摘 要 文章根据圆筒烘燥机及热风烘燥机的热平衡测定，论述了提高热能利用水平的诸多实用方案：烘前织物的少含水，烘房20%湿度的控制，蒸汽凝结水无泵高背压的的回收应用，落布回潮率控制防止过烘，应用多功能导布辊的脱水，节能效果明显。

关键词 染整；生产；湿度；烘燥；节能；回潮率；低给液；脱水；控制

1 前 言

清洁生产是指既可满足人们的需要，又可合理使用自然资源和能源，并保护环境的实用生产方法和措施，其实质量是一种物耗和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化、无害化或消灭在生产过程之中。染整行业实施清洁生产是持续发展的重要举措。

染整全程工艺中，织物需经过4~9次的烘燥加工，烘燥热源采用蒸汽、热油、电、红外辐射、微波等，烘筒烘燥机及热风烘燥机（热风拉幅定形机）是常用的烘燥设备，节能的潜力很大。

2 烘筒烘燥机与热风烘燥机的热平衡测定

所谓烘燥，即对含水的织物加热，使其水分蒸发的过程。对烘燥设备热能利用水平的技术指标是用来衡量设备的耗能多少，用能水平和能源科学管理完善程度的指标。对烘燥设备热平衡测定 ，是了解热能利用水平的方法。

2.1 圆筒烘燥机是间接蒸汽加热设备，可用汇集，冷凝回汽水进行称重的方法，得到简单、正确的热平衡数据。

经有关单位测定，圆筒烘燥机热量消耗：织物加工有效热占60.75%；烘燥机外壁散热占23.26%；泄漏热占3.64%；回汽水排放热占11.07%；正反热平衡计算误差占1.28%。由数据可知圆筒烘燥机的节能一是减少外壁散热；二是烘筒内的凝结水排放利用。

2.2 热风拉幅烘燥机中，蒸汽通过翅片式加热器加热新鲜空气，喷咀将高速热风喷射到织物上，迅速地蒸发水分。大部分气体被循环使用，一部分气体为控制机内湿度而排出。由热平衡计算，烘干时的总热量消耗为：水份蒸发所需要热量占65%~70%；加热织物所消耗热能占3%~5%；机体热损耗3%；排气热损耗占25%~30

3 减少烘燥织物上非结合水的节能

织物上的水分有结合水和非结合水两种形式。前者指织物上以化学形式与纤维相结合的水，它需要热量破环化学键后脱水；后者指由表面张力不很牢固地附着在织物上的水分，可由机械式脱水。织物进入烘燥设备前减少非结合水，降低织物含水率，提高织物温度将获得明显的节能效果。

3.1 烘燥进布热轧水的节能

水的粘度随温度升高急剧下降，粘度下降就有更多的水分从织物中轧压出来。在一个大气压（0.1MPa）下水的运动粘度，从20℃粘度1.004×10-6 m2/s。降低至水温升至100℃时0.3×10-6m2/s。实测表明轧水时，95℃水温比20℃的脱水效果提高8%~20%，而纯棉府绸常规轧辊压力由1.8MPa，提高到5.4MPa/㎝2，轧余率才降了7%，而5.4Mpa/㎝2的挤压力对织物的强度，手感皆会带来负面效果。

某单位的短环烘燥机，将烘房的蒸汽冷凝水注入轧槽内，轧液由10℃~20℃提高到65℃~75℃，热轧水使布面轧余率下降，布面温度增高，改善了因预热而使烘房温度的降低，从而使烘房温度由110℃~115℃提高到120℃~125℃，最终使烘燥速度平均提高9m/min。

该机台每小时生产2000m，耗电115kW·h，耗热汽1200kg，按每年工作6000小时计，可多生产324万米，节电186300 kW·h，节省蒸汽1944t。

3.2 应用加压吹散型气流脱水技术节能

一种专利技术的多功能导布辊具有加热洗液、去杂、脱水功能。在一定的蒸汽压力下，蒸汽通过网状导布辊内的喷嘴加速可达到音速。在轧水机后面装上一支多功能导布辊，高速蒸汽穿过待烘燥的织物，产生骤热汽化效应，所含水分用很少热量转换就可去

