棉氨针织染整项目改造与清洁生产节能降耗

尤近仁

江苏省纺织工程学会染整专业委员会

近年来，随着国内外市场需求的变化，产品档次的不断提高，以棉氨纶、黏氨纶、TC、TR以及CVC等为原料的针织面料受到消费者的欢迎，针织行业出现了新—轮产品结构调整。一些企业已经进行和正在进行针织染整项目的技术改造。技改项目是—个系统工程，涉及工艺路线、设备配置、实施方案、清洁生产、节能降耗、生产用水以及废冰处理等多力面问题。现就棉氢针织产品的染整改造项目进行探讨。

1工艺路线和设备配置

1.1染整工艺路线

坯布检验→预定形→(缝边) →染色→(拆缝) →脱水(或轧水) →烘干→(轧液) →二次定形→检验成卷→包装入库。

1.1.1棉氨针织物预定形后有两种做法

重新缝边成圆筒状染色或不缝边平幅染色.。两种工艺各有优缺点，前者可采用干定形，定形速度陕，布面平整度较差，易卷边，所以要缝边；后者采用轧水定形，布面较平整，不易卷边，可以省略缝边和剖幅(或拆缝)工序。

1.1.2染色之后也有两种做法

—种比较传统的做法采用离心脱水机脱水，然后进行退捻开幅；现在比较流行退捻剖幅轧水机，它的优点是减轻了劳动强度，提高了工作效率，减少了染色坯布的细绉纹。

以上是常规的工艺路线，有特殊工艺要求的订单，则需恨据具体情况作出调整。

1.2设备配置

工艺路线确定之后，根据产品品种及产量合理选型，确定设备配置。需要配套的主机主要有：高温高压染色机、常温染色机、定形机、烘干机以及退捻剖幅轧水机(或离心脱水机+退捻开幅机)等。

1.2.1松式加工设备是选型的出发点

由于针织面料的染整加工需要在低张力的状态下进行，所以应选择松式加工设备。如染色。机缸内坯布的提升被不宜过高；定形机应有足够的超喂量和中间托布装置；

1.2.2染色机的降耗和保证染色的重现性

在满足质量要求的前提下，为了减少水、蒸汽及染化料助剂的消耗，应当选择低浴比的染色设备。为了减少缸差，保证染色的重现陛，尽可能减少操控的人为因素，采用电脑程控是非常必要的。

1.2.3整理机的降耗

定形机和烘干机的设备门幅应尽量与加工门幅相匹配，如果设备门幅过大，箱体内热量过剩会增加能耗。定形机浆切边装置应选择在针板洞眼外侧的，这样布重损耗较小。

1.2.4不绣钢材质的选择

不锈钢的材质直接关系到染色机的使用性能和寿命。目前普遍采用高度抗腐蚀不锈钢NTK316(或316L)，它的化学成分是Cr 17％～19％、Ni 1O％～14％、Mo 1.75％～2.75％、C<0.08％的奥氏体，特点是含2％～3％钼，增加了不锈钢奥氏体的稳定性，耐腐蚀性较好。也有厂家为了降低成本采用NTK304制作，它的成分是Cr 18％～20％、Ni 8％～12％、C<O.08％的奥氏体，特点是不耐腐蚀，焊接过程中易转变为马氏体，比较不耐用，而且一旦出现腐蚀、细裂缝，很难通过焊接去修补，只能报废，所以在订购设备时一定要确认接触染液部分的不绣钢材质[1]。

1.2.5变频装置的采用

变频装置在染整设备上已普遍采用，如染色机的织物提升系统、主泵变速控制(通过控制流量来实现喷嘴压力调节)；定形机的主传动、热循环风机、排风机、上下入布(超喂)轮驱动以及上浆机主动辊等；烘干机的主传动以及机前机后网带同步传动；退捻剖幅轧水机、离心脱水机的主传动等。有了变频装置调速方便，有利于设备同步运行和织物低张力的要求，不能省却。

综上分析，设备的选择和采购，不取决于设备厂商的价格竞争，而在于优良的材质，有效的功能和先进合理的配置。我们认为较适合棉氨针织面料的高温高压染色机以亚矶AK-SL系列

2.关于清洁生产和节能降耗问题的探讨

清洁生产的—个基本点就是要清楚原材料(能源)的消耗，在哪里消耗，如何削减原材料(能源)的消耗，这实质上是—个更高层次的节能降耗问题吲。

棉氨针织染整项目改造作为—项技术改造项目，首先需要以清洁生产的理念去指导，这种指导应当贯穿项目的提出、设计、实施、管理和投产等全过程，只有这样才能取得更好的效果。当然，在清洁生产审核中发现的问题，还需要通过不断改进来解决。

