清潔生產是指既可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源，并保護環境的實用生產方法和措施，其實質量是一種物耗和能耗最少的人類生產活動的規劃和管理，將廢物減量化、資源化、無害化或消滅在生產過程之中。染整行業實施清潔生產是持續發展的重要舉措。


染整全程工藝中，織物需經過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，烘筒烘燥機及熱風烘燥機（熱風拉幅定形機）是常用的烘燥設備，節能的潛力很大。


2 烘筒烘燥機與熱風烘燥機的熱平衡測定


所謂烘燥，即對含水的織物加熱，使其水分蒸發的過程。對烘燥設備熱能利用水平的技術指標是用來衡量設備的耗能多少，用能水平和能源科學管理完善程度的指標。對烘燥設備熱平衡測定 ，是了解熱能利用水平的方法。


2.1 圓筒烘燥機是間接蒸汽加熱設備，可用匯集，冷凝回汽水進行稱重的方法，得到簡單、正確的熱平衡數據。


經有關單位測定，圓筒烘燥機熱量消耗：織物加工有效熱占60.75%;烘燥機外壁散熱占23.26%;泄漏熱占3.64%;回汽水排放熱占11.07%;正反熱平衡計算誤差占1.28%。由數據可知圓筒烘燥機的節能一是減少外壁散熱;二是烘筒內的凝結水排放利用。


2.2 熱風拉幅烘燥機中，蒸汽通過翅片式加熱器加熱新鮮空氣，噴咀將高速熱風噴射到織物上，迅速地蒸發水分。大部分氣體被循環使用，一部分氣體為控制機內濕度而排出。由熱平衡計算，烘干時的總熱量消耗為：水份蒸發所需要熱量占65%~70%;加熱織物所消耗熱能占3%~5%;機體熱損耗3%;排氣熱損耗占25%~30%。由數據可知熱風拉幅烘干機的節能與進布織物的溫度，機器保溫效果，織物含水率及排氣狀況有關，而重點是織物的含水率及排氣濕度的控制。


3 減少烘燥織物上非結合水的節能


織物上的水分有結合水和非結合水兩種形式。前者指織物上以化學形式與纖維相結合的水，它需要熱量破環化學鍵后脫水;后者指由表面張力不很牢固地附著在織物上的水分，可由機械式脫水。織物進入烘燥設備前減少非結合水，降低織物含水率，提高織物溫度將獲得明顯的節能效果。


3.1 烘燥進布熱軋水的節能


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。在一個大氣壓（0.1MPa）下水的運動粘度，從20℃粘度1.004*10-6 m2/s。降低至水溫升至100℃時0.3*10-6m2/s。實測表明軋水時，95℃水溫比20℃的脫水效果提高8%~20%，而純棉府綢常規軋輥壓力由1.8MPa，提高到5.4MPa/㎝2，軋余率才降了7%，而5.4Mpa/㎝2的擠壓力對織物的強度，手感皆會帶來負面效果。


某單位的短環烘燥機，將烘房的蒸汽冷凝水注入軋槽內，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。


該機臺每小時生產2000m，耗電115kW·h，耗熱汽1200kg，按每年工作6000小時計，可多生產324萬米，節電186300 kW·h，節省蒸汽1944t。


3.2 應用加壓吹散型氣流脫水技術節能


一種專利技術的多功能導布輥具有加熱洗液、去雜、脫水功能。在一定的蒸汽壓力下，蒸汽通過網狀導布輥內的噴嘴加速可達到音速。在軋水機后面裝上一支多功能導布輥，高速蒸汽穿過待烘燥的織物，產生驟熱汽化效應，所含水分用很少熱量轉換就可去除。穿過織物的蒸汽慢慢失去熱能，而這些熱能可以通過冷凝回收，也可以通過冷水混合后提供熱水。用多功能導布輥的加壓吹散脫水技術，去除每千克水所消耗的蒸汽僅為烘燥機的15%~20%。


3.3 烘燥機的蒸發負荷與織物進入烘房時的帶液量成正比，低給液技術的應用有利于烘燥節能


（1）織物中合成纖維含量較高和纖維素纖維的含量較低時，真空抽吸脫水將更有效。例如對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施擠壓脫水，殘余水達50%左右，而用真空抽吸脫水只能達到70%左右。實踐表明，棉纖維與化纖混紡織物以50/50為界，棉纖維超過50%采用機械擠壓脫水。除聚酰胺纖維超過50%，采用真空抽吸脫水為好。


