前言
冷却水是指在纺织染整生产过程用于降低设备、染浴、布料或染物温度时所使用的水。在这里所讲的冷却水都是指用于纺织染整生产中的冷却用水,不包括用于环保设施或其他公共设备冷却的水量,例如,锅炉、发电机和空压机等等的冷却水。
在染整生产中,冷却水的用量仅少于水洗水量,位居染整生产用水量的第二位。冷却水在使用过程有着不同的冷却方式,导致冷却水用后的水量或水质都有较大的差异。冷却水用后水质的差异会影响到冷却水重复利用的方式和重复利用的效果。
要降低染整生产的水耗就必须做好冷却水的重复利用,要做好冷却水的重复利用就必须要认真分析冷却水的水质等特点,同时,还需要分析和确定再次使用的工况情况。
1.冷却水
1.1冷却水的形式
1.1.1直接冷却
冷却水的直接冷却是将室温或低温的水直接加入到染浴或水洗槽中,用于冷却染浴或水浴。在纺织印染生产中,只有少量的局部的冷却属于直接冷却。例如,将冷却水直接加入到染色机进行冷却、烧毛机中烧毛后织物直接进入水槽降温。
在直接冷却过程中,使用后的冷却水水质会发生一定的变化,部分直接冷却水是无法重复利用。
1.1.2间接冷却
冷却水的间接冷却是指利用热交换器或其他的设备将需要降温的物质与冷却水进行不接触的方式进行热交换。在纺织染整生产中,大多数的冷却都是以间接的方式进行冷却。例如,染色机的降温冷却、烧碱溶解降温等等都是属于间接冷却。
间接冷却时,冷却水不直接接触被冷却物质,使用后水质不会发生变化。在实际工作中,冷却水在使用后水质有可能发生变化。例如,在染色机降温冷却中,如果热交换器发生穿孔时,染液就可以进入到冷却水,导致冷却水水质变差。使用后的冷却水在收集和存储过程中也有影响水质变化的因素。
1.2冷却水应用案例
部分常见的冷却水应用案例可以见表1.。
表1.部分常见的冷却水使用案例
序号 |
实例 |
冷却方式 |
备注 |
1 |
染色机降温冷却 |
间接冷却 |
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2 |
烧毛机滚筒降温 |
间接冷却 |
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3 |
染料或助剂溶解时降温 |
间接冷却 |
用水冷却盛溶液的容器 |
4 |
直接冷却 |
冷却水加入到容器中 |
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5 |
烧毛机织物降温冷却 |
直接冷却 |
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从表1可见,冷却水应用的范围不是太多。由于染色机降温所需要的冷却水水量是很大的,导致冷却水在染整生产过程中所占的比例较大。以染色机1:5的浴比为例,从将染浴温度为130℃降到80℃,1吨织物所需要的冷却水量不少于8吨。
2.冷却水的重复利用
2.1染色机冷却水的重复利用
染色机冷却水的重复利用是最要的重复水量之一。染色机冷却水的重复利用具有多种形式。各种不同的形式具有各自的优点和缺陷。
2.1.1集中收集回用
将冷却水集中收集后再回用,这是最常用的行之有效的冷却水重复利用方式之一。其系统可见示意图1.。
对于图1需要说明的有:
< >在实际工作中,染色机常常是多台组成的。在部分企业中,蓄水池不仅仅收集冷却水,也收集冷凝水。图1中的重复水量属于串联水量,计量水表应安装在蓄水池的出口处。要达到较高的重复利用率需要建设较大的蓄水池。这不仅会增加投资成本,还会受到场地的限制。当染色机的热交换器出现泄漏时,冷却水的重复利用就受到限制。 若染色机保温,将会增大冷却水的水量,增大收集的难度。将染色机的冷却水收集后,建成一个独立的循环冷却系统。系统的示意图可见图2.。
图2的最大的优点是冷却效率高,水利用效率较高,尤其是适合用于染色机保温的情况。该方法最大的缺点是能耗较高,不仅损失了冷却水的热能,还需要增加冷却塔和输送过程的电耗。
独立冷却系统重复水量是循环水量。计量的水表应该安装在冷却塔出水口。
2.1.3冷却和工艺用水相结合
该方法是将染色机冷却水使用后直接加入到染色机中,既直接冷却染液,也是作为织物染后的水洗。过程示意图可见图3.。
以这种方式的重复利用属于串联水量,具有利用效率高、操作简单以及所需要的设施较少等优点。但是也存在一定缺点,需要染色机能够满足冷却水打入的要求,同时,还必须与相应的工艺可以配备。
2.2烧毛机冷却水的重复利用
2.2.1滚筒的冷却水重复利用
烧毛机在运行过程中需要在烘筒中加水冷却。所产生的冷却水水量较小,冷却后的水质基本上是不变的,可以循环使用。部分企业认为该处的水量较小,没有引起足够的认识,没有重复利用。
2.2.2织物冷却水重复利用
烧毛机在运行中经过烧毛的织物表面温度较高,有时还带有火星,需要用水直接冷却。使用后的冷却水水质会变差,需要经过过滤或少许处理后再次利用。
2.3染化助剂冷却水的重复利用
在一些情况下,染化助剂的溶解需要冷却,例如,在浆染纱时溶解烧碱需要冷却降温,通常是用间接冷却的方式,将水浇洒在容器的表面达到冷却溶液的目的。浇洒的水可以回收再重新利用。也有的时后是用直接降温的方式冷却溶液,即在溶液中直接接入水达到冷却的目的。在直接冷却时需要考虑到对染浴增加水量的影响。
2.4冷却水的重复利用
冷却水,尤其是间接冷却的水,在使用后的水质变化不大,可以有多种的重复利用的方式,表2是整理的部分重复利用方式。
表2.常见的冷却水的重复利用
序号 |
用途 |
要求 |
备注 |
1 |
作为染色机冷却水再次使用 |
水温要低,水质要求不高 |
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2 |
作为各工序的工艺用水再次使用 |
水质要符合工序用水要求 |
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3 |
作为废气处理的喷淋用水 |
水质有一定的要求 |
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4 |
作为设备和场地的清洁用水 |
无特殊的要求 |
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5 |
作为车间卫生清洁用水 |
无特殊的要求 |
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从表2可见,冷却水重复利用还是较广泛的。
3.提高冷却水利用效率的途径
在染整生产中,冷却水的水量比例为第二位。要降低生产取水量或用水量就需要提高冷却水利用效率。
3.1减少冷却水的用量
减少冷却水的用量是提高冷却水利用效率的一个方面。减少冷却水的用量最主要的是要提高冷却水的重复利用率。例如,染色机冷却水集中收集再利用时,有许多因素会影响到冷却水的重复利用率,部分情况下冷却水重复利用率较低;而使用独立的冷却系统的方式,冷却水的重复利用率较高,所消耗的冷却水用量较少。
3.2提高冷却效率
要使到冷却水的用量较低的方法之一就是提高冷却水的冷却效率。当冷却水的温度越低冷却效率越高。通过冷却塔的使用可以降低冷却水的水温,但是,需要增加部分能耗。
3.3冷却水的水源
提高冷却水利用效率的另一层含义是要降低冷却水的使用成本。用达标废水代替新鲜水作为冷却水,不仅可以提高水的回用率和重复利用率,也可以降低冷却水的成本。
3.4重视冷却水的重复利用
在某些情况下,所使用的的冷却水的水量较少以及设备之间相隔距离较远,人们可能不太重视这种情况下的冷却水重复利用。因此,要提高冷却水的重复利用率需要做好每一处冷却水的回收和再用。