合成革行业循环化改造路径研究

俞东芳，陈丽君，林成淼

（浙江省发展规划研究院，浙江杭州310012）

合成革行业循环化改造路径研究

俞东芳，陈丽君，林成淼

（浙江省发展规划研究院，浙江杭州310012）

合成革是高分子化工行业中的新材料，质地柔软，外观美丽，耐磨损，耐老化，是天然皮革的理想替代品，应用广泛。然而现有合成革制造过程中，产生大量DMF（二甲基甲酰胺）、二甲胺等有机废气无组织排放，环境污染严重。从设备蒸汽化改造、有机废气回收处理系统、高温废气热量回收系统、系统自动化改造、生产线改造等5个方面，梳理合成革行业循环化改造方案，从源头减少环境污染物产生，推动合成革产业转型升级，绿色增长。

合成革；循环化；废气；环境；转型

随着世界人口的增长和各国经济的快速发展，人类对皮革的需求成倍增长，动物原皮资源却出现全球性匮乏，加工成本迅速提升并伴以严重的环境污染，导致了天然皮革不能满足人们的正常需求，合成革的问世和发展弥补了天然皮革在数量上的不足[1]，合成革具有耐磨、防水、透气、耐老化、质地柔软、外观美丽的特点[2]，随着技术水平的不断提高，聚氨酯合成革越来越广泛地应用于制鞋、服装、箱包、文体用品、家具、汽车等领域，具有巨大的市场空间和潜力。但由于传统合成革产业简单依靠规模扩张，缺乏重视污染治理，三废污染、能源资源消耗大等问题突出，引起广泛争议。

1 合成革循环化改造的意义

1.1 发展循环经济是推进生态文明建设的重大举措

面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，十八大报告明确提出“必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程”。发展循环经济是推进生态文明建设战略部署的重大举措。通过循环化改造，推动合成革产业转型升级，重点推进水性合成革替代油性合成革升级改造、能量梯级利用、废弃物资源化利用，以及集中供热等资源共享和公共服务设施建设，全面提高合成革产业的发展水平。

1.2 合成革循环化改造有利于提高企业竞争力

随着科学技术进步和人们生活水平的提高，发达国家相继提出了“绿色革命”的概念，并且开始采取措施，促进生态型产品和环保型生产技术的发展和推广，如欧盟、美国、日本对产品的安全、卫生和对环境的影响要求越来越高，纷纷颁布法令法规和强制性标准，明确规定各类产品必须符合生态标准才许可进入本国市场，生态产品已代表当今全球生产和消费的新潮流。通过对合成革产业的循环化改造，提高产品“绿色”属性，有助于提高产品单价，经市场调研，水性合成革比油性合成革价格高出4倍左右，具有较大的经济效益。企业通过循环化改造，改进生产工艺，有利于企业推进提升合成革生产技术水平、提高产品技术含量，推进生产原料的高值化利用，在减少废弃物产生量的同时，提高资源产出率，增强企业产品市场综合竞争能力。

2 合成革行业循环化改造方案

2.1 设备蒸汽化改造

设备蒸汽化改造包括锅炉煤改蒸汽和精馏塔改造。

2.1.1 锅炉煤改蒸汽

合成革企业用热设备主要为各生产线烫平轮、烘箱、直涂机、三版印刷机、连续揉纹机等。目前由企业自身燃煤导热油锅炉供应，可以将燃煤锅炉改造为集中供热，将用热设备的传热介质由导热油改为水蒸汽。现有导热油炉的供油温度在230℃左右，回油温度在210℃左右。导热油通过导热油空气换热器用来加热空气，热空气用来物料的烘干，热空气的温度一般为160℃左右，低温低压蒸汽即能满足此需求。

2.1.2 精馏塔改造

煤改蒸汽后，由于温度降低，原有精馏效果将达不到要求，也需要同步改造。如企业若目前由1台导热油锅炉对精馏塔进行供热，导热油出油温度260℃、回油温度230℃。其采用四塔三效工艺，其中T101为一级脱水塔，T102为二级脱水塔，T103为精馏塔，T104为脱酸塔。则技改后，将采用五塔四效工艺，其中T101为一级脱水塔，T102为二级脱水塔，T103为三级脱水塔，T104为精馏塔，T105为脱酸塔。

2.1.3 配套计量设备

计量设备的精确性将有助于企业节约能源，目前大部分合成革企业一级计量仪表基本符合要求，但缺少对次级用能单位的二级计量及主要用能设备的三级计量。对比国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）和地方有关规定可知，企业需完善二级、三级计量。

