續(xù)熱風(fēng)烘燥溫度從原來(lái)85℃，降到60℃左右。滌加白工藝的采用，消滅了黃白條疵布，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
（2）中國(guó)紡織科學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)總公司開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品——SPT噴霧給液機(jī)，可用于功能性后整理的單面給液和雙面給液。單面給液的帶液率約15%~25%，雙面給液的帶液率約30%~60%，由于帶液少，后續(xù)烘干可節(jié)省能耗25%~40%，節(jié)省化學(xué)品25%，且改善了整理的質(zhì)量。
（3）YS軋車(chē)是樹(shù)脂整理工藝的節(jié)能設(shè)備，其給漿輥是照相凹版輥，控制漿液濃度，就可以控制帶液的厚度。用10%~20%的軋余率，就可均勻地把漿液涂附在布上。在布速100m/min,布重120g/m2，每天運(yùn)行20h，采用YS軋車(chē)比傳統(tǒng)工藝每天節(jié)省染化料8640kg,蒸汽21t，煤氣300kg。
（4）刀輥給液軋車(chē)采用標(biāo)準(zhǔn)印花刮刀給液率為30%~40%
（5）在普通平網(wǎng)印花機(jī)上，印制床單、毛巾織物的發(fā)泡比1：（3.5~4），可節(jié)約活性染料10%~15%，涂料40%左右；烘燥所需熱能可節(jié)約50%以上，有益于改善環(huán)境污染。泡沫穩(wěn)定性好，流變性好，泡沫漿不沾刮刀、不拖刀、不易造成糊色等疵點(diǎn)。
4 圓筒烘燥機(jī)的節(jié)能
4.1 烘筒烘燥無(wú)泵背壓凝結(jié)水回收
水蒸汽經(jīng)過(guò)輸汽管道進(jìn)入用汽設(shè)備，蒸汽發(fā)生相變（即飽和蒸汽凝結(jié)成水），釋放出大量“潛熱”生成凝結(jié)水。這些凝結(jié)水若貯存在烘筒、散熱器及間接加熱蒸汽管內(nèi)，如不及時(shí)排除，將會(huì)產(chǎn)生如下后果：
（1）熱交換器件中的熱交換面積極大減少，設(shè)備規(guī)定的生產(chǎn)工藝溫度下降，造成生產(chǎn)速度慢，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
（2）熱交換設(shè)備中蒸汽筒、管內(nèi)壁形成一層較厚水膜（例如烘筒在較高線速旋轉(zhuǎn)時(shí)），影響熱交換效率。
（3）大量凝結(jié)水積存在設(shè)備中，若愈積愈多，有可能會(huì)引發(fā)“水擊”事故。烘筒在較低速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于多凝結(jié)水的積存，將明顯地表現(xiàn)出“動(dòng)不平衡”，織物在烘筒上易起縐。由上述，所以必須在工藝過(guò)程中，及時(shí)地排除凝結(jié)水，同時(shí)又必須防止蒸汽大量泄漏。因此應(yīng)當(dāng)在每一臺(tái)熱交換設(shè)備上，按凝結(jié)水生成量和設(shè)備排水口的壓力大小，以及排水口接口規(guī)格選用合適的優(yōu)質(zhì)疏水閥，確保設(shè)備熱交換的正常運(yùn)行。
每臺(tái)1800mm幅寬三柱圓筒烘燥機(jī)（三十六只筒）的耗汽480kg/h，全年按6000h工作計(jì)，耗蒸汽2880t。
凝結(jié)水無(wú)泵背壓回收，其經(jīng)濟(jì)效益主要有以下三個(gè)方面：
（1）應(yīng)用“李氏”牌疏水閥，比其它疏水閥節(jié)汽5%，則年節(jié)省蒸汽144t，折算14400元；
（2）若回收的溫度為85℃，與20℃常
（3）回收凝結(jié)水減少了自來(lái)水及排污開(kāi)支，以每噸用水5元計(jì)，則年節(jié)支13680元。
以上三項(xiàng)合計(jì)，凝結(jié)水回收效益每年為55080元。
凝結(jié)水無(wú)泵背壓回收系統(tǒng)的投資，約4個(gè)月運(yùn)行后凝結(jié)水回收效益應(yīng)可回報(bào)。
“李氏”牌UFO式疏水閥有一應(yīng)用實(shí)例如下：排放的凝結(jié)水經(jīng)過(guò)10m左右的水平埋地管，接著垂直拔高至5.7m，再經(jīng)108 m的水平架空管直接自流到鍋爐間，節(jié)省了常用的蓄水池及提升裝置，實(shí)現(xiàn)“無(wú)泵”回收凝結(jié)水，輸送管網(wǎng)中凝結(jié)水全封閉流動(dòng)更有利環(huán)璋保護(hù)。該疏水閥能做到如此正常排水、遠(yuǎn)距離高水柱輸送，原因是其高背壓率≥85%所致。
