摘要:简述了我国印染行业耗能和耗水的现状,提出采取节能减排措施的必要性;介绍了与节能减排有关的印染新工艺和新设备,以及高效环保染化料及助剂。
关键词:印染工业;节能;减排
近5年来,中国印染业产值和产量平均增长约为17%,发展迅速,但平均利润率却只有3%左右〔1〕。说明我国的印染行业仍然存在产品档次较低、附加值不高、加工技术创新不足、设备相对落后、能源消耗巨大、环境污染严重、清洁生产推进缓慢等问题。近几年,由于国家对环保方面的重视,且受到全球竞争、生态平衡、成本控制等因素的影响,印染行业的发展越来越多地受到环境和资源的制约,迫使印染行业正逐步从过去的粗放型、劳动密集型产业向集约型、资本密集型产业转变。推行节能减排、提高产品研发和技术创新能力,对现有设备进行改造等是改变目前现状,实现可持续发展战略的有力措施。
1·印染业能耗和污染概况
据国家统计局统计,2005年规模以上企业的印染布产量362.15亿米〔2〕,2006年全国规模以上企业的印染布产量430.30亿米〔3〕。2007年全国规模以上企业的印染布产量506.84亿米〔1〕。由此可见,我国印染产品的产量每年以两位数递增。然而,印染产品产量大幅增加却是以高耗能、高污染为代价得来的。
纺织印染行业排放的印染废水是我国工业系统中重点污染源之一。据中国印染行业协会的不完全统计,全国印染行业年耗水量达95.48亿吨,新鲜水取用量居全国各行业第二位,排放的印染废水总量位于全国各工业部门排放的总量第六位〔1〕。印染废水排放量占纺织工业废水排放量的80%,同时废水回用率只有7%(纺织全部10%),是所有行业中最低的〔4〕。印染生产加工过程中的能耗构成以热能为主,30%~40%用于烘燥,25%~35%用于洗涤,10%~15%用于蒸煮,8%~12%用于高温热处理,5%~10%用于其他;其中蒸汽占印染总能耗的80%以上〔5〕。据不完全统计,我国纺织行业的年总能耗为6867万吨标准煤〔1〕,由于高温排液量大,热能利用率只有35%左右〔1,5〕,使得能源产生了极大的浪费。每百米布用电量约为18 kW·h,并且随着每年年产量的增加,耗电量也大幅增加。与国外相比,我国印染企业总体上单位产品取水量是发达国家的2~3倍,能源消耗量则为3倍左右。印染产品增长方式仍以粗放型为主,多数产品缺乏高科技含量,产品平均价格较低,仍以量取胜。
在印染企业中,水、电、煤能源成本占总成本的40%左右,仅次于染化料。目前水资源日益短缺,能源紧张,能源费用直线上涨,增大了印染企业的生产成本,必须采用节能措施。另外,印染废水具有水量大、有机污染物含量高、难降解物质多、色度深、碱性大、水质变化大以及组分复杂等特点,属难处理的工业废水。印染废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等,其中染料中的硝基和胺基化合物,以及铜、铬、锌、砷等重金属元素,具有较大的生物毒性,严重污染环境〔6〕。印染废水的色度较高,用一般的生化法难以去除。排入水体也会造成水体透光率和水体中气体溶解度的降低,会影响水中各种生物的生长。从而破坏水体的纯度和水生生物的食物链,最终将导致水体生态系统的破坏,使得环境污染不断恶化。故在采取节能措施的同时,还必须有环保意识和污染处理手段。
在印染行业与国际化接轨日益紧密的今天,节能环保已成为印染行业发展的导向,开发先进的节能减排技术和装备越来越重要。抓好企业的节能减排、清洁生产、水资源的重复利用,是当前印染行业的当务之急。采用高效、低耗、短流程前处理工艺和装备,提高加工效率、降低消耗、节约染化料、改善生态环境的新工艺,特别是节水、节能、少污染的印染工艺技术等等势在必行。
2·节能减排印染新工艺、新技术采用
节能减排的印染工艺具有短流程、少污染、提高染化料的利用率,节约用水和能量,节约成本等特点。如酶法工艺技术、冷轧堆工艺技术、短流程工艺技术、二氧化碳流体染色技术、涂料印染、微胶囊技术、微悬浮体染色等。
2.1短流程和冷轧堆工艺
在印染加工工艺中,前处理是印染产品质量的基础,是印染加工耗水、耗能的大头,其耗水量约为全部的60%以上,而污染程度要占70%以上〔7〕。因而采用高效、低耗、短流程前处理工艺和装备很重要。
根据不同品种和要求,可将前处理退、煮、漂三步常规工艺改革为高效短流程。目前采用较多的短流程工艺是一步法或二步法工艺。近年来已出现退煮、煮漂、退煮漂、漂染整、退煮漂汽蒸一步法工艺等等。这些工艺配合低浓度处理液和高给液装置,可以解决常规冷轧堆工艺中化学药品的浪费,减少废水的排放〔8〕。
染色工艺经常需要较高温度上染和固色,能耗大、工序长。采用冷轧堆染色可降低生产成本、节能降耗。冷轧堆染色工艺对织物品种适应性好,目前在绒类织物、弹力织物、细平布、卡其染色得到广泛的应用。冷轧堆染色设备流程短,由于无中间烘燥、汽蒸,不会出现轧烘轧蒸工艺或烘焙工艺常见的色差和泳移弊端〔9〕。
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