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印染行业节能减排工艺技术
集萃印花网  2009-04-24

    【集萃网观察】“节能减排”已成为当前国家宏观经济调控的重点,肩负纺织行业节能减排重任的印染设备及技术成为关注的焦点。特别是印染企业是耗能大户,更加要注重能源的节约和减少废物废水的排放,加强环境保护,做好节能减排,是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措,是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。“十一五”期间将是我国印染工业蓬勃发展的时期,提高产品档次和节能、减排是未来印染工业的主要发展方向。这也就要求我国印染机械在保证所加工的纺织品品质不变或提高的前提下,向环保、节能、智能化和信息化的方向发展。

    节能减排是全面贯彻落实科学发展观、促进经济又好又快发展的基本要求。我国当前面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾。目前我国的生态破坏和环境污染已经达到自然生态环境所能承受的极限,为了使经济增长可持续,缓解巨大的环境压力,必须以环境友好的方式推动经济增长。节能减排就是要从源头预防污染产生,最有效地减少资源消耗,不排放废弃物,从而真正解决当代中国的发展困境。

    节能减排是应对全球气候变化的迫切需要。温室气体排放引起的全球气候变化一直备受国际社会的关注。07年以来,从世界环境日、八国峰会、亚太经合组织(APEC)峰会到夏季达沃斯峰会等,气候变化、节能减排几乎是逢会必谈的主题。目前,全球气候变暖已经是一个不争的事实,这与使用煤炭、石油等化石燃料的过程中排放二氧化碳的量密切相关。气候变暖是人类共同面临的挑战,需要国际社会共同应对。

    中国作为发展中国家,尽管发展经济、消除贫困依然是我们的主题,但在全球气候变暖的大背景下,也要主动承担节能减排的国际责任。因为减少排放、保护环境是我们以人为本的发展理念的要求,是我们可持续发展的内在要求。我们要努力走出一条低消耗、低排放、高效益、高产出的新型工业化道路,努力实现经济发展和保护环境“双赢”的目标,这是对世界可持续发展和应对气候变化的一大贡献。

    节能减排倡导正确的政绩观。去年8月26日,国家发改委主任马凯在向全国人大常委会作国务院“关于节约能源保护环境工作情况”的报告中透露,今年下半年全国省级领导班子换届,节能减排工作将成为综合考核评价的重要内容。这就表明,干部考核中节能减排指标的硬化,将塑造一个崭新的政绩观。

    1  当前纺织行业节能减排技术现状

    近年来,纺织工业一直保持两位数的增长速度,2006年,纺织工业总产值为25016.89亿元,占全国比重15.18%,纺织品服装出口额达1651.36亿美元,占全国比重72.71%。纺织行业在获得较大发展的同时,清洁生产的实施和节能减排工作也取得一定成效,通过采用先进工艺和设备,推广应用纺织印染废水治理技术等手段,废水治理率和达标率得到大幅提高。然而,在水资源日益短缺、环境污染不断恶化的情况下,资源和环境制约着纺织行业的健康、可持续发展。

    当前,国际纺织技术的发展趋势是以生产生态纺织品和绿色制造技术为引导,从工艺、助剂、设备等多渠道着手,抓住源头,注重生产过程中每一个环节的生态问题,努力优化纺织工艺,减少化学药剂、水、能源的消耗,以达到高效、高速、环保的目的。国外已投入较大力量开发环保型染料助剂,节水、节能、减排新工艺和新设备,在无水和少水印染技术方面,涂料印染方面以及纺织节能、节水实用新型技术等方面都有较大的发展。

    我国印染企业总体上与国外相比单位产品取水量是发达国家的2-3倍,能源消耗量则为3倍左右。通常,印染环节能耗占纺织产品链能耗的30%以上,而印染环节的能源利用效率却很低,目前,只有少部分企业采用的余热回收利用技术,而量大面广的企业热废气、热废水直接排放,设备控制没有节能装置。

    目前阶段,纺织节能减排技术发展目标是,围绕新时期我国纺织业的重点任务和发展目标,以纺织印染后整理为突破口,在提高我国纺织印染后整理的生产技术水平,增强产品的国际竞争力的同时,从源头上节约水资源,减少污染排放,逐步实现生产和环境的协调发展。通过联合攻关和新技术推广应用,在无水化、少(节)水、降耗、减排和生态环保的印染生产关键技术上取得突破,并拥有一批自主知识产权的技术和设备,在“十一五”末期,实现“万元增加值的能源消耗下降20%;吨纤维耗水下降20%”的国家节能减排的目标。

