紡織印染行業(yè)常見節(jié)能減排措施分析

何海霞

（江蘇響水經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)管理委員會，江蘇 鹽城 224600）

當(dāng)前，受原材料價格上漲、勞動力成本增加、環(huán)保設(shè)施投入增大等因素影響，我國紡織印染行業(yè)正受到節(jié)能、環(huán)保、城市發(fā)展規(guī)劃等方面的制約。為了實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展，紡織印染行業(yè)必須重視節(jié)能減排措施的全面應(yīng)用。因此，有必要研究紡織印染行業(yè)的常見節(jié)能減排措施。

1 紡織印染行業(yè)節(jié)能減排的基本路徑

紡織印染行業(yè)節(jié)能減排的基本路徑可細(xì)分為三個方面，包括源頭控制、余熱回收、環(huán)境管理。

1.1 源頭控制

紡織印染行業(yè)節(jié)能減排需要從源頭控制入手，具體涉及淘汰落后的設(shè)備和工藝、優(yōu)選環(huán)保型染料及助劑、推廣節(jié)能減排工藝、引進(jìn)節(jié)水型先進(jìn)設(shè)備。淘汰落后的設(shè)備和工藝主要涉及15年以上使用時間的生產(chǎn)設(shè)備、74型染整生產(chǎn)線、間歇式染色設(shè)備（存在大于1∶10的浴比）、傳統(tǒng)平網(wǎng)印花機(jī)，能耗較高的短環(huán)烘燥定型機(jī)、熱熔燃熱機(jī)等工藝設(shè)備也需要淘汰；優(yōu)選環(huán)保型染料及助劑需要設(shè)法提升助劑和染料的吸附能力，以此優(yōu)選高效的染料和前處理劑，坯布染色的色牢度也需要設(shè)法降低，并同時降低進(jìn)入廢水的染料及助劑含量；推廣節(jié)能減排工藝需要關(guān)注高效短流程、生物酶處理前處理工藝，冷軋前處理等工藝也需要得到重視，輔以數(shù)碼噴墨印花技術(shù)、無水涂料印花技術(shù)、超聲波染色清潔技術(shù)，污染的源頭控制能夠更好實現(xiàn)；引進(jìn)節(jié)水型先進(jìn)設(shè)備也能夠較好滿足節(jié)能減排需要，如連續(xù)逆流水洗機(jī)、超聲波水洗機(jī)、色流染色機(jī)等，其中，氣流染色機(jī)可縮短至少50%的染色時間。此外，升級改造溢流染色機(jī)也能實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，比如，配合應(yīng)用布液完全分離系統(tǒng)，溫度升高過程中的冷卻水和蒸汽用量將大幅降低[1]。

1.2 余熱回收

印染加工過程中的余熱回收同樣需要得到重視，高溫?zé)釓U水余熱、蒸汽冷凝水余熱、定型機(jī)廢氣余熱等均具備較高的回收利用價值，單位產(chǎn)品的能源消耗可通過余熱回收大幅降低。對于高溫?zé)釓U水余熱，考慮到煮練、漂白、退漿、絲光等生產(chǎn)環(huán)節(jié)一般存在50～80 ℃的水溫需求，同時排水量較大，而高溫?zé)釓U水中存在大量熱能，可選用配套熱交換設(shè)備進(jìn)行余熱回收，通過應(yīng)用高溫廢水提升工藝用水的溫度，順利實現(xiàn)節(jié)能目的；對于蒸汽冷凝水余熱，考慮到蒸汽消耗在紡織印染行業(yè)中的占比一般在80%以上，因此要重點關(guān)注蒸汽冷凝水的熱能利用價值；對于定型機(jī)廢水余熱，可基于廢水凈化系統(tǒng)和配套余熱回收裝置進(jìn)行利用[2]。

1.3 環(huán)境管理

基于來源，印染廢水可細(xì)分為印花廢水、染色廢水、退煮漂廢水、水洗廢水、堿減量廢水等，不同工序廢水存在較大的水質(zhì)差別。為降低廢水排放量，提升廢水的綜合利用率，必須做好分支分流、清污分流處理。若堿減量廢水的堿濃度較低，則可以單獨收集和處理，處理后繼續(xù)用于生產(chǎn)。對于處理達(dá)標(biāo)的其他工業(yè)廢水，深度處理后允許重新利用，但需要滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為更好開展環(huán)境管理，還應(yīng)關(guān)注助劑和燃料品種、用量對產(chǎn)品帶來的影響，這種影響在紡織印染行業(yè)的成本控制、節(jié)能減排方面也有直觀體現(xiàn)，比如，廢水排放的后續(xù)處理負(fù)荷直接受到染料與助劑的用量影響。人工稱量及配比屬于傳統(tǒng)紡織印染企業(yè)的常用方法，由此確定的染料、助劑用量在精確性和穩(wěn)定性方面很容易出現(xiàn)欠缺。因此，紡織印染企業(yè)要設(shè)法規(guī)范相關(guān)操作，以此節(jié)約染料和助劑，降低自身生產(chǎn)對環(huán)境的影響[3]。