2.2 有机废气回收处理系统

由于合成革生产过程中，产生了诸多无组织排放的有机废气，如DMF（二甲基甲酰胺）、二甲胺等，使得厂区内常年臭味难闻。通过对有机废气的回收处理，减少无组织有机废气排放，可以极大地改善厂区环境和大气污染程度。有机废气回收处理系统包括生产线密封改造和有机废气处理装置。生产线改造主要是对烘箱、涂覆区域等生产环节采用包围型或密封型装置。有机废气处理装置可采用高效三循环DMF废气回收装置+光氧等离子废气净化方案，废气经喷淋回收后，经光催化氧化处理设备进行分解净化，实现达标排放，实现有机废气去除率≥90%。

2.3 高温废气热量回收系统

皮革的烘干处理是皮革制造加工过程中的重要环节，在工序中烘箱内通入新鲜空气并进行加热，利用加热后的空气来烘干制品，产生的废气经排风机排出。而废气中还留有大量的热能（湿法约160℃、干法约120℃），若不进行回收利用就会造成热能的损失和浪费，而且废气温度高造成后续喷淋回收效率不高。改造可在烘箱顶部设计具有热能回收、自动过滤、换热、压力输送等功用的工艺处理系统，系统可有效降低发热设备的能源消耗，达到热能二次利用的有益效果。

2.4 系统自动化改造

系统自动化改造包括干法生产线自动化配料系统、湿法半自动化配料系统和自动涂台系统改造，通过系统自动化改造可以极大地加快生产线效率，减少原材料损失浪费，解决人工来操作放料阀门的开关，减少有机溶剂挥发造成空气污染的问题。

2.5 生产线改造

对合成革产业行业，目前生产线改造主要是将油性生产线改造成更加环保的生产线，如水性生产线或者无溶剂型生产线。

2.5.1 油性生产线改水性生产线

油性生产线改水性生产线，浸渍贝斯生产是一致的，只需增加涂台并延长烘箱，并在每节烘箱内增加微波干燥装置。

2.5.2 油性生产线改无溶剂型生产线

无溶剂聚氨酯合成革制造技术是近期快速发展的一种全新工艺，这种工艺所采用的原料不是聚合物，而是将2种或2种以上的液态聚氨酯预聚物，以一定比例分别输送到混合头在加压下混合均匀，并立即注射在基材上，通过刮涂的方式涂布成膜，然后进人烘道，此时液态预聚物之间的反应迅速进行，聚合物分子质量急剧增加，以极快的速度生成含有新的特性基团结构的聚氨酯，直到完成最后的熟化成型。油性干法生产线改造为无溶剂生产线，不需要增加厂房建设，只需对原有PU干法生产线涂台、烘箱、贴合及配料装置进行技术改造。

3 循环化改造效果

3.1 经济效益

对合成革行业的循环化改造，建设技术含量高、环境污染小、投资回报高的技术方案，通过减少有机溶剂投入、增加原料利用效率、减少污染物排放、降低企业部分运营成本和环境治理成本，具有较好的经济效益，经过测算，一般企业进行循环化改造，投资回报期为6~8年。

3.2 环境效益

通过推进合成革设备煤改蒸汽，配套高温废热回收，促进能量系统效率提升，减少企业自备燃煤锅炉耗煤；建设自动配料系统，减少物料损耗；通过油性革的水性化和无溶剂化改造，从源头减少DMF等有机废物的产生；通过增设有机废气收集装置，建设负压吸收系统，增设喷淋塔，提高有机废气的收集效率，减少有机废气排放。合成革行业循环化改造后，蒸汽完全替代煤炭使用，相应地可以减少二氧化硫、氮氧化物、烟尘等的排放，同时极大地减少了DMF、VOC等有机废气排放。

3.3 社会效益

通过循环化改造，推广应用水性树脂，利用清洁生产技术替代传统的合成革制造技术，从根本上消除有机废气的污染，进而可以打破有机废气环境容量的瓶颈，实现企业的清洁生产，促进区域废弃物减量化、无害化及资源化，实现合成革产业转型升级，打造生态工业园区。

[1]徐徐，徐敬楚.中国合成革行业循环经济实践探析[J].今日科苑，2009(12)：1 671-4 342.

[2]王春能.中国合成革行业循环经济发展现状及前景分析[C].温州:2006合成皮革行业论坛暨ChinaPU聚氨酯树脂及原料市场论坛，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）