    为了实现这目标,印染行业重点技术发展的主要工作是:一是调整产业结构和产品结构,淘汰低档产品;二是开发、应用和推广节能、节水、降耗纺织加工新技术;三是研制开发高效、节水、节能新设备;四是采用高效、环保、安全的符合安全和生态纺织品生产需求的染化料和纺织生产助剂;五是推广和应用节能、节水等实用新型新技术。

    2  近年来染整行业节能减排的工艺方法

    中国加入世贸组织以来,尤其是纺织印染行业受到了国外很大的限制,如何有效节能、减排是印染行业完成“十一五”规划的关键环节,也是进行印染行业产业结构调整、优化资源配置的重要杠杆。

    2.1实施“染色一次成功”是重点

    与国外先进企业相比,我们的用工是他们的几倍,能耗、水耗也远比他们高,而他们产品的优等品率可以达到99%以上,返工回修率极低,原因何在?综合应用高科技技术,实施“染色一次成功”技术,是其中的关键。

    比如说:我们厂里在打小样时,尽量做到颜色有九分像,这样在大缸染色时就能做到一次成功,不要一直加这加那的,有时在缸里好几天也不出来,到时颜色不对,色光不象,退回剥色回修,这样又耗时又耽误了以后定单的交期,形成恶性循环,厂里的效益也提高不上去,其实要实现染色一次成功,仅仅依靠一、二项技术措施不行,这是一个系统工程,它关系到工艺技术的合理制定、高性能染料、助剂的选用、染料及助剂的自动称量及配送、性能优异的染整设备的应用、生产线自动测控设施的应用、坯布、中间半制品的品质监控与管理、打小样、放中样以及放大样的技术管理及设施等,而把这些联系在一起的是数字化管理技术。

    实现染色一次成功,也是一个逐步提高的过程,将影响染色质量的诸多因素逐一地标准化、规范化、准确化、自动化起来,才能得以实现,这样令我们经常头痛的色不符、修色、套色、剥色回修等问题,才能得以解决。在产品优等品率提高的同时,耗能、耗水、污水排放也能随之减少。

    2.2 前处理短流程

    将退浆、煮练、漂白三步常规工艺改革为退煮漂高效短流程汽蒸一步法工艺,此工艺适用于轻浆含杂少的纯棉轻薄织物和涤棉混纺织物。

    退煮漂汽蒸一步半工艺,先轧退浆液卷堆后轧碱氧液汽蒸一小时(100-102℃)高效水洗(堆置后一步完成故称一步半工艺),对有浆布轧碱氧液堆置,对轻浆轻薄织物则轧淡碱堆置。

    高效短流程二步法工艺:一种为退浆+煮漂碱氧一浴的二步法工艺,即,浸轧退浆液卷装堆置高效水洗一浸轧碱氧液汽蒸(100℃45—60min)一高效水洗也可轧堆退浆高效水洗一高给液浸轧碱氧液高效汽蒸(102℃短蒸2-4min)高效水洗,此工艺适用于重浆厚重织物。还有一种为退煮一浴+常规氧漂的二步法工艺:即浸轧碱氧液及精练剂100℃汽蒸50-60分钟,高效水洗一浸轧双氧水常规漂白100℃汽蒸50-60分钟→高效水洗,此工艺适用于轻浆轻薄白度要求较高的织物。上述各短流程工艺可节约水、电、汽能耗30%-50%。

    推广短流程前处理工艺的新进展——酶氧无碱工艺:由于全棉织物的前处理工艺,不论是传统的工艺,还是短流程工艺,都要在高温条件下采用烧碱表面活性剂等化学药品来完成去杂任务,而短流程冷轧堆工艺,虽是低温,但采用的烧碱浓度很高。这样的工艺所产生的废水对环境污染较为严重,为此各国都研发了生物酶工艺来替代传统的烧碱工艺和短流程的碱氧工艺,进入2l世纪后,生物酶在前处理工艺上的应用进展很快,已取得不少成就,由于生物酶制剂特有的专一性、高效性,反应条件低,可自然降解、水耗少易洗尽,去杂效果好。对环境无害、耗能少、流程短和质量好等优点已成为前处理工艺的发展方向,如江苏某印染厂采用先酶退浆,后酶精练、氧漂工艺,效果较好,具有堆置时间短,处理时间比冷堆工艺缩短10小时以上,成本较低(酶用量少),退浆效果好,特别是废水污染程度大大降低,其COD值比传统工艺要降低10倍以上,特适合含浆重的高支高密厚重纯棉织物的前处理,完全符合清洁生产工艺,值得推广。 

    2.3 冷轧堆染色工艺

    这是一种半连续化的染色工艺,非常适合小批量多品种的生产,生产灵活性大,节约染料和能源显著,用于冷轧堆的活性染料要求有较高的反应性和耐水解稳定性,能在室温下完成固色反应,有较高的固色率。根据上述条件,B型活性染料完全适用于冷轧堆染色,在纯棉织物染色中,采用冷轧堆工艺染浅色,效果好,但对深色特别是黑色,则国产活性染料达不到要求,而采用雷马索活性染料能解决上述问题.

