中國的紡織工業尤其是印染行業,由于在環境污染、生態惡化和能源消耗、資源浪費等方面還存在一些亟待解決的問題,必將受到“綠色”浪潮的沖擊。印染行業是用水大戶,單位產品耗水量是發達國家的3倍左右。印染廢水占全國紡織廢水排放量的80%,主要水污染物COD排放量在各工業行業中居第4位,氨氮居第6位。水平均重復利用率不到10%(主要是循環冷卻用水),是所有行業中最低的。
染化料的耗用量也比發達國家多2O%-30%。所以,印染廢水長期以來困擾著企業與政府,并制約著行業的發展。《紡織工業調整和振興規劃》中將節能減排取得明顯成效列為紡織行業近三年要達到的重要目標之一。規劃強調:至2O10年,全行業要實現單位增加值能耗年均降低5%、水耗年均降低7%、廢水排放量年均降低7%。對于紡織行業來說,節能減排不僅是一項義務,更是必須履行的責任。長三角區域內紡織印染行業發達,產業集群優勢明顯,印染廢水處理已由原來分散式管理逐漸發展為集中處理。但相關調研統計資料表明,近半數印染企業,設備較陳舊,工藝較傳統,技術力量較薄弱,技術改造、技術創新步伐不大,工藝優化、新技術應用尚未完全到位,過程控制、工藝管理、資源回收利用等方面還有巨大的提升空間。實施節能減排勢在必行。
1 前處理節能減排生產技術
1.1 多功能精練劑與雙氧水浸浴-步法工藝
適用于筒子紗及針織棉織物的前處理。該工藝利用是集堿劑、穩定、螯合劑、滲透劑、乳化劑、凈洗劑多功能于一體的多功能精練劑,代替了傳統堿氧工藝中的燒堿、穩定劑、滲透劑和精練劑,比傳統工藝加料程序簡化,節約投料時間至少10min,縮短了生產時間。此外,與H202協同配合對針織棉織物或紗線進行前處理,使退煮漂一步完成,可達到良好的退漿、煮練效果。處理結束采用熱洗→酸洗→過氧化氫酶進行脫氧處理,不排液直接染色,減少一道水洗工序,每噸布至少節水10t。同時
1.2 高效短流程工藝
普通棉機織物采用堿-氧軋蒸一步法短流程退煮漂工藝,替代常規的退煮漂三步法,縮短了工藝流程,化學助劑與水、電、汽能源消耗可降低30%-50%。
對高支薄型棉機織物,采用多功能高效助劑與雙氧水一浴一步軋蒸工藝,在保證產品質量的前提下,可縮短工藝流程,汽蒸時間節約1/4以上,水洗道數減少,提高了生產效率,水、電、汽等節約30%-40%以上,且殘液pH值下降,污水處理負荷下降。
1.3 冷堆-短蒸工藝
高支高密織物、彈力織物由于傳統冷軋堆-熱洗工藝對熱洗條件要求苛刻,毛效沒有保證,最好采用“冷堆-短蒸工藝”,與傳統工藝比較,質量有保證,汽蒸時間減少2/3以上,水洗道數減少一倍以上,水、電、汽可節約5O%以上,減少了污水排放量。
1.4 生物酶前處理技術
棉及其混紡織物采用生物酶處理技術可以大大提高退漿率,提高前處理織物品質,與傳統的堿處理工藝相比,可節約大量助劑,減少能耗、水耗,據測算可使前處理成本降低20%左右,同時,污水排放量比堿處理明顯減少,且污水中BOD/COD比值也只有堿退漿的1/10左右。生物酶前處理技術大大提高了污水的可生化性,降低了污水處理難度,做到污水穩定達標排放。
用“軋酶冷堆-低堿蒸-氧漂工藝”代替傳統的三步法工藝。適用于包括紗卡在內的大多數的棉織物的練漂。工藝如下:燒毛→軋酶液(復合酶
2 染色節能減排生產技術
2.1 冷
① 織物冷軋堆染色:織物冷軋堆染色是織物在室溫下浸軋染料和堿劑混合染液(通過比例泵分別將染液和堿劑同時打入浸軋槽),利用軋輥擠壓使染液吸附在織物表面,然后打卷,在低溫下堆置一定時間,完成吸附、擴散、固著,最后水洗清除浮色。冷軋堆染色工藝流程短,不經烘干和汽蒸,從而節約能源。具有浴比小、上色率高達90%以上(比常規軋蒸法提高15%-25%),水解染料少,因此可以節約染料約10%-20%,緩解了污水脫色壓力。且電解質用量少,染料利用率高,清洗容易,排污量小,環境污染少;和連續染色的軋烘、軋蒸工藝技術相比,可節省水、電、汽等資源達2O%-6O%。
