定型机余热回收系统的开发与研究文献综述

 2021-09-27 08:09

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文献综述

一、研究背景

我国是纺织印染大国,纺织品产量占世界总产量的40%左右。印染行业是提升服装、家用纺织品质量和附加值的关键行业,是纺织工业链中的重要组成部分[1]。与国外先进水平相比,中国印染业的总体工艺与技术比较落后,成为制约行业发展的瓶颈。

我国印染企业主要分布在浙江、江苏、山东、福建和广东沿海五省[2l,据中国纺织工业协会统计中心的统计,这五个省2010年的产量占全国总产量的91.2%,达549亿米,其中浙江省占全国比重的57.8%,产量为348亿米。浙江省绍兴地区是我国纺织印染企业重镇,共有印染企业400多家,年产值200亿左右,约占全国总量的30%[3],仅绍兴滨海工业园区就有印染企业150多家,是纺织印染行业的集聚区。虽然绍兴市大力发展纺织印染,但仍是粗放型的发展模式,高耗能、高污染、自动化程度低是整个印染行业的基本现状[4]。

定型机是染整工序的主要设备,也是单机耗能最大的设备[5]。其工作所需要的能量主要是靠导热油炉提供,导热油炉中油的温度可达到260℃以上。在这种高能量的工作环境下,定型机的热能使用率并不高,使得大量能量没有得到有效利用,据相关部门统计,定型机大约有2/3的总加热量通过散热损失,其中废气排放所损失的热量占60%左右。

定型机内热风加热织物的机理是强制对流换热,通过加热过的空气对纺织物进行干燥和整理,热空气的温度约为200℃左右。在稳定状态下,定型机内存在一定量的蒸汽,其量视单位时间内蒸发的水分及吸入的新鲜空气而定[6]。为了保持定型机内合适的湿度,必须加入大量的新鲜空气。经计算,1个大气压((l01kPa)下,温度170℃、相对湿度为10%时每蒸发lkg水分[7],需要加入18.6m3的新鲜空气,将18.6m3的新鲜空气从20℃加热到170℃需要3632kJ热量,可见定型机工作过程中耗能巨大。我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,这两者之间的矛盾口趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式,资源支撑不住,环境容纳不下,社会承受不起,经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展,才能实现经济又好又快发展。同时,温室气体排放引起全球气候变暖,备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作,也是应对全球气候变化的迫切需要。目前,国内的能源供应口趋紧张,随着煤炭、燃油等能源价格的不断攀升以及企业限电和阶梯电价的实施,降低定型机的能耗己刻不容缓。

二、余热回收方式

热定型机的余热回用通常有气-气换热和气-水换热两种方式[8]。

1、第一种方式是从定型机排出的废热气体中回收热能再返入定型机烘箱内而实现节能之目的,换热方式为气-气换热,常用换热器为热管换热器[9]。如LQDR-F型余热回收器(气-气换热)充分利用热管的高效传热性能,定型机排出的高温废烟气通过换热器的吸热侧放出热量,该热量经热管快速传递到换热器的放热侧[10]。新鲜空气通过换热器的放热侧时吸收热量,被加热后的新鲜空气由定型机烘箱内的负压吸入烘箱内,从而实现节能目的。

2、第二种方式是从定型机排出的废热气体中回收热能产生热水实现节能之目的[11],换热方式为气-水换热,常用换热器为列管换热器。定型机排出的高温废烟气通过换热器与清水进行热交换,被加热后的清水汇入热水箱,用于生产需要。热水的热量是回用了废烟气中的热能[12],节约了目前加热所需的燃料(燃煤、燃气等)或电能,由此实现节能目的[13]。

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