摘要:簡述了我國印染行業耗能和耗水的現狀,提出采取節能減排措施的必要性;介紹了與節能減排有關的印染新工藝和新設備,以及高效環保染化料及助劑。
關鍵詞:印染工業;節能;減排
近5年來,中國印染業產值和產量平均增長約為17%,發展迅速,但平均利潤率卻只有3%左右〔1〕。說明我國的印染行業仍然存在產品檔次較低、附加值不高、加工技術創新不足、設備相對落后、能源消耗巨大、環境污染嚴重、清潔生產推進緩慢等問題。近幾年,由于國家對環保方面的重視,且受到全球競爭、生態平衡、成本控制等因素的影響,印染行業的發展越來越多地受到環境和資源的制約,迫使印染行業正逐步從過去的粗放型、勞動密集型產業向集約型、資本密集型產業轉變。推行節能減排、提高產品研發和技術創新能力,對現有設備進行改造等是改變目前現狀,實現可持續發展戰略的有力措施。
1·印染業能耗和污染概況
據國家統計局統計,2005年規模以上企業的印染布產量362.15億米〔2〕,2006年全國規模以上企業的印染布產量430.30億米〔3〕。2007年全國規模以上企業的印染布產量506.84億米〔1〕。由此可見,我國印染產品的產量每年以兩位數遞增。然而,印染產品產量大幅增加卻是以高耗能、高污染為代價得來的。
紡織印染行業排放的印染廢水是我國工業系統中重點污染源之一。據中國印染行業協會的不完全統計,全國印染行業年耗水量達95.48億噸,新鮮水取用量居全國各行業第二位,排放的印染廢水總量位于全國各工業部門排放的總量第六位〔1〕。印染廢水排放量占紡織工業廢水排放量的80%,同時廢水回用率只有7%(紡織全部10%),是所有行業中最低的〔4〕。印染生產加工過程中的能耗構成以熱能為主,30%~40%用于烘燥,25%~35%用于洗滌,10%~15%用于蒸煮,8%~12%用于高溫熱處理,5%~10%用于其他;其中蒸汽占印染總能耗的80%以上〔5〕。據不完全統計,我國紡織行業的年總能耗為6867萬噸標準煤〔1〕,由于高溫排液量大,熱能利用率只有35%左右〔1,5〕,使得能源產生了極大的浪費。每百米布用電量約為18 kW·h,并且隨著每年年產量的增加,耗電量也大幅增加。與國外相比,我國印染企業總體上單位產品取水量是發達國家的2~3倍,能源消耗量則為3倍左右。印染產品增長方式仍以粗放型為主,多數產品缺乏高科技含量,產品平均價格較低,仍以量取勝。
在印染企業中,水、電、煤能源成本占總成本的40%左右,僅次于染化料。目前水資源日益短缺,能源緊張,能源費用直線上漲,增大了印染企業的生產成本,必須采用節能措施。另外,印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、難降解物質多、色度深、堿性大、水質變化大以及組分復雜等特點,屬難處理的工業廢水。印染廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質及無機鹽等,其中染料中的硝基和胺基化合物,以及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素,具有較大的生物毒性,嚴重污染環境〔6〕。印染廢水的色度較高,用一般的生化法難以去除。排入水體也會造成水體透光率和水體中氣體溶解度的降低,會影響水中各種生物的生長。從而破壞水體的純度和水生生物的食物鏈,最終將導致水體生態系統的破壞,使得環境污染不斷惡化。故在采取節能措施的同時,還必須有環保意識和污染處理手段。
在印染行業與國際化接軌日益緊密的今天,節能環保已成為印染行業發展的導向,開發先進的節能減排技術和裝備越來越重要。抓好企業的節能減排、清潔生產、水資源的重復利用,是當前印染行業的當務之急。采用高效、低耗、短流程前處理工藝和裝備,提高加工效率、降低消耗、節約染化料、改善生態環境的新工藝,特別是節水、節能、少污染的印染工藝技術等等勢在必行。
2·節能減排印染新工藝、新技術采用
節能減排的印染工藝具有短流程、少污染、提高染化料的利用率,節約用水和能量,節約成本等特點。如酶法工藝技術、冷軋堆工藝技術、短流程工藝技術、二氧化碳流體染色技術、涂料印染、微膠囊技術、微懸浮體染色等。
2.1短流程和冷軋堆工藝
在印染加工工藝中,前處理是印染產品質量的基礎,是印染加工耗水、耗能的大頭,其耗水量約為全部的60%以上,而污染程度要占70%以上〔7〕。因而采用高效、低耗、短流程前處理工藝和裝備很重要。
根據不同品種和要求,可將前處理退、煮、漂三步常規工藝改革為高效短流程。目前采用較多的短流程工藝是一步法或二步法工藝。近年來已出現退煮、煮漂、退煮漂、漂染整、退煮漂汽蒸一步法工藝等等。這些工藝配合低濃度處理液和高給液裝置,可以解決常規冷軋堆工藝中化學藥品的浪費,減少廢水的排放〔8〕。
染色工藝經常需要較高溫度上染和固色,能耗大、工序長。采用冷軋堆染色可降低生產成本、節能降耗。冷軋堆染色工藝對織物品種適應性好,目前在絨類織物、彈力織物、細平布、卡其染色得到廣泛的應用。冷軋堆染色設備流程短,由于無中間烘燥、汽蒸,不會出現軋烘軋蒸工藝或烘焙工藝常見的色差和泳移弊端〔9〕。
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