![]()
纸机干燥部湿热废气余热回收与治理工程
项目背景
某新闻纸生产企业拥有幅宽8米、车速1800米/分钟的高速纸机,干燥部采用多烘缸干燥方式,配备密闭气罩和通风系统。干燥过程中产生大量高温高湿废气,温度约85℃,相对湿度接近饱和,风量高达240000m³/h。这部分废气直接排放不仅造成巨大的热能浪费,年损失热量折合标煤约8000吨,而且高温高湿气体在排放口形成明显白烟,影响厂区视觉环境。冬季气温低时,白烟现象尤为严重,引起周边居民关注。企业决定实施余热回收与废气治理相结合的综合改造。
废气特性与热能分析
纸机干燥部废气的主要特点是温度较高、湿度大、含少量纸毛和粉尘。废气中水蒸气含量约为0.35kg/kg干空气,焓值较高,余热回收潜力巨大。废气中含有少量从纸幅中挥发出来的有机物,主要是纸张中残留助剂的热分解产物,浓度较低但具有轻微异味。废气含尘浓度约为50mg/m³,主要为纸纤维粉尘。
通过热平衡计算,干燥部废气带走的热量占纸机总蒸汽耗量的25%至30%。以该企业为例,每小时废气带走的热量约为28GJ,相当于7.8吨标准煤的发热量。若能回收其中60%的热量,年节约标煤可达4800吨,节能效益显著。
余热回收系统设计
余热回收系统采用"气气换热器+热泵辅助"的组合方案。首先在密闭气罩排风管道上设置板式气气换热器,利用高温废气预热进入气罩的新鲜空气。换热器采用铝箔波纹板结构,具有传热效率高、重量轻、耐腐蚀的特点。设计换热效率为55%,可将常温新鲜空气预热至50℃以上,减少干燥部蒸汽消耗约15%。
为进一步提高热能利用效率,在气气换热器后设置热泵系统。热泵以电力驱动,从低温废气中吸收热量,提升温度后用于加热工艺用水或供暖。采用高温水源热泵,可将水温提升至60℃以上,满足车间供暖和纸机白水加热的需求。热泵性能系数达到4.5以上,即消耗1份电能可获得4.5份热能,节能效果显著。
余热回收后的废气温度降至45℃左右,仍含有较高水分。为消除白烟现象,设置冷凝除湿装置。通过间接冷却方式,将废气温度降至露点以下,使水蒸气冷凝析出。冷凝水经收集处理后回用于生产,既消除白烟又实现水资源回收。除湿后的废气经除雾后排放,视觉观感明显改善。
废气净化处理
虽然干燥部废气污染物浓度较低,但为满足日益严格的环保要求和消除异味,设置净化处理装置。采用"干式过滤+活性炭吸附"的组合工艺。
干式过滤器设置两级过滤,第一级为G4级初效过滤,去除大部分纸毛和大颗粒粉尘;第二级为F7级中效过滤,去除细小颗粒物,保护后续活性炭吸附装置。过滤器设置压差监测,达到设定压差时自动报警提示更换滤料。
活性炭吸附装置采用蜂窝状活性炭填充,比表面积大,吸附效率高。针对废气中低浓度有机异味物质,活性炭吸附效率可达80%以上。设置两组吸附单元,一用一备,当一组活性炭饱和后切换至另一组运行,饱和活性炭送专业厂家再生处理,实现循环利用。在活性炭装置后设置末端精滤,防止活性炭粉尘带出。
系统整合与智能控制
将余热回收系统与废气净化系统进行有机整合,统一纳入纸机控制系统。根据纸机运行速度、产量、蒸汽压力等参数,自动调节气罩排风量、换热器旁通风门、热泵运行功率等,实现系统最优化运行。设置能量计量装置,实时监测余热回收量和节能效益。
在气罩设计方面,优化排风与送风的匹配关系,维持气罩内微负压状态,既保证湿热气体有效排出,又避免过多冷空气吸入增加热负荷。采用变频风机,根据纸机运行状态自动调节风量,降低电耗。
实施效果与效益分析
项目投运后,取得了显著的节能和环保效益。年回收热量折合标煤约5200吨,按标煤价格800元/吨计算,年节约燃料费用约416万元。热泵系统年耗电量约180万度,按电价0.6元/度计算,年用电费用108万元。扣除运行成本后,年净节约费用约280万元,项目投资回收期约为3年。
环保方面,废气排放温度降低,白烟现象基本消除,厂区视觉环境明显改善。颗粒物排放浓度降至10mg/m³以下,异味投诉降为零。冷凝水年回收量约8万吨,节约水费和污水处理费约40万元。项目获得省级节能专项资金支持,并被评为行业节能减排示范项目。
技术推广意义
该案例展示了造纸行业低温余热回收利用的成功实践。纸机干燥部废气余热是造纸过程中最大的低温余热源,回收利用潜力巨大。气气换热与热泵技术的组合应用,实现了不同品位热能的梯级利用,提高了能源利用效率。该项目的经验对于推动造纸行业绿色低碳发展具有重要的借鉴意义。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.