2.1冷凝水、冷却水的回用及中水(主要指后道洗布水)的回用

做到水的回用必须要土建设计施工和设备订购两方面结合起来考虑。车间排水沟要清污分流；车间外面要建造冷凝水、冷却水回用池和中水回用池；染色机要有双进、双排功能；建立循环水泵站及供水管网，循环水泵的供水需配备变频恒压系统。它的投入运行对水的重复利用和热能的回收有重大意义。

2.2变频装置的运用

前文1.2.5已经分析了变频装置的普遍运用给针织染整生产在调速、同步、恒张力和低张力等方面带来的好处，它的另—大好处在于通过变频调节大大降低了无效能耗，实现了节电、节能。如在软水处理系统、冷凝水冷却水回用系统、中水回用系统中采用变频叵压供水；燃煤油锅炉的引风机采用变频调速，实现风量调节等，也是节电、节能的措施。

2.3染色废水在锅炉水膜除尘中的应用

作为定形机和烘干机热源的㈣锅炉，在排放的烟气中含有二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害气体及烟尘粒子，对环境造成危害。为了实现烟气的达标(林格曼黑度<1度)排放，采用

2.4杜绝水和能源的跑冒滴漏现象

在技改项目的实施过程中，导热油管、蒸汽管、水管、回用水管、空压管等—切输送管道都是承压管，如果不加注意都有可能造成泄漏，我们要从设计、材料采购(主要是阀门、管件)、安装等各个环节严格把关，精心施工，杜绝跑冒滴漏现象是可以做到的。此外，对于传递热介质(导热油、蒸汽等)的管道做好保温，对节能的意义是非常重大的。要根据不同管径，选择一定厚度的保温材料，对阀门零件的保温也不可忽视。在管线设计中，距离要尽量短，弯道要尽量少，使线路的摩擦阻力和局部阻力损失最小化，从而减少能源的输送损耗。

2.5提高一次成功率的措施

经验表明，提高生产批次的一次成功率，不但提高了产品的—等品率，也可以大大减少因为返工而造成的水、能源、染化料助剂、劳动力以及坯布重量等方面的损耗。抓一次成功率不仅涉及生产环节，还是—个技术改造问题，如称料问配置染料半自动称料系统、染色助剂自动计量系统；打样间配置无管路式自动配液系统、自动测色配色系统以及染色机配置电脑程控系统等等，都大大减少了操作上的人为因素，提高了一次成功率。此外，改善生产用水的水质也十分重要。

2.6降低布重损耗的措施

棉氨针织物染整生产过程中，坯布重量的损耗是难免的，主要是由于染色加工中物理化学过程引起。提高生产的—次成功率减少回修很重要，另—不可忽视的方面是二次定形后的浆切边，应使布边损耗降至最低，好的定形机切边宽度可控制在1.5～2cm。

3.关于生产用水问题的探讨

3.1增加软化及深度净化处理

生产用水&md

关于生产用水的水质问题，特别对中高档产品十分重要，疵布率中的70％与此有关。有些企业全部用软水，其优点是降低磷酸盐用量；可节约染化料10％～30％；品质手感好；设备不易结垢，传热效果好，用水省[3]。更为重要的是提高了工艺一次成功率，水耗、能耗、返工损耗降低了，生产效率提高了。

本人认为，对于棉氨针织物染整用水，增加软化及深度净化处理为佳，其工艺应包含钠离子交换器，活性炭过滤及超滤等，水的混浊度、硬度、色度以及有-机物含量会大为降低[4]。

3.2防止生产用水的二次污染

有些工厂给水管道采用镀锌管，它使用寿命短，其与染色机接口管道的焊缝处还会有大量铁锈渗出，对漂白和染色带来不利影响。为了防止生产用水的二次污染，本人认为，给水主管可用PVC管，车间内管道以及与染色机对接的管道建议采用不锈钢材质(用301不绣钢材质的管道、管件及阀门即可)。

4.关于废水处理的探讨

棉氨针织物染整废水的水量为每吨布80～120 t，水质大致为：pH值9～10、CODcr≤1000mg／L、BOD5≤350 mg／L、SS≤500 mg／L、色度≤600(倍)，不同品种不同工艺可能会有所区别。根据国家排放标准(GB4287-92)表3中的—级标准规定，排放水的CODcr≤1000mg／L。考虑—种经济有效的、符合清洁生产理念的废水处理途径是每个企业睁续发展所不容回避的问题。