2 紡織印染行業(yè)節(jié)能減排具體措施

基于上述分析，下面圍繞三方面介紹紡織印染行業(yè)節(jié)能減排具體措施。

2.1 供熱相關(guān)的節(jié)能減排措施

紡織印染行業(yè)節(jié)能減排需要從供熱入手，相關(guān)企業(yè)要開展清潔能源替代煤炭探索，這與各地環(huán)境管理力度不斷加大存在直接關(guān)聯(lián)。隨著天然氣管道的覆蓋面積不斷擴(kuò)大，天然氣替代煤可有效提升紡織印染行業(yè)能源利用效率，企業(yè)可直接使用外供蒸汽（集中供熱條件）。天然氣鍋爐可安裝煙氣換熱器或冷凝式鍋爐，以此充分利用排煙熱量，獲得93%以上的鍋爐熱效率，相較于80%以下的燃煤鍋爐熱效率，天然氣鍋爐的應(yīng)用優(yōu)勢明顯。基本不含硫的天然氣無須設(shè)置煙氣脫硫設(shè)施，系統(tǒng)電耗能夠進(jìn)一步降低，燃?xì)庵苯尤紵岬亩ㄐ蜋C(jī)也能夠減少管道輸送熱損失和有機(jī)熱載體鍋爐熱轉(zhuǎn)換；紡織印染企業(yè)的小型燃煤導(dǎo)熱油爐也可由中壓蒸汽集中供熱取代，對于較高的紡織品定型溫度來說，以往熱源多采用導(dǎo)熱油，為實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，可將熱電企業(yè)利用汽輪機(jī)背壓或抽汽得到的低壓過熱蒸汽作為后整理熱源，這類過熱蒸汽的溫度較高、壓力較低、比熱較低，可實現(xiàn)在相變狀態(tài)的大量放熱，但定型機(jī)由低壓蒸汽供熱僅能夠獲得120～150 ℃溫度，無法滿足多數(shù)紡織品定型溫度需要。圍繞蒸汽壓力提高的中壓或次中壓蒸汽進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，飽和溫度在釋放潛熱時處于210～250 ℃，定型溫度在應(yīng)用次中壓蒸汽、中溫中壓蒸汽時分別能夠維持在150～180 ℃、210～250 ℃，所有紡織定型要求可基本得到滿足。通過發(fā)電用蒸汽為定型機(jī)提供熱源，發(fā)電量會出現(xiàn)一定減少，過高的蒸汽壓力使得凝結(jié)水（放熱后）壓力較高，大量二次蒸汽會在降壓后釋放，因此要關(guān)注冷凝水熱量回收。圖1為冷凝水密閉式兩級閃蒸裝置，該裝置可較好實現(xiàn)冷凝水熱量回收，能夠提高10%以上的蒸汽利用率并回收利用冷凝水，紡織印染行業(yè)的節(jié)能減排目標(biāo)可由此更好實現(xiàn)[4]。

圖1 冷凝水密閉式兩級閃蒸裝置示意圖

2.2 印染相關(guān)的節(jié)能減排措施

對于紡織印染企業(yè)來說，印染屬于主要耗能工序，該工序會產(chǎn)生大量污染物，其節(jié)能減排需要關(guān)注新型技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用。

作為一種高效節(jié)能節(jié)水技術(shù)，超低浴比染色技術(shù)近年來在紡織印染行業(yè)的應(yīng)用日漸廣泛。圍繞基于多管道單風(fēng)機(jī)設(shè)計的傳統(tǒng)氣流染色機(jī)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，各管供風(fēng)需要經(jīng)過冗長的分風(fēng)管道，風(fēng)量不均、阻力明顯等不足會直接降低供風(fēng)效能，為得到均勻的每管染色效果，要進(jìn)行大風(fēng)量供風(fēng)，能耗自然隨之增加。而對于采用多管獨立供風(fēng)氣流染色機(jī)的超低浴比染色技術(shù)來說，獨立風(fēng)機(jī)與染色機(jī)的染色管、噴嘴相連接，獨立的吸風(fēng)管道配置使得各風(fēng)機(jī)的送風(fēng)阻力有效降低，節(jié)能運(yùn)行的風(fēng)機(jī)自然能夠較好地服務(wù)于紡織印染企業(yè)的節(jié)能減排，同時大幅降低的浴比同步減少蒸汽用量，這使得該技術(shù)在節(jié)電、節(jié)水、節(jié)蒸汽方面均具備顯著優(yōu)勢，存在40%以上的綜合節(jié)能率。

印染廢水余熱回收技術(shù)同樣能夠較好地為紡織印染企業(yè)的節(jié)能減排提供支持。大量蒸汽會在紡織印染過程中消耗，主要涉及染色、漂白、洗滌等工序，同時8%～10%的熱量（蒸汽提供）因設(shè)備散熱而損耗，工藝?yán)鋮s水會帶走20%的熱量，廢水會將其余熱量排放，這使得一般存在50 ℃以上的廢水溫度。部分企業(yè)甚至存在60～70 ℃的廢水溫度，因此紡織印染企業(yè)可設(shè)置水-水換熱器，部分回收廢水熱量，清水升溫后進(jìn)入染缸即可降低蒸汽耗量。按溫度高低分類收集廢水是印染廢水余熱回收技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，為更好實現(xiàn)節(jié)能目的，可將連續(xù)過濾設(shè)備安裝于換熱器前，有效運(yùn)行的余熱回收裝置將更好地服務(wù)企業(yè)。