② 紗線冷軋堆染色:傳統的紗線染色主要采用筒子紗和絞線染色,二者都屬于間歇式的浸染方式,染一噸紗至少需120t水,每噸紗用電1200kW左右,蒸汽8t左右,染色時有30%-50%左右的染料和助劑不能有效利用。
工藝流程為:紗線成球→前處理(漂白浸軋→冷堆→除氧脫堿)→烘干冷卻→染色浸軋→冷堆→皂洗→烘干→分紗整經→絡筒或上漿。
該工藝實現了紗線冷軋堆半連續化染色,相比傳統紗線的絞紗或筒子紗染色方法其染色效率高、污染低、節水、節能,減排降耗,效益明顯。
2.2 氣流染色工藝
氣流染色是由德國特恩公司發明的一種新型染色方法,與常規的染色機原理不同,氣流染色機是以鼓風機產生的氣流作為輸布介質,氣流驅動織物在染槽中高速運行,高速氣流使繩狀織物展開,多組噴淋管向織物噴淋染液,使染液在織物表面均勻分布而上染,由于氣流傳動的織物速率要高于液流系統,而且織物受到的張力較小,所以染色效率高、
2.3 活性染料無鹽軋蒸連續染色技術
常規活性染料二步法連續染色工藝為軋、烘、軋、蒸、洗;無鹽染色工藝簡化為三步,即軋、蒸、洗。在普通的連續軋染車上,使用后半部分還原蒸箱和皂洗后平洗機組完成活性染料染色全過程。與常規軋→烘→軋→蒸工藝相比可綜合節能30-50%,織物染透性好并防止了染料泳移,而且染色時不用鹽,減少了染色化學品用量90%,從根本上消除了印染污水中的鹽難以去除的難題,另外浮色不易回沾,改善了染色布的洗滌性,減少排放污水30%以上,提高了染色牢度,使廢水色度下降和用水量減少,有利于降低排放廢水負荷。無鹽軋蒸工藝的工藝流程:浸軋染液和專用固色堿劑的混合液→汽蒸(100
2.4 活性染料濕短蒸染色技術
活性染料濕短蒸連續軋染工藝是應用過熱蒸汽或蒸汽與熱空氣混合氣體來固色。它將織物經浸軋染液后不經干燥,在帶有溫濕度監控裝置的反應箱內濕態汽蒸固色。該工藝簡便、高效、節能、固著率高,并具有充分滲透、色澤均勻鮮艷、對環境友好等優點,它與Dystar公司和Monforts公司共同開發的E-contro1染色工藝基本相同,與我國開發的濕短蒸軋染工藝相比雖稍有區別(我國增加了紅外線加熱裝置和高溫加熱裝置)。濕短蒸連續軋染工藝中的汽蒸是在
2.5 涂料染色技術
涂料染色技術是一項能從根本上和源頭上建立良好生態學環境的創新技術,同時又能全面兼顧清潔生產、確保能源和原材料節約、提高產品質量和性能,又能產生非凡風格的染色方式。
① 織物涂料軋染新工藝:涂料軋染新技術是織物通過變性技術使原纖維在染色狀態呈現帶陽電荷性,選用陰離子化的涂料在一定條件下實現涂料在纖維上的定位吸附,纖維呈正電荷的陽離子基團對呈陰離子性的涂料進行非物理吸附,由于變性過程中陽離子活性基團與纖維形成共價鍵結合,包括通過庫侖力與纖維素結合,因此被吸附在纖維上的涂料具有較高的色牢度、染色提升率和較高的K/s值,實現了涂料顆粒的定位吸附使涂料染色能達到均勻、較多、較快吸附于纖維,完成涂料在纖維上類似于染料染色的上染過程。它比傳統的涂料染色有優良的勻染性、較好的色牢度、上色率好、染深性高、手感好。其染色過程可以認為“零排污”或極少排放。工藝流程為:半制品→陽離子改性→烘干→涂料軋染→預烘→焙烘
② 紗線涂料連續環狀軋染工藝:該技術采用了紗線前處理涂料染色后整理一步法連續軋染的創新工藝,改變了傳統的紗線間歇式染色方式如絞紗、筒子紗染色等。除具有織物涂料染色軋染新技術的特點外,它可以做色織產品(梭織和針織),原則上使用坯紗染色(少數色號如特淺色、艷麗色需要煮漂外),因此節能減排效果更加顯著,是一種生態環保的染色方式。工藝流程為:坯紗整經→經軸退繞→前處理→烘干→涂料染色→預烘→焙烘→(漿紗)→落軸