3.3 烘燥机的蒸发负荷与织物进入烘房时的带液量成正比，低给液技术的应用有利于烘燥节能

（1）织物中合成纤维含量较高和纤维素纤维的含量较低时，真空抽吸脱水将更有效。例如对于纯聚酰胺织物真空抽吸脱水，可将液体抽至残余水分约20%，采用轧水机械脱水，残余水分则为40%；在纯棉织物吸足水的情况下，用高性能轧水装置实施挤压脱水，残余水达50%左右，而用真空抽吸脱水只能达到70%左右。实践表明，棉纤维与化纤混纺织物以50/50为界，棉纤维超过50%采用机械挤压脱水。除聚酰胺纤维超过50%，采用真空抽吸脱水为好。

某漂染厂涤加白定形工艺，将真空脱水机装在轧车出布处，取代原工艺设备流程中的电热红外预烘机，当真空度为50kPa，织物经真空吸水后，含水率为25.5%，比浸轧后的58.1%降低32.6%；后续热风烘燥温度从原来85℃，降到60℃左右。涤加白工艺的采用，消灭了黄白条疵布，提高了产品质量。

（2）中国纺织科学技术开发总公司开发的产品——SPT喷雾给液机，可用于功能性后整理的单面给液和双面给液。单面给液的带液率约15%~25%，双面给液的带液率约30%~60%，由于带液少，后续烘干可节省能耗25%~40%，节省化学品25%，且改善了整理的质量。

（3）YS轧车是树脂整理工艺的节能设备，其给浆辊是照相凹版辊，控制浆液浓度，就可以控制带液的厚度。用10%~20%的轧余率，就可均匀地把浆液涂附在布上。在布速100m/min,布重120g/m2，每天运行20h，采用YS轧车比传统工艺每天节省染化料8640kg,蒸汽21t，煤气300kg。

（4）刀辊给液轧车采用标准印花刮刀给液率为30%~40%

（5）在普通平网印花机上，印制床单、毛巾织物的发泡比1：（3.5~4），可节约活性染料10%~15%，涂料40%左右；烘燥所需热能可节约50%以上，有益于改善环境污染。泡沫稳定性好，流变性好，泡沫浆不沾刮刀、不拖刀、不易造成糊色等疵点。

4 圆筒烘燥机的节能

4.1 烘筒烘燥无泵背压凝结水回收

水蒸汽经过输汽管道进入用汽设备，蒸汽发生相变（即饱和蒸汽凝结成水），释放出大量“潜热”生成凝结水。这些凝结水若贮存在烘筒、散热器及间接加热蒸汽管内，如不及时排除，将会产生如下后果：

（1）热交换器件中的热交换面积极大减少，设备规定的生产工艺温度下降，造成生产速度慢，影响产品质量。

（2）热交换设备中蒸汽筒、管内壁形成一层较厚水膜（例如烘筒在较高线速旋转时），影响热交换效率。

（3）大量凝结水积存在设备中，若愈积愈多，有可能会引发“水击”事故。烘筒在较低速度旋转时，由于多凝结水的积存，将明显地表现出“动不平衡”，织物在烘筒上易起绉。由上述，所以必须在工艺过程中，及时地排除凝结水，同时又必须防止蒸汽大量泄漏。因此应当在每一台热交换设备上，按凝结水生成量和设备排水口的压力大小，以及排水口接口规格选用合适的优质疏水阀，确保设备热交换的正常运行。

每台1800mm幅宽三柱圆筒烘燥机（三十六只筒）的耗汽480kg/h，全年按6000h工作计，耗蒸汽2880t。

凝结水无泵背压回收，其经济效益主要有以下三个方面：

（1）应用“李氏”牌疏水阀，比其它疏水阀节汽5%，则年节省蒸汽144t，折算14400元；

（2）若回收的温度为85℃，与20℃常

（3）回收凝结水减少了自来水及排污开支，以每吨用水5元计，则年节支13680元。

以上三项合计，凝结水回收效益每年为55080元。

凝结水无泵背压回收系统的投资，约4个月运行后凝结水回收效益应可回报。

“李氏”牌UFO式疏水阀有一应用实例如下：排放的凝结水经过10m左右的水平埋地管，接着垂直拔高至5.7m，再经108 m的水平架空管直接自流到锅炉间，节省了常用的蓄水池及提升装置，实现“无泵”回收凝结水，输送管网中凝结水全封闭流动更有利环璋保护。该疏水阀能做到如此正常排水、远距离高水柱输送，原因是其高背压率≥85%所致。

