紡織工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)淺析
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【摘要】闡述了紡織印染企業(yè)在節(jié)能減排方面存在的主要問題，提出了相關(guān)節(jié)能減排技術(shù)及方法在紡織印染企業(yè)中的運用，通過對針織品印染廢水處理和新型雙缸無管路中樣染色機節(jié)能減排技術(shù)實例進行分析，認為采用自動化程度高的節(jié)能降耗新設(shè)備、新技術(shù)和新工藝等方可實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
【關(guān)鍵詞】紡織工業(yè)；節(jié)能減排；初探
0引言
為減少紡織工業(yè)企業(yè)的能源消耗和污染物排放[1-2]，同時促進紡織工業(yè)企業(yè)廢水等回收和二次利用等，分析了紡織工業(yè)印染廢水二次回收和循環(huán)利用等應(yīng)用實例，認為紡織工業(yè)企業(yè)通過紡織工業(yè)廢水二次回收和循環(huán)利用進行無害化處理，既可達到節(jié)能減排的目的，又可降低紡織工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)成本，來實現(xiàn)真正的節(jié)能減排。
1紡織工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排存在的主要問題
1.1紡織工業(yè)企業(yè)在能源利用和消耗方面的問題
為了充分合理地利用各種資源，使各種資源和原材料在紡織工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮更大作用，必須進行節(jié)約消耗及節(jié)能減排[3-4]。從改革開放的40多年發(fā)展歷程來看，紡織工業(yè)企業(yè)對于節(jié)約消耗和節(jié)能減排主要體現(xiàn)在以下幾個方面，即紡織原材料用量、單位用電（煤）量和其他輔助材料消耗。而紡織企業(yè)的主要能源消耗是電或煤的消耗，因此紡織工業(yè)企業(yè)應(yīng)當積極配合各級管理部門，搞好煤電管理，努力減少能源消耗，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)產(chǎn)品成本。特別是在節(jié)能減排、資源綜合利用方面，由于這個方面是一項系統(tǒng)工程，需要整個紡織行業(yè)上下和社會各方達成共識、共同推進才能得以實現(xiàn)。
1.2紡織工業(yè)企業(yè)在廢水排放方面的問題
節(jié)能減排、資源綜合利用的深化和細化還需要政府主管部門、行業(yè)主管部門和科學技術(shù)進步的大力支持。紡織工業(yè)是用水大戶，在用水總量難以控制的情況下，提高重復(fù)用水率可以有效降低新鮮水的取用量，因此就需要對紡織工業(yè)廢水進行二次回收和循環(huán)利用，再進行無害化處理。
1.3紡織工業(yè)企業(yè)在其他節(jié)能減排方面的問題
對于紡織工業(yè)企業(yè)來說，一方面可通過對印染廢水進行二次回收和循環(huán)重復(fù)利用，來減少廢水的排放；另一方面可通過搞好煤電管理，努力減少能源消耗，節(jié)約能源，對紡織工業(yè)產(chǎn)生的廢料（染料和殘渣）進行優(yōu)化綜合處理，使其達到國家環(huán)境保護標準，實現(xiàn)真正的節(jié)能減排[5-6]。
2紡織工業(yè)企業(yè)對節(jié)能減排技術(shù)及方法的運用
紡織工業(yè)企業(yè)的能源消耗[7-8]主要集中在煤、電的消耗，其中煤電的消耗占能源消耗總量的90%左右。在紡織工業(yè)能源合理利用方面，首先要淘汰小鍋爐，建設(shè)有利于工業(yè)園區(qū)發(fā)展的大鍋爐，要做到并實行統(tǒng)一集中供熱，配備完善的脫硫脫硝裝置，要減少燃油和燃煤使用，要加大投入，以天然氣為主，促進電力、太陽能和生物質(zhì)能等多種清潔能源的使用，提高熱效率，減少不必要的能源浪費，減少二氧化硫和二氧化碳的排放。我國處于經(jīng)濟高速發(fā)展階段，各項原材料和各種能源消耗不斷增加，同時生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，紡織工業(yè)企業(yè)通過產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級、技術(shù)設(shè)備革新、工藝水平改進、機械化和自動化程度不斷提高，并在生產(chǎn)過程中采用余熱回收再利用、工業(yè)廢水二次回收和循環(huán)利用，開發(fā)新型的生產(chǎn)工藝流程和節(jié)能、節(jié)電、節(jié)水設(shè)備等，使得我國紡織工業(yè)企業(yè)在節(jié)能減排方面取得較大的進步。
3針織品印染廢水處理和回用進行無害化處理實例分析
