紡織工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)初探

阮榮鐘

（尤溪縣輕紡行業(yè)管理站，福建 三明 365100）

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(shí)促進(jìn)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(shí)例，認(rèn)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(jìn)行無害化處理，既可達(dá)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(shí)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(jìn)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(duì)于節(jié)約消耗和節(jié)能減排主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(dāng)積極配合各級(jí)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(gè)方面是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要整個(gè)紡織行業(yè)上下和社會(huì)各方達(dá)成共識(shí)、共同推進(jìn)才能得以實(shí)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(xì)化還需要政府主管部門、行業(yè)主管部門和科學(xué)技術(shù)進(jìn)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(duì)紡織工業(yè)廢水進(jìn)行二次回收和循環(huán)利用，再進(jìn)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(duì)于紡織工業(yè)企業(yè)來說，一方面可通過對(duì)印染廢水進(jìn)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(duì)紡織工業(yè)產(chǎn)生的廢料（染料和殘?jiān)┻M(jìn)行優(yōu)化綜合處理，使其達(dá)到國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能減排[5-6]。

2 紡織工業(yè)企業(yè)對(duì)節(jié)能減排技術(shù)及方法的運(yùn)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(shí)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(jìn)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(fèi)，減少二氧化硫和二氧化碳的排放。

我國處于經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段，各項(xiàng)原材料和各種能源消耗不斷增加，同時(shí)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，紡織工業(yè)企業(yè)通過產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)、技術(shù)設(shè)備革新、工藝水平改進(jìn)、機(jī)械化和自動(dòng)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(jìn)步。

3 針織品印染廢水處理和回用進(jìn)行無害化處理實(shí)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(qiáng)、難降解、pH 值波動(dòng)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(jī)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(duì)此種印染廢水進(jìn)行處理時(shí)，根據(jù)不同處理工藝流程，常常采用物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法、生物化學(xué)法和膜處理法進(jìn)行相應(yīng)治理，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)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(shí)現(xiàn)印染廢水提取染料與廢水的二次利用，并通過云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互，通過算法實(shí)現(xiàn)印染的最優(yōu)順序的排列，同時(shí)通過云管理系統(tǒng)對(duì)分離出的染料進(jìn)行統(tǒng)一入庫，具有快速檢索功能。

圖1 針織品印染廢水無害化處理示意圖

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(jī)物濃度大，色度高，污染強(qiáng)。采用先進(jìn)的處理技術(shù)對(duì)印染廢水進(jìn)行處理，分別實(shí)現(xiàn)染料和廢水的有機(jī)分離，目前對(duì)這類廢水經(jīng)濟(jì)有效的處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了廢水達(dá)標(biāo)排放和染料的回收。

3.2 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)

采用云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)在染色加工中實(shí)時(shí)在線監(jiān)控狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于針織品染色的安排和印染廢料的回收管理、檢測。同時(shí)，對(duì)各組分染料的配比自動(dòng)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(jì)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(yùn)行費(fèi)用低、產(chǎn)生效益高、投資回報(bào)周期短、操作簡單、維護(hù)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(shí)現(xiàn)資源回收、減排減廢、節(jié)約處理費(fèi)用等目的。

3.4 推廣應(yīng)用

項(xiàng)目成功實(shí)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(shí)，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(píng)和認(rèn)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(xiàng)目有利于企業(yè)的長期發(fā)展，通過本項(xiàng)目的實(shí)施，發(fā)展“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”和建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”[9]社會(huì)是紡織工業(yè)企業(yè)持續(xù)發(fā)展必須做好的一項(xiàng)重要工作。