目前，印染废水排放通常有三种情况：一是集中污水处理厂处理；二是经过初级处理，使废水的CODcr<350mg／L(或500 mg／L)

a清污分流，实现水的部分回用和节能降能。

b.为了提高排放水的达标率，在工艺设计参数的确定上，如水质、水量的确定；调节池、水解池、接触氧化池及沉淀池的水力停留时间；水解池、接触氧化池的有机负荷；沉淀池的表面负荷等，应留有一定余地。

c.为了提高生化处理的运行水平，在好氧生化工艺(如接触氧化法)中，选用氧转化率较高的微孔曝气器，传质效果好的弹性波纹立体填料以及较先进的三叶罗茨风机；确定系统的充氧条件，控制(或创造)良好的生态条件是十分重要的。

d.如果废水水质的BOD：COD≤O.2(或O.25)，表明水的可生化性较差，仅靠好氧生化处理工艺难于达到预期效果。为了提高废水的可生化性，建议运用不完全厌氧生物处理工艺，它有利于将废水中难降解的物质转化为易降解的物质，为后续好氧处理创造条件。其脱色效果(如活性染料等)及去除有机污染物的毒性都较为理想。

e.注重降低污泥产量。若采用厌氧(兼氧)——好氧生化处理工艺，运用硝化和反硝化技术，实现了污泥的消化，就会大大降低污泥的产量，还能减少混凝剂的用量，降低处理成本，管理较方便，可谓—举多得恻。

5棉氨针织产品染整项目改造实例

5.1设计与实施

笔者于2006年8月中旬着手编著某印染厂的染整项目技改计划。该项目的产品以棉氨、黏氨单面针织纬编面料(30s纱20～30D氨纶纱，针筒直径为30〞～34〞，克重为180～220 g／m2，门幅为150～170 cm)为主，产量为25 t／d或750 t／月，产品以欧盟为主，全部外销。供电装机容量为l 000 KVA(已为开发二期留有余地)，热网管蒸汽量为150"～200 t／d，生产用水量为2 500m3/d，允许污水排放量为2 300m3／d(由集中污水处理厂处理

项目实施方案于2006年9月10日完成，内容包括：主机设备配套明细表、主要动力及辅助配套设施明细表、主要建筑物构筑物配套明细表、附房设施配套表、人员配套计划、子工程项目分解以及工程进度实施计划等等。

于2006年9月中旬进入项目实施阶段，由于运用了统筹法指导施工，尽可能进行子工程盼平行作业，中间虽连遭大以及土建工程进展延误等不利情况，影响了项目的推进速度，最后，通过各方力还是于2007年元月28日实现了一次性投产成功。整个改造项目耗时约5个月，为早出效益争得了时间。

5.2投产情况

该项目投产至今约4个月，其各项资源消耗和污染物产生指标，经与HJ／T 185-2006《清洁生产标准 纺织业(棉印染)》及GB 4287—1992《纺织染整工业水污染排放标准》对照[6]，列表如下：

针织印染产品资源；消耗和污染物产生指标对比表

目前蒸汽消耗量为每吨布4.5 t(已包含在耗标煤量中)。坯布一等品率>95％，布重损耗≤8％。由此看来，与国家标准对照，实际完成隋况已达到或接近一级标准。相信，假以时日达到国家清洁生产新的技术标准的—级水平是有可能的。

6.结论

6.1棉氨针织产品染整工艺路线确定之后，根据产品品种及产量合理选型，确定设备配置是技术改造项目的关键—步。设备的选择和采购不取决于设备厂商间的价格竞争，而在于优良的材质、切实有效的功能和先进合理的配置。

6.2棉氨针织产品染整项目作为技改项目，需要以清洁生产的理念去指导，这种指导应当贯穿项目的提出、设计、实施、管理和投产等全过程，这实质上是—个更高层次的节能降耗课题。

6.3棉氨针织产品染整生产用水，应考虑通过软化和深度净化处理来改善水质；防止水质的二次污染，对于提高产品品质和档次以及节能降耗都是十分重要的。

6.4为了染整废水处理后的达标排放和实

6.5运用上述理念和方法，经过对棉氨针织产品染整项目改造的实施，仅用5个月时间实现了一次投产成功。又经过仅4个月时间的投产运行，达到或接近国家清洁生产的—级标准。表明项目是成功的，以上探讨是可行的和有价值的。

参考文献

[1]尤近仁 高温高压染色机泵和不锈钢材料的选择(J)，印染机械1989.5.3.6

[2]杨爱民 正确对待清洁生产过程的问题第四届全国清洁生产节能降话沦文集(C)黄山2007.17

[3]奚旦立 印染行业实施清洁生产的途径第四届全国清洁生产节能降耗论文集(C)黄山2007.35

[4]尤近仁 水质对棉针织物漂染质量的影响(J)，针织工业1994.3.20-23

[5]尤近仁 生物厌氧——好氧处理在印染废水治理中的应用(J)，印染2006.16.33

[6]杨爱民 《清洁生产标准纺织业(棉印染)》解读第四届全国清洁生产节能降耗论文集(C)黄山2007.117-118