俞東芳，陳麗君，林成淼

（浙江省發(fā)展規(guī)劃研究院，浙江杭州310012）

合成革行業(yè)循環(huán)化改造路徑研究

俞東芳，陳麗君，林成淼

（浙江省發(fā)展規(guī)劃研究院，浙江杭州310012）

合成革是高分子化工行業(yè)中的新材料，質(zhì)地柔軟，外觀美麗，耐磨損，耐老化，是天然皮革的理想替代品，應(yīng)用廣泛。然而現(xiàn)有合成革制造過(guò)程中，產(chǎn)生大量DMF（二甲基甲酰胺）、二甲胺等有機(jī)廢氣無(wú)組織排放，環(huán)境污染嚴(yán)重。從設(shè)備蒸汽化改造、有機(jī)廢氣回收處理系統(tǒng)、高溫廢氣熱量回收系統(tǒng)、系統(tǒng)自動(dòng)化改造、生產(chǎn)線改造等5個(gè)方面，梳理合成革行業(yè)循環(huán)化改造方案，從源頭減少環(huán)境污染物產(chǎn)生，推動(dòng)合成革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，綠色增長(zhǎng)。

合成革；循環(huán)化；廢氣；環(huán)境；轉(zhuǎn)型

隨著世界人口的增長(zhǎng)和各國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類(lèi)對(duì)皮革的需求成倍增長(zhǎng)，動(dòng)物原皮資源卻出現(xiàn)全球性匱乏，加工成本迅速提升并伴以嚴(yán)重的環(huán)境污染，導(dǎo)致了天然皮革不能滿(mǎn)足人們的正常需求，合成革的問(wèn)世和發(fā)展彌補(bǔ)了天然皮革在數(shù)量上的不足[1]，合成革具有耐磨、防水、透氣、耐老化、質(zhì)地柔軟、外觀美麗的特點(diǎn)[2]，隨著技術(shù)水平的不斷提高，聚氨酯合成革越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于制鞋、服裝、箱包、文體用品、家具、汽車(chē)等領(lǐng)域，具有巨大的市場(chǎng)空間和潛力。但由于傳統(tǒng)合成革產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)單依靠規(guī)模擴(kuò)張，缺乏重視污染治理，三廢污染、能源資源消耗大等問(wèn)題突出，引起廣泛爭(zhēng)議。

1 合成革循環(huán)化改造的意義

1.1 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重大舉措

面對(duì)資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴(yán)峻形勢(shì)，十八大報(bào)告明確提出“必須樹(shù)立尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位，融入經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)各方面和全過(guò)程”。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略部署的重大舉措。通過(guò)循環(huán)化改造，推動(dòng)合成革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，重點(diǎn)推進(jìn)水性合成革替代油性合成革升級(jí)改造、能量梯級(jí)利用、廢棄物資源化利用，以及集中供熱等資源共享和公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)，全面提高合成革產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平。

1.2 合成革循環(huán)化改造有利于提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力

隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和人們生活水平的提高，發(fā)達(dá)國(guó)家相繼提出了“綠色革命”的概念，并且開(kāi)始采取措施，促進(jìn)生態(tài)型產(chǎn)品和環(huán)保型生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和推廣，如歐盟、美國(guó)、日本對(duì)產(chǎn)品的安全、衛(wèi)生和對(duì)環(huán)境的影響要求越來(lái)越高，紛紛頒布法令法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定各類(lèi)產(chǎn)品必須符合生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)才許可進(jìn)入本國(guó)市場(chǎng)，生態(tài)產(chǎn)品已代表當(dāng)今全球生產(chǎn)和消費(fèi)的新潮流。通過(guò)對(duì)合成革產(chǎn)業(yè)的循環(huán)化改造，提高產(chǎn)品“綠色”屬性，有助于提高產(chǎn)品單價(jià)，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研，水性合成革比油性合成革價(jià)格高出4倍左右，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。企業(yè)通過(guò)循環(huán)化改造，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，有利于企業(yè)推進(jìn)提升合成革生產(chǎn)技術(shù)水平、提高產(chǎn)品技術(shù)含量，推進(jìn)生產(chǎn)原料的高值化利用，在減少?gòu)U棄物產(chǎn)生量的同時(shí)，提高資源產(chǎn)出率，增強(qiáng)企業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。

