[发明专利]一种印染烘干设备余热利用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热利用装置，特别涉及一种印染烘干设备余热利用装置。

背景技术

我国是世界印染大国，全国印染布匹产量占世界总产量的 1/3 以上，印染业为我国国民经济发展、财政收入、出口创汇和就业岗位作出了重大贡献。但是随着印染工业不断的发展，生产能耗高、废气排量大等问题也随之产生。据统计，我国印染企业单位产值的能耗量与发达国家相比，大约是发达国家的2.3 倍，而单位印染布的利润仅为发达国家的 3%左右。这就要求我国印染机械行业在确保所加工的纺织产品的品质不变或者进一步提高的前提下，向着节能、环保和智能化的方向发展。因此迫切需要针对印染过程进行研究，降低印染行业的能耗，减少排污，提升产品质量及其在国际市场的竞争力。

印染工艺流程较为复杂，一般包括前处理、水洗、染色、印花、烘燥和后整理等阶段，在烘燥工艺阶段中用到的最主要的设备是印染热定型机。每台热定型机一般由八或九节烘房串接而成，每个烘房的长度为 3-4 米，宽度为 4-5 米，体积近 40 立方米，整台定型设备体积庞大，动力源与热源数量众多，使得热定型阶段的能耗量占整个印染过程总能耗量的 1/3 以上，废气排放量占印染废气排放总量的 1/2 以上。以拥有 10 台印染热定型机的中等规模企业为例，仅定型工段的每年耗电量就达 2000 万度。而欧洲发达国家同等规模企业，由于采用先进的印染热定型设备及控制技术，其定型工段每年耗电量仅为我国的 62%左右，能耗差异巨大。同时，定型一般是整个印染过程的最后一道工序，故它还在很大程度上影响和决定着产品的质量与性能。因此，在节能、减排方面国产印染热定型机还有很多地方需要优化设计，开发新型节能环保印染热定型机和改进落后的印染热定型机是各印染企业和印染热定型机制造厂家当前的一项重要任务。针对以上问题，对印染热定型机各个部件的性能进行分析研究显得尤为重要，本文主要对当前印染热定型机烘房内的风道进行性能分析及结构优化，其目的是提高印染热定型机的热效率，实现印染热定型机的节能减排。

热定型工艺正是利用织物在潮湿状态下具有延展特性，在保持一定的拉伸力下，通过采用 180-220℃的高温热空气对其进行熨烫，从而调整经纱和纬纱在织物中的形态，消除织物内部的应力和高弹性形变，使高弹性形变转化为塑性形变，确保织物在新尺寸下稳定下来。其热定型的目的是去除织物在其加工制造过程中产生的皱痕，从而提高织物纤维的热稳定性。定型后织物整体的干燥均匀性、手感丰富性与残余收缩率、以及单位织物的定型能耗量，是衡量定型机性能的主要技术指标，它们既相互独立，又高度关联。其中干燥均匀性指标要求定型后织物在整个幅宽范围内的干燥程度保持一致；残余收缩率是指定型后织物经过类似高温煮洗前后尺寸的变化百分比，它与定型后织物的残余应力有关；而织物的手感丰富性则主要与织物的整体平整度、有无折痕等相关。

为满足上述性能要求，需要确保从烘房一侧鼓入的热空气经过喷嘴后在织物整个幅宽范围内形成稳定均匀的温度场，同时确保织物在整个定型过程中始终处于相对稳定的悬浮状态。定型效果与能耗量由机械、流体、热、湿度的相互作用结果共同决定：首先，热空气从烘房一侧到达另一侧是一个气流压力和流量递变的过程，织物所处温度场特性由风道及喷嘴的结构特征和布局共同决定；其次，热风经喷嘴作用到布面上形成的流场非常复杂，风道和喷嘴需采取特殊结构来抑制湍流现象，否则极易造成布面在幅宽范围内无规律震荡，增加织物残余应力、造成折痕或破坏布面平整性。若震荡中织物与风道直接接触，还会使织物局部过热而泛黄，影响定型效果。因此，定型机风道结构要尽量保证织物幅宽范围内的温度均匀性和经喷嘴吹向织物气流的稳定性。

如今，国內大多数造纸织物定型机都是直接由国外公司进口或国内外校企合作研制，定型机是聚酷织物生产中的关键设备，其原理就是利用化纤受热烙化的热塑性，加热并使纤维维持规定的形态和尺寸，在所需温度将织物拉幅拉宽至规定尺寸，然后快速冷却，使受热变化的纤维微结构逐渐凝固固定下来，从而织物的尺寸和形态达到稳定。定型工艺的本质是化学纤维大段分子链段的重排，并且消除了织物的内应力，但是由于这类自动化设备只有少数国外企业能够开发研制，因此技术垄断严重影响了我国纺织工业整体的进步发展。