2.6 微膠囊分散染料無助劑免水洗染色技術
微膠囊分散染料染色技術,是基于微膠囊的緩釋和隔離性能,染浴中只需加入少量醋酸用于調節pH值外
2.7 溢流退漿染色一浴短流程染色技術
該工藝適用于滌綸及其混紡織物,采用微調加工浴pH值的方法,也可用于錦綸及其混紡織物。該新工藝的關鍵技術是使用特效陰離子型退漿劑和陰/非離子多功能表面活性劑,它們一方面能對漿料具有退除和穩定分散作用,另一方面還能對將加工液pH值穩定的控制在8.8左右。可以通過使用耐堿性勻染劑及堿性pH值緩沖劑,分散染料用堿性工藝染色,能穩定地控制pH值在8.5-10,獲得優質退漿和染色效果。
該工藝將傳統的退漿染色兩浴法改為退漿染色一浴法,大大縮短了工藝流程,印染加工時間縮短了50%左右,用水量和污水排放量減少了50%左右,用電量減少了50%左右,用煤量減少了40%左右,節約綜合成本45%左右。
3 印花節能減排生產技術
3.1 數碼噴墨印花技術
與傳統工藝相比,數碼噴射印花技術的生產用水量僅為原來的1/50,耗能為1/20,同時實現了精確的噴印控制一次完成,無染料和助劑的浪費及廢棄,也沒有污水排放。傳統印花印后需沖洗網版,剩色漿多數需要廢棄,印后的織物需要烘干,不僅造成染料、助劑、水資源、熱能的浪費,而且也造成環境污染。
工藝過程:織物前處理→印前烘干→噴墨印花→印花烘干→汽蒸(100
3.2 冷轉移印花技術
隨著電子技術的發展、染料的改進、助劑的開發,棉織物冷轉移印花技術得到快速發展。已經成為棉織物可持續性染整加工技術之一。工藝流程
| 前處理后的織物 | ]→給濕→冷轉移印花→冷堆固色→水洗→定型 |
| 原紙→隔離層涂油→印刷花型圖案 |
由于冷轉移印花技術工藝流程簡化,在室溫下轉移印花,轉移后也無須烘干直接冷堆固色,在印花過程中既不需要烘干,也不需要汽蒸或焙烘,比傳統圓網印花可節省50%能耗;冷轉移印花糊料用得非常少,在加之濕態堆置時間相對比較長,染料擴散充分,固色率高,不僅使得水洗變得簡單,而且耗水量比傳統圓網印花可節省60%;糊料用量小,染料滲透好,水洗用量少,產生的污水量不僅少,而且COD量相比傳統圓網印花可降低約2/3;冷轉移印花所排出的廢水由于含糊料、染料、助劑等廢棄物量低,從而使得污水處理也變得簡單,90%的廢水回收處理后可循環再用。
3.3 無紙轉移印花技術
普通熱轉移印花工藝存在兩大問題:一是印
無紙熱轉移印花首先將染料制成印漿,再通過印刷的方式將花紋印制在一種特殊的基材上,然后與織物相貼經過熱區,在熱區基材上的花紋被轉移到并固著在織物上,得到印花成品。其中,基材可重復使用。
無紙熱轉移印花工藝的突出優勢是從源頭節約能源,尤其是十分珍貴的水資源,符合國家可持續發展的戰略方針。印染工藝生產的成本中將近50%是能源的消耗,節約能源意味著降低生產成本,而且能夠生產傳統印花工藝難以生產的高檔產品。
無紙熱轉移印花工藝主要特點包括:無須蒸化固色、皂洗和水洗,在印花環節不耗蒸汽、煤、水,不產生污水;也不耗紙張,不產生因耗紙帶來的間接耗水和水污染;印制的花紋具有精細、清晰、層次豐富、自然的特點,能夠印制類似于照片
4 結論
節能減排是紡織企業提高管理水平,降低生產成本,提高經濟效益和市場競爭力的必然選擇,更是實現社會、經濟、環境共贏。2007年和2008年中國印染行業協會共發布61項推薦節能減排先進技術,從節能減排角度而言,目前我們缺的不只是技術,主要是新技術推廣應用的措施、新技術實施前期基礎工作、企業的精細化管理理念及制度落實的保障措施等。
5 參考文獻
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