涂料印花排气中火油蒸气回收利用的研究_生产现场_印花技术

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涂料印花排气中火油蒸气回收利用的研究

集萃印花网 2009-02-14

【集萃网观察】摘要：涂料印花排放的火油蒸气造成环境污染能源浪费，还可能引发火灾，长期以来还未引起重视未能研究解决．近来印度盂贾纺织研究协会对此作了系统研究，并开发回收利用的设备，取得了一定成效其经验可供参放。

关键词：涂料印花火油蒸气回收利用设备

1 前言

目前涂料印花大都还在应用乳化糊，或一般的合成增稠剂，色浆中往往加有火油，目的是为印花产品增加鲜艳和深度。印花生产过程中特别在烘、焙阶段，便会大量排出火油蒸气，进入大气中，造成：1．大量火油损失；2．影响车间及附近环境；3．对排出火油蒸气处理不当，有时还可能引发火灾。这个问题存在已久，未能引起重视，也无妥善解决方法。近来印度纺织研究协会(BTRA)在石油资源保护研究协会(PCRA)的资助下，对此作了较有系统的研究，并设计了回收利用设备，取得了较好的成效。今介绍其经验以供参考。

2 印度涂料印花耗用和排放火油的情况

据BTRA介绍，印度纯棉印花产品中大约50％应用涂料印花，全年消耗火油大约1.36亿升。表1列出了不同印花阶段的火油释出量(％)，可见接近90％的火油都排入大气中，其全年排放总量可高达1.22亿升。既浪费了大量能源，又污染了环境。

3 火油污染环境的情况

火油是碳氢化合物，如链烷烃尖、环烷烃类以及少量芳族类的混合物，通常包括有庚烷(C7H14)至16烷(C16H34)连同其衍生物。BTRA测定了所用火油试样的馏分：轻低馏分高达10％，主要为环庚烷和环辛烷；而主馏分得自131℃－205℃范围。

大量火油蒸气进入大气不仅对人类有害，且对附近动植物也不利。目前欧、美一些国家开始重视进入大气中的挥发性有机化合物的污染问题，并制订了各种限量规定。欧盟制订的碳氢化合物排入大气中的标准，其允许限量为每立方米排气35毫克碳氢化合物。

4 回收排气火油蒸气方法的探讨

BTRA通过初步研究，认为利用活性炭来吸附火油，测出其吸附速率太慢；且对较高馏分的吸附有限制；再生的炭的再活化费用昂贵等，应用此法不经济。又认为应用压缩和冷凝方法，成本也太高。

火油室温为液体，且与水不溶混。排气用水冷却到40℃时，火油和水便会分层，上层火油即可回收。因此，BTRA决定采用将排气直接接触水冷却的方法，认为此法经济有效。

5 BTRA的研究工作

5．1 研究目的

5．1．1 在涂料印花时含火油蒸气的排气进入大气前，较多量地回收其中的火油；

5．1．2 形成基本上清洁和极少污染的环境。

5．2回收设备设计依据

5．2．1 进入印花机烘燥单元前，低馏分火油已经损失；

5．2．2 印花排气中火油蒸气的百分率，根据织物幅宽、印花遮盖率、机速等，可能在0.2%－0.5%间变动。仔细控制排气中的火油蒸气百分率，不使冲淡到0.2%以下。

根据上述参数，设计了回收各种馏分的火油蒸气的系统，并建定了工业化应用设备。

5．3 回收设备的工作原理

回收设备应用了控制蒸气以及同水密切接触冷却蒸气的组合装置。备有电子操作的蒸气输入系统。传感器根据印花机烘燥单元内蒸气浓度，发出正确控制的电子信号，使排气风扇工作。将来自印花机烘燥单元120℃以上的火油蒸气，输入主要集气装置。集气装置和回收塔之间的压力差，将上述控制输入的火油蒸气导入回收塔。进入的火油蒸气通过喷头的喷淋水，其热量为水雾吸收。水分蒸发，因而热气被部分地冷却。于是，火油蒸气再经过特殊设计的隔板，同循环水密切接触，将其洗涤(scrub)。在此近乎80％的火油蒸气已被冷凝成微细液滴，形成油水混合物，收集在回收塔底。较微量的未冷凝的火油蒸气通过出口释放进入大气。塔顶备有除雾器堵塞物，以防水份随同空气流带出。此法保持进入空气在40℃以下。水平面控制器监控回收塔底的水平面，并通过电磁阀补充新鲜水。将用于冷却热火油蒸气的水冷却，并循环进入系统中。将油水混合物送到沉降槽，上层火油自动排入火油贮存槽。