4.2 刪除圓筒烘燥機(jī)的濕——濕工藝
三柱圓筒烘燥機(jī)全年6000小時(shí)工作消耗蒸汽2880t，如若不用烘燥的話，按100元／t蒸汽計(jì)就有28.8萬(wàn)元的節(jié)支?？尚蟹?？回答：肯定可行！
某廠成功地利用酶的專(zhuān)一性，由L40酶、果膠酶、纖椎素酶及滲透劑組成了最佳工藝處方，實(shí)施酶退漿、煮練，雙氧水漂白的棉織物三步法工藝：
（1）L40酶退漿
工藝流程：攤布→縫頭→燒毛→軋L40酶（90℃）→汽蒸（1h90℃）→熱水洗（95℃）→60℃溫水洗→冷水洗→烘干。
工藝處方：L40酶1g/L，滲透劑802:2g/L，WZ-1:2g/L；軋酶溫度90℃，汽蒸時(shí)間1h,pH值7.0 -8.0。
（2）果膠酶、纖維素酶煮練
工藝流程：用L40酶退漿后的織物→軋酶（70℃）→堆置（室溫4h）→95℃熱水洗→60℃溫水洗→冷水洗
工藝處方：果膠酶0.5g/L，纖維素酶0.5g/L，滲透劑802:2g/L，pH值8.0-9.0。
（3）氧漂
工藝流程：將煮練后的織物→軋H2O2（室溫）→100℃汽蒸（1h）95℃熱水洗→60℃溫水洗→冷水洗→烘干。
工藝處方：雙氧水6g/L，水玻璃5g/L，滲透劑802 2g/L；汽蒸溫度100℃，汽蒸時(shí)間1h,pH值10-11。
該廠采用三步法處理棉織物，退漿率達(dá)到90%以上，BOD/COD僅為堿退漿的1/10排放量，半制品手感蓬松、柔軟，毛效、白度、強(qiáng)度皆達(dá)標(biāo)。
上述酶處理退、煮、漂三步法改成三步兩流程濕——濕工藝：
（1）將燒毛浸軋熱水滅火的坯布打卷堆置2-4h后，退卷平幅進(jìn)布→軋L40酶（高給液，90℃） →汽蒸（1h90℃）→熱水洗（95℃）→溫水洗（70℃）→軋酶（高給液，果膠酶，纖維素酶，70℃）→堆置（4h，室溫）。
（2）退卷平幅進(jìn)布→熱水洗（95℃）→溫水洗（60℃）→冷水洗→軋H2O2（高給液、室溫）→汽蒸（100℃，1h）→熱水洗(95℃)→溫水洗(60℃提供濕熱絲光半制品)。
工藝處方及有關(guān)工藝條件同三步法，所不同的是將三步流程中的三臺(tái)三柱圓筒烘燥機(jī)刪去，從而形成濕——濕工藝流程；再者軋液皆采用了高給液裝置——濕工藝流程；再者軋液皆采用了高給液裝置，可根據(jù)不同織物，在重軋車(chē)脫水后，維持化學(xué)品總量不變，實(shí)施100%-150%均勻透芯、給液。
退、煮、漂三步兩流程濕——濕工藝中的濕布，可供后續(xù)實(shí)施濕布絲光工藝。
5 熱風(fēng)拉幅機(jī)和熱風(fēng)烘燥機(jī)的節(jié)能
在熱風(fēng)拉幅機(jī)及熱風(fēng)烘燥機(jī)中，
E0=KVn(Td-Tw)
式中：E0——在機(jī)速度恒速時(shí)的蒸發(fā)率；
K——噴咀特性系數(shù)；
V——噴風(fēng)速度；
n——速度系數(shù)；
Td——噴風(fēng)的干球溫度；
Tw——氣氛的濕球溫度。
影響拉幅機(jī)烘燥效率的主要因素，是噴氣速度、噴氣溫度、噴氣濕度和噴咀形狀及相對(duì)于織物運(yùn)動(dòng)的方向。在設(shè)計(jì)設(shè)備及選用設(shè)備時(shí)應(yīng)注意。
（1）速度系數(shù)，噴氣方向垂直于織物，式1中n=0.37;平行氣流n=0.80；當(dāng)烘房具有垂直氣流兼有平行氣流時(shí)n=0.37~0.80。
（2）噴咀覆蓋系數(shù)（JCF）噴咀的整個(gè)橫截面與其烘燥的織物總面積相比，稱(chēng)為噴咀覆蓋系數(shù)，一般拉幅機(jī)上JCF取4%。蒸發(fā)率與總噴咀的橫截面積成正比。
（3）噴氣溫度 蒸發(fā)率與噴氣的干球溫度成正比，因此，提高噴氣溫度可增加蒸發(fā)率。
拉幅機(jī)前幾節(jié)烘房采用高溫噴氣，織物在恒速烘燥段，干球溫度150℃，烘房介質(zhì)20%濕度時(shí)，濕球溫度約為65℃（Td-Tw值大），烘燥效率高節(jié)能；織物烘燥至臨界含水率，進(jìn)入降速烘燥段，此時(shí)織物溫度陡增能達(dá)到干球溫度，為防止織物受損，應(yīng)按工藝降溫。
（4）噴氣濕度 由Td-Tw可知，Tw明顯影響烘燥效率，Tw小，介質(zhì)濕度低，補(bǔ)充新鮮空氣的加熱能耗高；Tw大，介質(zhì)濕度高，補(bǔ)充新鮮空氣的加熱能耗低。因此，烘房?jī)?nèi)最佳濕度烘燥節(jié)能的重要指標(biāo)。通用式如下。
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