2 合成革行業(yè)循環(huán)化改造方案

2.1 設(shè)備蒸汽化改造

設(shè)備蒸汽化改造包括鍋爐煤改蒸汽和精餾塔改造。

2.1.1 鍋爐煤改蒸汽

合成革企業(yè)用熱設(shè)備主要為各生產(chǎn)線燙平輪、烘箱、直涂機(jī)、三版印刷機(jī)、連續(xù)揉紋機(jī)等。目前由企業(yè)自身燃煤導(dǎo)熱油鍋爐供應(yīng)，可以將燃煤鍋爐改造為集中供熱，將用熱設(shè)備的傳熱介質(zhì)由導(dǎo)熱油改為水蒸汽?，F(xiàn)有導(dǎo)熱油爐的供油溫度在230℃左右，回油溫度在210℃左右。導(dǎo)熱油通過(guò)導(dǎo)熱油空氣換熱器用來(lái)加熱空氣，熱空氣用來(lái)物料的烘干，熱空氣的溫度一般為160℃左右，低溫低壓蒸汽即能滿(mǎn)足此需求。

2.1.2 精餾塔改造

煤改蒸汽后，由于溫度降低，原有精餾效果將達(dá)不到要求，也需要同步改造。如企業(yè)若目前由1臺(tái)導(dǎo)熱油鍋爐對(duì)精餾塔進(jìn)行供熱，導(dǎo)熱油出油溫度260℃、回油溫度230℃。其采用四塔三效工藝，其中T101為一級(jí)脫水塔，T102為二級(jí)脫水塔，T103為精餾塔，T104為脫酸塔。則技改后，將采用五塔四效工藝，其中T101為一級(jí)脫水塔，T102為二級(jí)脫水塔，T103為三級(jí)脫水塔，T104為精餾塔，T105為脫酸塔。

2.1.3 配套計(jì)量設(shè)備

計(jì)量設(shè)備的精確性將有助于企業(yè)節(jié)約能源，目前大部分合成革企業(yè)一級(jí)計(jì)量?jī)x表基本符合要求，但缺少對(duì)次級(jí)用能單位的二級(jí)計(jì)量及主要用能設(shè)備的三級(jí)計(jì)量。對(duì)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》（GB17167-2006）和地方有關(guān)規(guī)定可知，企業(yè)需完善二級(jí)、三級(jí)計(jì)量。

2.2 有機(jī)廢氣回收處理系統(tǒng)

由于合成革生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生了諸多無(wú)組織排放的有機(jī)廢氣，如DMF（二甲基甲酰胺）、二甲胺等，使得廠區(qū)內(nèi)常年臭味難聞。通過(guò)對(duì)有機(jī)廢氣的回收處理，減少無(wú)組織有機(jī)廢氣排放，可以極大地改善廠區(qū)環(huán)境和大氣污染程度。有機(jī)廢氣回收處理系統(tǒng)包括生產(chǎn)線密封改造和有機(jī)廢氣處理裝置。生產(chǎn)線改造主要是對(duì)烘箱、涂覆區(qū)域等生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用包圍型或密封型裝置。有機(jī)廢氣處理裝置可采用高效三循環(huán)DMF廢氣回收裝置+光氧等離子廢氣凈化方案，廢氣經(jīng)噴淋回收后，經(jīng)光催化氧化處理設(shè)備進(jìn)行分解凈化，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣去除率≥90%。

2.3 高溫廢氣熱量回收系統(tǒng)

皮革的烘干處理是皮革制造加工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，在工序中烘箱內(nèi)通入新鮮空氣并進(jìn)行加熱，利用加熱后的空氣來(lái)烘干制品，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)排風(fēng)機(jī)排出。而廢氣中還留有大量的熱能（濕法約160℃、干法約120℃），若不進(jìn)行回收利用就會(huì)造成熱能的損失和浪費(fèi)，而且廢氣溫度高造成后續(xù)噴淋回收效率不高。改造可在烘箱頂部設(shè)計(jì)具有熱能回收、自動(dòng)過(guò)濾、換熱、壓力輸送等功用的工藝處理系統(tǒng)，系統(tǒng)可有效降低發(fā)熱設(shè)備的能源消耗，達(dá)到熱能二次利用的有益效果。

2.4 系統(tǒng)自動(dòng)化改造

系統(tǒng)自動(dòng)化改造包括干法生產(chǎn)線自動(dòng)化配料系統(tǒng)、濕法半自動(dòng)化配料系統(tǒng)和自動(dòng)涂臺(tái)系統(tǒng)改造，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)化改造可以極大地加快生產(chǎn)線效率，減少原材料損失浪費(fèi)，解決人工來(lái)操作放料閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，減少有機(jī)溶劑揮發(fā)造成空氣污染的問(wèn)題。

2.5 生產(chǎn)線改造

對(duì)合成革產(chǎn)業(yè)行業(yè)，目前生產(chǎn)線改造主要是將油性生產(chǎn)線改造成更加環(huán)保的生產(chǎn)線，如水性生產(chǎn)線或者無(wú)溶劑型生產(chǎn)線。