冷軋堆前處理技術(shù)同樣屬于印染相關(guān)的節(jié)能減排措施。為提高染色的成功率，紡織印染企業(yè)需要在染色前進(jìn)行布料的前處理。冷軋堆前處理技術(shù)便屬于常用的技術(shù)形式，但該技術(shù)在很多小規(guī)模紡織印染企業(yè)中并未普及，傳統(tǒng)的染色機(jī)內(nèi)氧漂處理仍應(yīng)用于很多企業(yè)中。通過無壓痕軋車軋液后冷堆數(shù)小時，冷軋堆前處理技術(shù)即可實現(xiàn)纖維上的雜質(zhì)和色素氧化，該技術(shù)存在開幅加工和圓筒加工兩種形式，相較于染色機(jī)內(nèi)氧漂處理技術(shù)，冷軋堆前處理技術(shù)可實現(xiàn)20%～60%的水電汽節(jié)約，同時可實現(xiàn)20%左右的染料節(jié)約，并具備設(shè)備簡單工藝流程短、無須進(jìn)行烘干和汽蒸、環(huán)境污染小、節(jié)約能源、上色率高、高固色率、浴比小、污水排放量小等優(yōu)點，適用于張力敏感及染不透的小批量、多品種生產(chǎn)。

此外，考慮到紡織行業(yè)存在色彩條理化和豐富多樣化的發(fā)展趨勢，還應(yīng)不斷推進(jìn)染印方式的升級，并在升級過程中響應(yīng)國家提出的綠色發(fā)展號召，由此開發(fā)和測驗各類軟硬技術(shù)，積極研發(fā)和引進(jìn)新型技術(shù)，如引進(jìn)數(shù)碼印花真機(jī)淘汰傳統(tǒng)設(shè)備。其間，紡織印染企業(yè)需要改變自身的經(jīng)營和銷售模式，有效滿足消費(fèi)者需求，以此推進(jìn)數(shù)字化染印技術(shù)發(fā)展，更好地適應(yīng)激烈的市場競爭。

2.3 定型相關(guān)的節(jié)能減排措施

定型同樣屬于紡織印染企業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為實現(xiàn)該環(huán)節(jié)的節(jié)能減排，要重視天然氣直燃加熱技術(shù)的應(yīng)用。紡織印染企業(yè)定型機(jī)供熱介質(zhì)多選擇導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油鍋爐燃燒多使用燃料油或燃煤，通過加熱導(dǎo)熱油向各定型機(jī)熱交換器輸送，循環(huán)風(fēng)加熱即可由熱交換器完成。而對于能夠取代定型機(jī)導(dǎo)熱油的天然氣直接燃燒鍋爐供熱來說，作為燃料的天然氣能夠為定型機(jī)提供熱風(fēng)加熱的熱源，具備80%以上的系統(tǒng)運(yùn)行效率，相較于導(dǎo)熱油系統(tǒng)，天然氣直燃加熱技術(shù)的應(yīng)用能夠提升30%以上的能源利用效率。

另外，廢氣余熱回收技術(shù)也能夠滿足紡織印染企業(yè)定型環(huán)節(jié)的節(jié)能減排需要，如回收定型機(jī)排出的廢熱氣體熱能，通過將該熱能傳輸至定型機(jī)烘箱內(nèi)，定型環(huán)節(jié)的節(jié)能即可順利實現(xiàn)。這種“氣-氣”換熱方式一般選擇熱管換熱器作為換熱器。高溫廢煙氣從定型機(jī)排出后，熱量可在換熱器的吸熱側(cè)放出，熱管負(fù)責(zé)將該熱量快速傳遞到換熱器的放熱側(cè)，換熱器的放熱側(cè)通過的新鮮空氣會吸收熱量，吸收熱量被加熱后會因負(fù)壓吸入烘箱內(nèi)，節(jié)能目的可順利實現(xiàn)。也可回收定型機(jī)排出廢熱氣體熱能進(jìn)行水的加熱，通過“氣-水”換熱方式達(dá)成節(jié)能目標(biāo)，列管換熱器屬于常用換熱器，通過清水與換熱器的熱交換，高溫廢煙氣加熱的清水最終匯入熱水箱，染色環(huán)節(jié)的能耗可有效降低，紡織印染企業(yè)生產(chǎn)流程的節(jié)能減排目標(biāo)也可更好實現(xiàn)。

3 結(jié)論

紡織印染行業(yè)節(jié)能減排措施的選用具有較高現(xiàn)實意義。本文分別討論了供熱、印染和定型相關(guān)的節(jié)能減排措施，直觀地展示了節(jié)能減排路徑。當(dāng)前，為更好地滿足紡織印染行業(yè)的發(fā)展需要，要重視工藝設(shè)計、設(shè)備選擇、建筑設(shè)計等方面的優(yōu)化工作。