某漂染廠滌加白定形工藝，將真空脫水機裝在軋車出布處，取代原工藝設備流程中的電熱紅外預烘機，當真空度為50kPa，織物經真空吸水后，含水率為25.5%，比浸軋后的58.1%降低32.6%;后續熱風烘燥溫度從原來85℃，降到60℃左右。滌加白工藝的采用，消滅了黃白條疵布，提高了產品質量。


（2）中國紡織科學技術開發總公司開發的產品——SPT噴霧給液機，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，后續烘干可節省能耗25%~40%，節省化學品25%，且改善了整理的質量。


（3）YS軋車是樹脂整理工藝的節能設備，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，每天運行20h，采用YS軋車比傳統工藝每天節省染化料8640kg,蒸汽21t，煤氣300kg。


（4）刀輥給液軋車采用標準印花刮刀給液率為30%~40%。給液率降至30%時，可節省至少50%的化學助劑，水洗方便，須洗去的化學劑相應減少，減輕污水處理負荷，給液率降低至傳統工藝的一半，烘干機生產提高100%，能耗降低極大。


（5）在普通平網印花機上，印制床單、毛巾織物的發泡比1：（3.5~4），可節約活性染料10%~15%，涂料40%左右;烘燥所需熱能可節約50%以上，有益于改善環境污染。泡沫穩定性好，流變性好，泡沫漿不沾刮刀、不拖刀、不易造成糊色等疵點。


4 圓筒烘燥機的節能


4.1 烘筒烘燥無泵背壓凝結水回收


水蒸汽經過輸汽管道進入用汽設備，蒸汽發生相變（即飽和蒸汽凝結成水），釋放出大量“潛熱”生成凝結水。這些凝結水若貯存在烘筒、散熱器及間接加熱蒸汽管內，如不及時排除，將會產生如下后果：


（1）熱交換器件中的熱交換面積極大減少，設備規定的生產工藝溫度下降，造成生產速度慢，影響產品質量。


（2）熱交換設備中蒸汽筒、管內壁形成一層較厚水膜（例如烘筒在較高線速旋轉時），影響熱交換效率。


（3）大量凝結水積存在設備中，若愈積愈多，有可能會引發“水擊”事故。烘筒在較低速度旋轉時，由于多凝結水的積存，將明顯地表現出“動不平衡”，織物在烘筒上易起縐。由上述，所以必須在工藝過程中，及時地排除凝結水，同時又必須防止蒸汽大量泄漏。因此應當在每一臺熱交換設備上，按凝結水生成量和設備排水口的壓力大小，以及排水口接口規格選用合適的優質疏水閥，確保設備熱交換的正常運行。


每臺1800mm幅寬三柱圓筒烘燥機（三十六只筒）的耗汽480kg/h，全年按6000h工作計，耗蒸汽2880t。


凝結水無泵背壓回收，其經濟效益主要有以下三個方面：


每臺1800mm幅寬三柱烘筒烘燥機如前所述用蒸汽2880t，每噸蒸汽100元計。


（1）應用“李氏”牌疏水閥，比其它疏水閥節汽5%，則年節省蒸汽144t，折算14400元;


（2）若回收的溫度為85℃，與20℃常溫水比較，每100噸高溫水的熱焓與10噸0.2Mpa飽和蒸汽熱焓相當。故回收2880*0.95=2736t凝結水，相當于節汽270t蒸汽，折算27000元。


（3）回收凝結水減少了自來水及排污開支，以每噸用水5元計，則年節支13680元。


以上三項合計，凝結水回收效益每年為55080元。


凝結水無泵背壓回收系統的投資，約4個月運行后凝結水回收效益應可回報。


“李氏”牌UFO式疏水閥有一應用實例如下：排放的凝結水經過10m左右的水平埋地管，接著垂直拔高至5.7m，再經108 m的水平架空管直接自流到鍋爐間，節省了常用的蓄水池及提升裝置，實現“無泵”回收凝結水，輸送管網中凝結水全封閉流動更有利環璋保護。該疏水閥能做到如此正常排水、遠距離高水柱輸送，原因是其高背壓率≥85%所致。


4.2 刪除圓筒烘燥機的濕——濕工藝


三柱圓筒烘燥機全年6000小時工作消耗蒸汽2880t，如若不用烘燥的話，按100元／t蒸汽計就有28.8萬元的節支。可行否？回答：肯定可行！