紡織工業(yè)節(jié)能減排技術淺析
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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，提出了相關節(jié)能減排技術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)能減排技術實例進行分析，認為采用自動化程度高的節(jié)能降耗新設備、新技術和新工藝等方可實現節(jié)能減排的目的。
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)的生產成本，來實現真正的節(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，降低生產產品成本。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。
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，建設有利于工業(yè)園區(qū)發(fā)展的大鍋爐，要做到并實行統一集中供熱，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，同時生產規(guī)模不斷擴大，紡織工業(yè)企業(yè)通過產品轉型升級、技術設備革新、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)新型的生產工藝流程和節(jié)能、節(jié)電、節(jié)水設備等，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，實現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網技術實現實時交互，通過算法實現印染的最優(yōu)順序的排列，同時通過云管理系統對分離出的染料進行統一入庫，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
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對印染廢水進行處理，分別實現染料和廢水的有機分離，目前對這類廢水經濟有效的處理技術實現了廢水達標排放和染料的回收。
3.2移動互聯網管理系統
采用云計算和移動互聯設備實現工業(yè)企業(yè)在染色加工中實時在線監(jiān)控狀態(tài)，實現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，其運行費用低、產生效益高、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)勢代替了傳統廢水處理工藝。結合給水回用設備，實現資源回收、減排減廢、節(jié)約處理費用等目的。
3.4推廣應用
項目成功實施后，其效果比較顯著，在提高生產效率和產品質量的同時，在節(jié)能減排、清潔生產方面收益較大，目前已應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，在已推廣應用的企業(yè)生產中，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)經濟”和建設“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)能減排技術實例分析
近年來，我國染整設備企業(yè)先后仿造大樣生產設備開發(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型溢流中樣染色機，此設備為單個染色缸，染色過程中需要大量的水才能運轉；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，機器結構龐大，機身及管道外露，熱損耗大；管道長且轉角多，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，且達到國家倡導的節(jié)能減排要求。福建省某某染整設備科技有限公司，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)染整設備。該公司擁有中試實驗室、高效節(jié)能數字化染整設備關鍵技術研發(fā)中心等研發(fā)機構，并有一支經驗豐富且長期從事印染設備制造、安裝調試及售后服務的專業(yè)隊伍；其用戶遍及各大科研機構、大中專院校及各大紡織印染和服裝企業(yè)；其產品遠銷泰國、印尼、越南等地區(qū)。針對傳統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，該公司技術攻關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，染色更加接近生產實際，染色一次成功率提高到99%，各項性能指標達到國際領先水平，已申請并獲得國家知識產權局授予的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市場需要和國家所倡導的節(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中樣機困擾行業(yè)的8個關鍵技術問題：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,機器結構龐大，不利于節(jié)約土地資源；其五，其染色設備設計不合理，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)能減排技術方面的創(chuàng)新主要有以下幾點。第一，創(chuàng)新的雙缸設計。全國首次設計并成功研究開發(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，每個染色缸內安裝了兩個導布輪，可同時染兩種顏色，減少了試驗樣布浪費，省時省水省電，提高生產效率。第二，節(jié)水的噴嘴設計。為了降低浴比，對噴嘴進行重新設計，噴嘴機構，包括噴嘴本體、主進水管。噴嘴本體設計為長方形噴嘴，擋水板根據壓力大小自動調節(jié)噴水量，這樣能夠確保染色用循環(huán)水噴在布匹上，保證了產品質量，使產品的浴比由原來的1:25減為1:4，由原來需要50kg以上的水才可運轉降低到5kg就可達到運轉條件，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，新型的缸體設計。機身上左右并排設置有兩個單獨染色缸。新型雙缸無管路中樣染色機染缸設計為方形染缸，染缸是無管路型，染色缸前面設置有門蓋，門蓋上設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計。由于染色缸內無管路，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，機器結構緊湊，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。其技術性能指標高于同類產品，達到國際領先水平。因此，新型雙缸無管路中樣染色機在國內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)能減排技術的標桿產品。
5結語
紡織工業(yè)企業(yè)要實現節(jié)能減排，首先要在服務新動能上著手，既要大力提升服務能力，又要加大對紡織工業(yè)技術創(chuàng)新的扶持力度，加快使用“互聯網+紡織工業(yè)”的步伐；發(fā)揮紡織工業(yè)各個產業(yè)集群優(yōu)勢，實現抱團發(fā)展。通過各級政府和行業(yè)協會支持，引入先進科學技術，采用自動化程度高、節(jié)能降耗的新設備、新技術和新工藝，實現以最小的資金、最快的速度完成企業(yè)的技術改造等，方可實現節(jié)能減排目的。
作者:阮榮鐘 單位:尤溪縣輕紡行業(yè)管理站