針織品印染廢水，因其所用染料主要是分散染料等，其組分十分復(fù)雜，常常含有多種染料，色度深、毒性強、難降解、pH值波動較大，COD濃度比較高，故針織印染廢水是比較難處理的工業(yè)有機廢水之一，其中含有大量的染料中間體及未回收的染料。在對此種印染廢水進行處理時，根據(jù)不同處理工藝流程，常常采用物理處理法、化學處理法、物理化學處理法、生物化學法和膜處理法進行相應(yīng)治理，達到國家標準后再進行回用和排放。圖1是針織品印染廢水無害化處理示意圖，其基于針織品印染廢水分離技術(shù)，實現(xiàn)印染廢水提取染料與廢水的二次利用，并通過云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)實時交互，通過算法實現(xiàn)印染的最優(yōu)順序的排列，同時通過云管理系統(tǒng)對分離出的染料進行統(tǒng)一入庫，具有快速檢索功能。
3.1針織品印染廢水和廢染料分離技術(shù)
針織印染廢水有機物濃度大，色度高，污染強。采用先進的處理技術(shù)對印染廢水進行處理，分別實現(xiàn)染料和廢水的有機分離，目前對這類廢水經(jīng)濟有效的處理技術(shù)實現(xiàn)了廢水達標排放和染料的回收。
3.2移動互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)
采用云計算和移動互聯(lián)設(shè)備實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)在染色加工中實時在線監(jiān)控狀態(tài)，實現(xiàn)對于針織品染色的安排和印染廢料的回收管理、檢測。同時，對各組分染料的配比自動生成配方（配方所需染料優(yōu)先使用循環(huán)染料）。
3.3經(jīng)濟效益
成功研制的針織品印染廢水回用及染料回收利用系統(tǒng)，其運行費用低、產(chǎn)生效益高、投資回報周期短、操作簡單、維護方便、無污染、無噪音等諸多明顯優(yōu)勢代替了傳統(tǒng)廢水處理工藝。結(jié)合給水回用設(shè)備，實現(xiàn)資源回收、減排減廢、節(jié)約處理費用等目的。
3.4推廣應(yīng)用
項目成功實施后，其效果比較顯著，在提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的同時，在節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)方面收益較大，目前已應(yīng)用到多家紡織印染企業(yè)中，并得到了企業(yè)的一致好評和認可，在已推廣應(yīng)用的企業(yè)生產(chǎn)中，其獲得的收益也十分明顯。本項目有利于企業(yè)的長期發(fā)展，通過本項目的實施，發(fā)展“循環(huán)經(jīng)濟”和建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”[9]社會是紡織工業(yè)企業(yè)持續(xù)發(fā)展必須做好的一項重要工作。
4新型雙缸無管路中樣染色機節(jié)能減排技術(shù)實例分析
近年來，我國染整設(shè)備企業(yè)先后仿造大樣生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)了染色中樣機，提高放樣成功率。然而目前在印染行業(yè)中使用的機型均為傳統(tǒng)型溢流中樣染色機，此設(shè)備為單個染色缸，染色過程中需要大量的水才能運轉(zhuǎn)；染色時所需樣布不能小于1kg，并且染色浴比大；布走水管道長，走布摩擦接觸管道長，機器結(jié)構(gòu)龐大，機身及管道外露，熱損耗大；管道長且轉(zhuǎn)角多，不易清洗；染色中染料易水解，不便于對色；浴比大帶來了升溫、冷卻時間長等問題，浪費了水和電資源，同時增加了印染廢水的排放量。因此，眾多印染企業(yè)、科研單位都希望能有一款中樣染色機，既能達到染色一次就準確、浴比小，又能降低能耗、提高工作效率，且達到國家倡導(dǎo)的節(jié)能減排要求。福建省某某染整設(shè)備科技有限公司，是中國某某研究院江南分院、某某通用孵化器公司共建單位，與江蘇某某科技有限公司共同研發(fā)染整設(shè)備。該公司擁有中試實驗室、高效節(jié)能數(shù)字化染整設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)中心等研發(fā)機構(gòu)，并有一支經(jīng)驗豐富且長期從事印染設(shè)備制造、安裝調(diào)試及售后服務(wù)的專業(yè)隊伍；其用戶遍及各大科研機構(gòu)、大中專院校及各大紡織印染和服裝企業(yè)；其產(chǎn)品遠銷泰國、印尼、越南等地區(qū)。針對傳統(tǒng)中樣染色機存在的對色不準、浴比大、熱效率低、能耗高、不易清洗、污水排放量大等問題，該公司技術(shù)攻關(guān)團隊進行了一系列創(chuàng)新改進，研制出一種染色一次準確、一次可染兩種顏色、用布少、浴比小、耗能低、加工效率高、節(jié)能減排的新型雙缸無管路中樣染色機，染色更加接近生產(chǎn)實際，染色一次成功率提高到99%，各項性能指標達到國際領(lǐng)先水平，已申請并獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授予的5項專利，其中發(fā)明專利一項（專利號：201310065272.5），填補了國際上的空白。