    2.4 湿一湿工艺

    如湿布丝光,湿布上加白剂,湿布上整理剂及湿布染色,可减少一道烘燥工序而节约能源,如活性染料的短流程湿蒸新工艺(湿短蒸工艺),是利用安装在反应蒸箱内入口处的远红外辐射器,将经过染色液浸渍的湿织物预热,使织物迅速升温,经反应箱内少量蒸汽和干热空气的混合气体而受热2-3分钟的固色,使活性染料的给色率提高,并充分渗透、色泽均匀,据有关资料表明,活性染料常规汽蒸工艺的得色率要比常规焙烘工艺的得色率高(其得色率仅为汽蒸工艺的70%),而湿短蒸工艺的得色率,要比常规汽蒸工艺的得色率高10%-20%,经生产实践,湿短蒸工艺确具有流程短固色率高、色泽鲜艳重现性好、节能、省染料等优点。

    2.5 松堆丝光新工艺

    针对传统紧式丝光工艺存在的浸轧碱液透芯度差溶胀仅为1/5-1/3,纤维面积、织物尺寸稳定性差,烧碱耗量高、拉幅易破边、上染率低工艺再现性差等关键问题,采用了上海纺专陶乃杰教授研发的“松堆丝光”工艺后进行了工艺优化、技术创新,缩短了流程合理组合单元设备,达到了节水、节电、节汽、节碱的目的,并降低了成本,解决了以前“松堆丝光”工艺设备未能解决的技术关键(经向缩水率大和短码问题),将设计理念“恒堆置时间”及“恒张力控制”更新为“恒堆置缩率控制”及 “定长控制”,从理论和生产实践证明“松堆丝光”工艺,在烧碱浓度较常规工艺降低1/3条件下,纤维能透而匀地溶胀,既提高了染色得色率,提高了匀染质量,又提高了低级棉的可染性。降低了纤维的内应力,使织物门幅容易扩展,相应降低了缩水率。据报导资料,以两台丝光机日产12万米织物计算可节约烧碱225吨/年,因减少淡碱回收蒸碱蒸发量,可节约蒸汽2000吨/年。

    2.6  活性染料湿转移印花工艺

    该转移印花工艺是先将棉织物浸轧碱液,然后与转移印花纸相复合,再施加一定的压力,织物所带碱液使转移印花纸上色浆溶解。由于染料对织物的亲和力比对转移印花纸的亲和力大,染料即转移到织物上,并进入到织物纤维间隙中,在收卷堆置过程中染料逐步完成吸附、扩散、固色过程,然后对织物进行水洗,洗去微量浆料和水解染料等杂质(洗至中性),约有95%的印浆可转移到织物上,其中90%-98%可以固着,和传统的直接印花比较,可节约大量用水和减少污水排放量,由于转移印花时色浆吸收的水分要比直接印花工艺少,所以选择活性染料时要考虑溶解性要好,固色速率要快,水解稳定性要好,而乙烯砜型的KN型活性染料具有水溶性好及低亲水性的特点,水解后转化成p—羟乙基砜,亲水性很大,易于洗净。其纤维化学键很稳定,对简化印染工艺、节能、降低生产成本有现实意义。

    因此,活性染料湿转移印花工艺与常规印花工艺比较,此印花工艺可节约能耗50%,无色浆污水,用水量很少,各项染色牢度均优,得色浓艳、花纹精细,很有前途。

    2.7  丝光新工艺

    贝宁格公司的热碱丝光工艺突出节能与环保,并保证了织物的丝光质量。热碱丝光主要特点是碱作用时间短,传统的冷丝光工艺,碱作用时间为45~50sec,而热丝光工艺碱作用时间仅25~30sec,且由于碱液在热浸渍中更能快捷地渗透至织物内部,使纤维膨化更全面,丝光效果更好。热碱丝光工艺充分利用热能。因为调制碱液时产生的反应热,在热丝光过程中可以完全被利用,而不必在冷丝光中耗费能源来冷却碱液。热碱丝光工艺还可降低碱液、蒸汽和水的耗量。据介绍,可节省30%以上的碱液、蒸汽和水。 

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