摘 要 文章根據圓筒烘燥機及熱風烘燥機的熱平衡測定，論述了提高熱能利用水平的諸多實用方案：烘前織物的少含水，烘房20%濕度的控制，蒸汽凝結水無泵高背壓的的回收應用，落布回潮率控制防止過烘，應用多功能導布輥的脫水，節能效果明顯。
關鍵詞 染整；生產；濕度；烘燥；節能；回潮率；低給液；脫水；控制
1 前 言
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
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
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%
（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：
（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
（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！
某廠成功地利用酶的專一性，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℃，汽蒸時間1h,pH值10-11。
該廠采用三步法處理棉織物，退漿率達到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、強度皆達標。
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)。
工藝處方及有關工藝條件同三步法，所不同的是將三步流程中的三臺三柱圓筒烘燥機刪去，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，可根據不同織物，在重軋車脫水后，維持化學品總量不變，實施100%-150%均勻透芯、給液。
退、煮、漂三步兩流程濕——濕工藝中的濕布，可供后續實施濕布絲光工藝。
5 熱風拉幅機和熱風烘燥機的節能
在熱風拉幅機及熱風烘燥機中，
E0=KVn(Td-Tw)
式中：E0——在機速度恒速時的蒸發率；
K——噴咀特性系數；
V——噴風速度；
n——速度系數；
Td——噴風的干球溫度；
Tw——氣氛的濕球溫度。
影響拉幅機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于織物運動的方向。在設計設備及選用設備時應注意。
（1）速度系數，噴氣方向垂直于織物，式1中n=0.37;平行氣流n=0.80；當烘房具有垂直氣流兼有平行氣流時n=0.37~0.80。
（2）噴咀覆蓋系數（JCF）噴咀的整個橫截面與其烘燥的織物總面積相比，稱為噴咀覆蓋系數，一般拉幅機上JCF取4%。蒸發率與總噴咀的橫截面積成正比。
（3）噴氣溫度 蒸發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率。
拉幅機前幾節烘房采用高溫噴氣，織物在恒速烘燥段，干球溫度150℃，烘房介質20%濕度時，濕球溫度約為65℃（Td-Tw值大），烘燥效率高節能；織物烘燥至臨界含水率，進入降速烘燥段，此時織物溫度陡增能達到干球溫度，為防止織物受損，應按工藝降溫。
（4）噴氣濕度 由Td-Tw可知，Tw明顯影響烘燥效率，Tw小，介質濕度低，補充新鮮空氣的加熱能耗高；Tw大，介質濕度高，補充新鮮空氣的加熱能耗低。因此，烘房內最佳濕度烘燥節能的重要指標。通用式如下。
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