新型雙缸無管路中樣染色機是根據(jù)市場需要和國家所倡導(dǎo)的節(jié)能減排要求而開發(fā)出的全國首臺環(huán)保節(jié)能新型雙缸無管路中樣染色機，這種新型雙缸無管路中樣染色機解決了傳統(tǒng)中樣機困擾行業(yè)的8個關(guān)鍵技術(shù)問題：其一，其耗布量大,所需樣布不能小于1kg，長度不能小于6m；其二，其耗水量大,浴比大，通常達到1:25，同時增加了印染廢水排放量；其三，其在染色過程中易擦傷,布走水管道長，走布摩擦接觸管道面積大；其四，其占地面積大,機器結(jié)構(gòu)龐大，不利于節(jié)約土地資源；其五，其染色設(shè)備設(shè)計不合理，機身及管道外露，熱損耗大，造成工作環(huán)境差；其六，其管道長且轉(zhuǎn)角多，不易清洗；其七，染色中染料容易水解，不便于染色完成后的對色；其八，其染色過程中耗電量大，達到了20kw/缸。新型雙缸無管路中樣染色機在節(jié)能減排技術(shù)方面的創(chuàng)新主要有以下幾點。第一，創(chuàng)新的雙缸設(shè)計。全國首次設(shè)計并成功研究開發(fā)出新型雙缸無管路中樣染色機，解決了傳統(tǒng)單缸的問題。新型雙缸無管路中樣染色機具有兩個染色缸，每個染色缸內(nèi)安裝了兩個導(dǎo)布輪，可同時染兩種顏色，減少了試驗樣布浪費，省時省水省電，提高生產(chǎn)效率。第二，節(jié)水的噴嘴設(shè)計。為了降低浴比，對噴嘴進行重新設(shè)計，噴嘴機構(gòu)，包括噴嘴本體、主進水管。噴嘴本體設(shè)計為長方形噴嘴，擋水板根據(jù)壓力大小自動調(diào)節(jié)噴水量，這樣能夠確保染色用循環(huán)水噴在布匹上，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品的浴比由原來的1:25減為1:4，由原來需要50kg以上的水才可運轉(zhuǎn)降低到5kg就可達到運轉(zhuǎn)條件，大大節(jié)約了用水，減少了印染廢水的排放量，降低了環(huán)境污染。第三，新型的缸體設(shè)計。機身上左右并排設(shè)置有兩個單獨染色缸。新型雙缸無管路中樣染色機染缸設(shè)計為方形染缸，染缸是無管路型，染色缸前面設(shè)置有門蓋，門蓋上設(shè)置有視窗及安全氣壓鎖，便于觀察及操作。第四，新型雙缸無管路中樣染色機采用的新型無管路設(shè)計。由于染色缸內(nèi)無管路，布匹接觸缸體表面積由4.5m2減小到1m2，減少染色過程中布匹的擦傷。第五，最短的走水管道。走水管道由原來的5000~6000mm減為500mm，布走水管道減少，清洗方便，機器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，方便放于實驗室使用。第六，新型雙缸無管路中樣染色機采取了最低的布容量設(shè)計。新型雙缸無管路中樣染色機可由原來的最少6.0m以上的布減少到1.5m左右，即可染色；由原來的最少1.0kg以上重的布減少到0.3kg可染，大幅度降低耗布量。第七，優(yōu)良的保溫性能。傳統(tǒng)的中樣染色機機身及管道外露，保溫性能差，熱能損耗大，新型雙缸無管路中樣染色機在設(shè)計時進行了改進，新型雙缸無管路中樣染色機在染色缸貼保溫棉，染色缸通過機身上外壁保溫，保溫性能好，改善工作環(huán)境，避免出現(xiàn)燙傷，節(jié)能減排。第八，新型雙缸無管路中樣染色機可降低耗能。其由原來20.0kw/缸，降低到目前的6.6kw/缸，加熱功率小，耗能明顯減少。新型雙缸無管路中樣染色機開發(fā)的成功，融合了最新的科技及制造工藝，是最新迎合當今市場需求的最小浴比的一款環(huán)保節(jié)能型先鋒機。其技術(shù)性能指標高于同類產(chǎn)品，達到國際領(lǐng)先水平。因此，新型雙缸無管路中樣染色機在國內(nèi)外具有良好的競爭力，正在積極推進并申報國家紡織工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的標桿產(chǎn)品。
5結(jié)語
紡織工業(yè)企業(yè)要實現(xiàn)節(jié)能減排，首先要在服務(wù)新動能上著手，既要大力提升服務(wù)能力，又要加大對紡織工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的扶持力度，加快使用“互聯(lián)網(wǎng)+紡織工業(yè)”的步伐；發(fā)揮紡織工業(yè)各個產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，實現(xiàn)抱團發(fā)展。通過各級政府和行業(yè)協(xié)會支持，引入先進科學技術(shù)，采用自動化程度高、節(jié)能降耗的新設(shè)備、新技術(shù)和新工藝，實現(xiàn)以最小的資金、最快的速度完成企業(yè)的技術(shù)改造等，方可實現(xiàn)節(jié)能減排目的。
作者:阮榮鐘 單位:尤溪縣輕紡行業(yè)管理站