4.2 删除圆筒烘燥机的湿——湿工艺

三柱圆筒烘燥机全年6000小时工作消耗蒸汽2880t，如若不用烘燥的话，按100元／t蒸汽计就有28.8万元的节支。可行否？回答：肯定可行！

某厂成功地利用酶的专一性，由L40酶、果胶酶、纤椎素酶及渗透剂组成了最佳工艺处方，实施酶退浆、煮练，双氧水漂白的棉织物三步法工艺：

（1）L40酶退浆

工艺流程：摊布→缝头→烧毛→轧L40酶（90℃）→汽蒸（1h90℃）→热水洗（95℃）→60℃温水洗→冷水洗→烘干。

工艺处方：L40酶1g/L，渗透剂802:2g/L，WZ-1:2g/L；轧酶温度90℃，汽蒸时间1h,pH值7.0 -8.0。

（2）果胶酶、纤维素酶煮练

工艺流程：用L40酶退浆后的织物→轧酶（70℃）→堆置（室温4h）→95℃热水洗→60℃温水洗→冷水洗

工艺处方：果胶酶0.5g/L，纤维素酶0.5g/L，渗透剂802:2g/L，pH值8.0-9.0。

（3）氧漂

工艺流程：将煮练后的织物→轧H2O2（室温）→100℃汽蒸（1h）95℃热水洗→60℃温水洗→冷水洗→烘干。

工艺处方：双氧水6g/L，水玻璃5g/L，渗透剂802 2g/L；汽蒸温度100℃，汽蒸时间1h,pH值10-11。

该厂采用三步法处理棉织物，退浆率达到90%以上，BOD/COD仅为碱退浆的1/10排放量，半制品手感蓬松、柔软，毛效、白度、强度皆达标。

上述酶处理退、煮、漂三步法改成三步两流程湿——湿工艺：

（1）将烧毛浸轧热水灭火的坯布打卷堆置2-4h后，退卷平幅进布→轧L40酶（高给液，90℃） →汽蒸（1h90℃）→热水洗（95℃）→温水洗（70℃）→轧酶（高给液，果胶酶，纤维素酶，70℃）→堆置（4h，室温）。

（2）退卷平幅进布→热水洗（95℃）→温水洗（60℃）→冷水洗→轧H2O2（高给液、室温）→汽蒸（100℃，1h）→热水洗(95℃)→温水洗(60℃提供湿热丝光半制品)。

工艺处方及有关工艺条件同三步法，所不同的是将三步流程中的三台三柱圆筒烘燥机删去，从而形成湿——湿工艺流程；再者轧液皆采用了高给液装置——湿工艺流程；再者轧液皆采用了高给液装置，可根据不同织物，在重轧车脱水后，维持化学品总量不变，实施100%-150%均匀透芯、给液。

退、煮、漂三步两流程湿——湿工艺中的湿布，可供后续实施湿布丝光工艺。

5 热风拉幅机和热风烘燥机的节能

在热风拉幅机及热风烘燥机中，

E0=KVn(Td-Tw)

式中：E0——在机速度恒速时的蒸发率；

K——喷咀特性系数；

V——喷风速度；

n——速度系数；

Td——喷风的干球温度；

Tw——气氛的湿球温度。

影响拉幅机烘燥效率的主要因素，是喷气速度、喷气温度、喷气湿度和喷咀形状及相对于织物运动的方向。在设计设备及选用设备时应注意。

（1）速度系数，喷气方向垂直于织物，式1中n=0.37;平行气流n=0.80；当烘房具有垂直气流兼有平行气流时n=0.37~0.80。

（2）喷咀覆盖系数（JCF）喷咀的整个横截面与其烘燥的织物总面积相比，称为喷咀覆盖系数，一般拉幅机上JCF取4%。蒸发率与总喷咀的横截面积成正比。

（3）喷气温度 蒸发率与喷气的干球温度成正比，因此，提高喷气温度可增加蒸发率。

拉幅机前几节烘房采用高温喷气，织物在恒速烘燥段，干球温度150℃，烘房介质20%湿度时，湿球温度约为65℃（Td-Tw值大），烘燥效率高节能；织物烘燥至临界含水率，进入降速烘燥段，此时织物温度陡增能达到干球温度，为防止织物受损，应按工艺降温。

（4）喷气湿度 由Td-Tw可知，Tw明显影响烘燥效率，Tw小，介质湿度低，补充新鲜空气的加热能耗高；Tw大，介质湿度高，补充新鲜空气的加热能耗低。因此，烘房内最佳湿度烘燥节能的重要指标。通用式如下。