合成革行業循環化改造路徑研究

俞東芳，陳麗君，林成淼

（浙江省發展規劃研究院，浙江杭州310012）

合成革行業循環化改造路徑研究

俞東芳，陳麗君，林成淼

（浙江省發展規劃研究院，浙江杭州310012）

合成革是高分子化工行業中的新材料，質地柔軟，外觀美麗，耐磨損，耐老化，是天然皮革的理想替代品，應用廣泛。然而現有合成革制造過程中，產生大量DMF（二甲基甲酰胺）、二甲胺等有機廢氣無組織排放，環境污染嚴重。從設備蒸汽化改造、有機廢氣回收處理系統、高溫廢氣熱量回收系統、系統自動化改造、生產線改造等5個方面，梳理合成革行業循環化改造方案，從源頭減少環境污染物產生，推動合成革產業轉型升級，綠色增長。

合成革；循環化；廢氣；環境；轉型

隨著世界人口的增長和各國經濟的快速發展，人類對皮革的需求成倍增長，動物原皮資源卻出現全球性匱乏，加工成本迅速提升并伴以嚴重的環境污染，導致了天然皮革不能滿足人們的正常需求，合成革的問世和發展彌補了天然皮革在數量上的不足[1]，合成革具有耐磨、防水、透氣、耐老化、質地柔軟、外觀美麗的特點[2]，隨著技術水平的不斷提高，聚氨酯合成革越來越廣泛地應用于制鞋、服裝、箱包、文體用品、家具、汽車等領域，具有巨大的市場空間和潛力。但由于傳統合成革產業簡單依靠規模擴張，缺乏重視污染治理，三廢污染、能源資源消耗大等問題突出，引起廣泛爭議。

1 合成革循環化改造的意義

1.1 發展循環經濟是推進生態文明建設的重大舉措

面對資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢，十八大報告明確提出“必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念，把生態文明建設放在突出地位，融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程”。發展循環經濟是推進生態文明建設戰略部署的重大舉措。通過循環化改造，推動合成革產業轉型升級，重點推進水性合成革替代油性合成革升級改造、能量梯級利用、廢棄物資源化利用，以及集中供熱等資源共享和公共服務設施建設，全面提高合成革產業的發展水平。

1.2 合成革循環化改造有利于提高企業競爭力

隨著科學技術進步和人們生活水平的提高，發達國家相繼提出了“綠色革命”的概念，并且開始采取措施，促進生態型產品和環保型生產技術的發展和推廣，如歐盟、美國、日本對產品的安全、衛生和對環境的影響要求越來越高，紛紛頒布法令法規和強制性標準，明確規定各類產品必須符合生態標準才許可進入本國市場，生態產品已代表當今全球生產和消費的新潮流。通過對合成革產業的循環化改造，提高產品“綠色”屬性，有助于提高產品單價，經市場調研，水性合成革比油性合成革價格高出4倍左右，具有較大的經濟效益。企業通過循環化改造，改進生產工藝，有利于企業推進提升合成革生產技術水平、提高產品技術含量，推進生產原料的高值化利用，在減少廢棄物產生量的同時，提高資源產出率，增強企業產品市場綜合競爭能力。

2 合成革行業循環化改造方案

2.1 設備蒸汽化改造

設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

合成革企業用熱設備主要為各生產線燙平輪、烘箱、直涂機、三版印刷機、連續揉紋機等。目前由企業自身燃煤導熱油鍋爐供應，可以將燃煤鍋爐改造為集中供熱，將用熱設備的傳熱介質由導熱油改為水蒸汽。現有導熱油爐的供油溫度在230℃左右，回油溫度在210℃左右。導熱油通過導熱油空氣換熱器用來加熱空氣，熱空氣用來物料的烘干，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，原有精餾效果將達不到要求，也需要同步改造。如企業若目前由1臺導熱油鍋爐對精餾塔進行供熱，導熱油出油溫度260℃、回油溫度230℃。其采用四塔三效工藝，其中T101為一級脫水塔，T102為二級脫水塔，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為一級脫水塔，T102為二級脫水塔，T103為三級脫水塔，T104為精餾塔，T105為脫酸塔。

2.1.3 配套計量設備

計量設備的精確性將有助于企業節約能源，目前大部分合成革企業一級計量儀表基本符合要求，但缺少對次級用能單位的二級計量及主要用能設備的三級計量。對比國家標準《用能單位能源計量器具配備和管理通則》（GB17167-2006）和地方有關規定可知，企業需完善二級、三級計量。