4 新型雙缸無管路中樣染色機(jī)節(jié)能減排技術(shù)實(shí)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(jī)，提高放樣成功率。然而目前在印染行業(yè)中使用的機(jī)型均為傳統(tǒng)型溢流中樣染色機(jī)，此設(shè)備為單個(gè)染色缸，染色過程中需要大量的水才能運(yùn)轉(zhuǎn)；染色時(shí)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(jī)器結(jié)構(gòu)龐大，機(jī)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(duì)色；浴比大帶來了升溫、冷卻時(shí)間長等問題，浪費(fèi)了水和電資源，同時(shí)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(jī)，既能達(dá)到染色一次就準(zhǔn)確、浴比小，又能降低能耗、提高工作效率，且達(dá)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(shí)驗(yàn)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(jī)構(gòu)，并有一支經(jīng)驗(yàn)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(duì)伍；其用戶遍及各大科研機(jī)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(yuǎn)銷泰國、印尼、越南等地區(qū)。針對(duì)傳統(tǒng)中樣染色機(jī)存在的對(duì)色不準(zhǔn)、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(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列創(chuàng)新改進(jìn)，研制出一種染色一次準(zhǔn)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(jī)，染色更加接近生產(chǎn)實(shí)際，染色一次成功率提高到99%，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，已申請(qǐng)并獲得國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予的5 項(xiàng)專利，其中發(fā)明專利一項(xiàng)（專利號(hào)：201310065272.5），填補(bǔ)了國際上的空白。

新型雙缸無管路中樣染色機(jī)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(tái)環(huán)保節(jié)能新型雙缸無管路中樣染色機(jī)，這種新型雙缸無管路中樣染色機(jī)解決了傳統(tǒng)中樣機(jī)困擾行業(yè)的8 個(gè)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(dá)到1:25，同時(shí)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(jī)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(jì)不合理，機(jī)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(duì)色；其八，其染色過程中耗電量大，達(dá)到了20kw/缸。

新型雙缸無管路中樣染色機(jī)在節(jié)能減排技術(shù)方面的創(chuàng)新主要有以下幾點(diǎn)。

第一，創(chuàng)新的雙缸設(shè)計(jì)。全國首次設(shè)計(jì)并成功研究開發(fā)出新型雙缸無管路中樣染色機(jī)，解決了傳統(tǒng)單缸的問題。新型雙缸無管路中樣染色機(jī)具有兩個(gè)染色缸，每個(gè)染色缸內(nèi)安裝了兩個(gè)導(dǎo)布輪，可同時(shí)染兩種顏色，減少了試驗(yàn)樣布浪費(fèi)，省時(shí)省水省電，提高生產(chǎn)效率。

第二，節(jié)水的噴嘴設(shè)計(jì)。為了降低浴比，對(duì)噴嘴進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，噴嘴機(jī)構(gòu)，包括噴嘴本體、主進(jìn)水管。噴嘴本體設(shè)計(jì)為長方形噴嘴，擋水板根據(jù)壓力大小自動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)降低到5kg 就可達(dá)到運(yùn)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(jì)。機(jī)身上左右并排設(shè)置有兩個(gè)單獨(dú)染色缸。新型雙缸無管路中樣染色機(jī)染缸設(shè)計(jì)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(jī)采用的新型無管路設(shè)計(jì)。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(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，方便放于實(shí)驗(yàn)室使用。

第六，新型雙缸無管路中樣染色機(jī)采取了最低的布容量設(shè)計(jì)。新型雙缸無管路中樣染色機(jī)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(jī)機(jī)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(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)，新型雙缸無管路中樣染色機(jī)在染色缸貼保溫棉，染色缸通過機(jī)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(jī)可降低耗能。其由原來20.0kw/缸，降低到目前的6.6 kw/缸，加熱功率小，耗能明顯減少。

新型雙缸無管路中樣染色機(jī)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(dāng)今市場需求的最小浴比的一款環(huán)保節(jié)能型先鋒機(jī)。其技術(shù)性能指標(biāo)高于同類產(chǎn)品，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。因此，新型雙缸無管路中樣染色機(jī)在國內(nèi)外具有良好的競爭力，正在積極推進(jìn)并申報(bào)國家紡織工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的標(biāo)桿產(chǎn)品。

5 結(jié)語

紡織工業(yè)企業(yè)要實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，首先要在服務(wù)新動(dòng)能上著手，既要大力提升服務(wù)能力，又要加大對(duì)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(gè)產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)抱團(tuán)發(fā)展。通過各級(jí)政府和行業(yè)協(xié)會(huì)支持，引入先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，采用自動(dòng)化程度高、節(jié)能降耗的新設(shè)備、新技術(shù)和新工藝，實(shí)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(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的。