根据生产性试验，此设备可将进入的火油蒸气80％有效地回收。一些可忽略的、不可冷凝的火油蒸气部分可能随空气通过出口排出去了。如用特殊方法将此部分排气冷却到25℃以下，虽然有可能加以回收，但费用很大。还是将此不可回收部分烧掉为宜，可以基本上没有污染。

6 回收设备生产性试验结果

印花生产时对回收设备进行了生产性试验，具体情况综述如下：

试验次数 10

制备印花色浆所用火油总量 1870升

印花机烘燥单元蒸发的火油量 1402升

设备回收的火油蒸气 1100升

从印花机烘燥单元的火油回收百分率 78.5％

制备印花色浆火油消耗总量中的火油回收百分率 58.8％

注：此试验结果中并未计入焙烘单元蒸发的火油量，以及此单元的火油回收百分率。

7 回收火油测定结果

发现从该设备所得回收火油的质量是优良的。同新鲜火油相比较的详情见表2。回收火油中没有较低馏分，因为此馏分在进入印花机烘燥单元前即已消失。其主馏分得自151℃－260℃范围。按照回收火油的评价，发现C7C8和部分C9并不存在于回收的碳氢化合物组分中。

可能不同来源的新鲜火油在组分方面的差类，会相应地改变回收火油的组分。应用50％回收火油同50％新鲜火油相混和，以作涂料印花，给出了良好的色泽和鲜艳的印花产品。

表2 新鲜火油和回收火油蒸馏情况的比较

8 BTRA回收设备的特征

将来自印花机的火油蒸气直接排送到回收设备，并无任何障碍。事实上，回收塔作用如同排气管/烟囱。设备有旁路装置，以便设备不操作时可用于气体的逸去。由于没有加热或溶出(Stripping)操作，操作安全。本设备是一个水洗涤系统。进水连续循环和回用，避免污水的排放。回收效率大约80％，火油蒸气散失程度极小。

设备不受污染，而且不会产生任何二次排出物。操作费用很少。此设备有可能用于处理纺织品染整理中的其他可被水冷凝而不会被水混溶的气体污染物。

9 结论

9．1 本回收设备对排气中火油蒸气的回收量是较高的，可达大约80％。根据本文第二节中所述印度用于涂料印花的火油耗量大约1．36亿升。通过本设备对排气中火油蒸气的回收，估计全年至少可以回收或节约火油7000万升(粗略地按照第六节中所列制备涂料印花色浆火油总耗量中的火油回收百分率58．8％计算（1．36亿升×58．8％）。长期应用，节约价值很大。

9．2 通过排气中火油蒸气的高效率回用，即可使空气污染降到很低程度，基本上做到清洁生产。

9．3 此项设备不会产生二次污染。

9．4 此项设备有可能用于处理纺织品染整的其他可被水冷凝而不与水混溶的气体污染物。

9．5 此项设备简便、实用、经济、有效，BTRA认为在印度尚属首创。事实上，很可能在以前各种文献中尚未见发表过有关涂料印花排气中火油蒸气回收利用方面的信息和资料。

9．6 我国棉和混纺品印花织物中应用涂料的比重不小，1990年深圳召开国际涂料应用技术讨论会时，即提出已达30％以上，今已过去十多年，其比重可能增长。因此，有利于回收火油，节约能源；有效地减少环境污染，搞好清洁生产；且可防止火情发生，我国在涂料印花生产中急需研究采用有效的回收排气中火油蒸气的设备，可以设想出各种方法，设计出各种设备，本文介绍的印度经验可供参考。

参考文献

Joseph Zacharia，“Development Of Thin Kerosene Vapour Recovery For Textile Fabric Printing”，印度《Colourage》2001年.6月.27－30页。

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