2.2 有機廢氣回收處理系統

由于合成革生產過程中，產生了諸多無組織排放的有機廢氣，如DMF（二甲基甲酰胺）、二甲胺等，使得廠區內常年臭味難聞。通過對有機廢氣的回收處理，減少無組織有機廢氣排放，可以極大地改善廠區環境和大氣污染程度。有機廢氣回收處理系統包括生產線密封改造和有機廢氣處理裝置。生產線改造主要是對烘箱、涂覆區域等生產環節采用包圍型或密封型裝置。有機廢氣處理裝置可采用高效三循環DMF廢氣回收裝置+光氧等離子廢氣凈化方案，廢氣經噴淋回收后，經光催化氧化處理設備進行分解凈化，實現達標排放，實現有機廢氣去除率≥90%。

2.3 高溫廢氣熱量回收系統

皮革的烘干處理是皮革制造加工過程中的重要環節，在工序中烘箱內通入新鮮空氣并進行加熱，利用加熱后的空氣來烘干制品，產生的廢氣經排風機排出。而廢氣中還留有大量的熱能（濕法約160℃、干法約120℃），若不進行回收利用就會造成熱能的損失和浪費，而且廢氣溫度高造成后續噴淋回收效率不高。改造可在烘箱頂部設計具有熱能回收、自動過濾、換熱、壓力輸送等功用的工藝處理系統，系統可有效降低發熱設備的能源消耗，達到熱能二次利用的有益效果。

2.4 系統自動化改造

系統自動化改造包括干法生產線自動化配料系統、濕法半自動化配料系統和自動涂臺系統改造，通過系統自動化改造可以極大地加快生產線效率，減少原材料損失浪費，解決人工來操作放料閥門的開關，減少有機溶劑揮發造成空氣污染的問題。

2.5 生產線改造

對合成革產業行業，目前生產線改造主要是將油性生產線改造成更加環保的生產線，如水性生產線或者無溶劑型生產線。

2.5.1 油性生產線改水性生產線

油性生產線改水性生產線，浸漬貝斯生產是一致的，只需增加涂臺并延長烘箱，并在每節烘箱內增加微波干燥裝置。

2.5.2 油性生產線改無溶劑型生產線

無溶劑聚氨酯合成革制造技術是近期快速發展的一種全新工藝，這種工藝所采用的原料不是聚合物，而是將2種或2種以上的液態聚氨酯預聚物，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，通過刮涂的方式涂布成膜，然后進人烘道，此時液態預聚物之間的反應迅速進行，聚合物分子質量急劇增加，以極快的速度生成含有新的特性基團結構的聚氨酯，直到完成最后的熟化成型。油性干法生產線改造為無溶劑生產線，不需要增加廠房建設，只需對原有PU干法生產線涂臺、烘箱、貼合及配料裝置進行技術改造。

3 循環化改造效果

3.1 經濟效益

對合成革行業的循環化改造，建設技術含量高、環境污染小、投資回報高的技術方案，通過減少有機溶劑投入、增加原料利用效率、減少污染物排放、降低企業部分運營成本和環境治理成本，具有較好的經濟效益，經過測算，一般企業進行循環化改造，投資回報期為6~8年。

3.2 環境效益

通過推進合成革設備煤改蒸汽，配套高溫廢熱回收，促進能量系統效率提升，減少企業自備燃煤鍋爐耗煤；建設自動配料系統，減少物料損耗；通過油性革的水性化和無溶劑化改造，從源頭減少DMF等有機廢物的產生；通過增設有機廢氣收集裝置，建設負壓吸收系統，增設噴淋塔，提高有機廢氣的收集效率，減少有機廢氣排放。合成革行業循環化改造后，蒸汽完全替代煤炭使用，相應地可以減少二氧化硫、氮氧化物、煙塵等的排放，同時極大地減少了DMF、VOC等有機廢氣排放。

3.3 社會效益

通過循環化改造，推廣應用水性樹脂，利用清潔生產技術替代傳統的合成革制造技術，從根本上消除有機廢氣的污染，進而可以打破有機廢氣環境容量的瓶頸，實現企業的清潔生產，促進區域廢棄物減量化、無害化及資源化，實現合成革產業轉型升級，打造生態工業園區。

[1]徐徐，徐敬楚.中國合成革行業循環經濟實踐探析[J].今日科苑，2009(12)：1 671-4 342.

[2]王春能.中國合成革行業循環經濟發展現狀及前景分析[C].溫州:2006合成皮革行業論壇暨ChinaPU聚氨酯樹脂及原料市場論壇，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）