2.5.1 油性生產(chǎn)線改水性生產(chǎn)線

油性生產(chǎn)線改水性生產(chǎn)線，浸漬貝斯生產(chǎn)是一致的，只需增加涂臺(tái)并延長(zhǎng)烘箱，并在每節(jié)烘箱內(nèi)增加微波干燥裝置。

2.5.2 油性生產(chǎn)線改無(wú)溶劑型生產(chǎn)線

無(wú)溶劑聚氨酯合成革制造技術(shù)是近期快速發(fā)展的一種全新工藝，這種工藝所采用的原料不是聚合物，而是將2種或2種以上的液態(tài)聚氨酯預(yù)聚物，以一定比例分別輸送到混合頭在加壓下混合均勻，并立即注射在基材上，通過(guò)刮涂的方式涂布成膜，然后進(jìn)人烘道，此時(shí)液態(tài)預(yù)聚物之間的反應(yīng)迅速進(jìn)行，聚合物分子質(zhì)量急劇增加，以極快的速度生成含有新的特性基團(tuán)結(jié)構(gòu)的聚氨酯，直到完成最后的熟化成型。油性干法生產(chǎn)線改造為無(wú)溶劑生產(chǎn)線，不需要增加廠房建設(shè)，只需對(duì)原有PU干法生產(chǎn)線涂臺(tái)、烘箱、貼合及配料裝置進(jìn)行技術(shù)改造。

3 循環(huán)化改造效果

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)合成革行業(yè)的循環(huán)化改造，建設(shè)技術(shù)含量高、環(huán)境污染小、投資回報(bào)高的技術(shù)方案，通過(guò)減少有機(jī)溶劑投入、增加原料利用效率、減少污染物排放、降低企業(yè)部分運(yùn)營(yíng)成本和環(huán)境治理成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)過(guò)測(cè)算，一般企業(yè)進(jìn)行循環(huán)化改造，投資回報(bào)期為6~8年。

3.2 環(huán)境效益

通過(guò)推進(jìn)合成革設(shè)備煤改蒸汽，配套高溫廢熱回收，促進(jìn)能量系統(tǒng)效率提升，減少企業(yè)自備燃煤鍋爐耗煤；建設(shè)自動(dòng)配料系統(tǒng)，減少物料損耗；通過(guò)油性革的水性化和無(wú)溶劑化改造，從源頭減少DMF等有機(jī)廢物的產(chǎn)生；通過(guò)增設(shè)有機(jī)廢氣收集裝置，建設(shè)負(fù)壓吸收系統(tǒng)，增設(shè)噴淋塔，提高有機(jī)廢氣的收集效率，減少有機(jī)廢氣排放。合成革行業(yè)循環(huán)化改造后，蒸汽完全替代煤炭使用，相應(yīng)地可以減少二氧化硫、氮氧化物、煙塵等的排放，同時(shí)極大地減少了DMF、VOC等有機(jī)廢氣排放。

3.3 社會(huì)效益

通過(guò)循環(huán)化改造，推廣應(yīng)用水性樹(shù)脂，利用清潔生產(chǎn)技術(shù)替代傳統(tǒng)的合成革制造技術(shù)，從根本上消除有機(jī)廢氣的污染，進(jìn)而可以打破有機(jī)廢氣環(huán)境容量的瓶頸，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的清潔生產(chǎn)，促進(jìn)區(qū)域廢棄物減量化、無(wú)害化及資源化，實(shí)現(xiàn)合成革產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，打造生態(tài)工業(yè)園區(qū)。

[1]徐徐，徐敬楚.中國(guó)合成革行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐探析[J].今日科苑，2009(12)：1 671-4 342.

[2]王春能.中國(guó)合成革行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析[C].溫州:2006合成皮革行業(yè)論壇暨ChinaPU聚氨酯樹(shù)脂及原料市場(chǎng)論壇，2006.

Research on the path of recycling transformation of the synthetic leather industry

YU Dongfang,CHEN Lijun,LIN Chengmiao
（Zhejiang Development&Planning Institute,Hangzhou 310012,China）

Synthetic leather is a new material in polymer chemical industry.It has the advantages of soft texture, beautiful appearance,wear resistance and aging resistance.It is an ideal substitute for natural leather and widely used. However,the existing synthetic leather manufacturing process produces a lot of DMF,methylamine and other organic waste gas emissions,resulting in serious environmental pollution.This article expresses the synthetic leather recycling transformation plan from the following five aspects:coal to steam of the heating equipment,recycling system of the organic waste gas,high-temperature exhaust heat recovery system,system automation,and the production line transformation.Through this transformation,it can reduce environmental pollution from the sources,promote the industry and upgrade its green growth.

synthetic leather;recycling;waste gas;environment;transformation

X794

A

1674-0912（2017）05-0018-03

2017－03－17）