纺织印染行业常见节能减排措施分析

2021-10-12何海霞

中国资源综合利用 2021年9期

何海霞

（江苏响水经济开发区管理委员会，江苏盐城 224600）

当前，受原材料价格上涨、劳动力成本增加、环保设施投入增大等因素影响，我国纺织印染行业正受到节能、环保、城市发展规划等方面的制约。为了实现长期可持续发展，纺织印染行业必须重视节能减排措施的全面应用。因此，有必要研究纺织印染行业的常见节能减排措施。

1 纺织印染行业节能减排的基本路径

纺织印染行业节能减排的基本路径可细分为三个方面，包括源头控制、余热回收、环境管理。

1.1 源头控制

纺织印染行业节能减排需要从源头控制入手，具体涉及淘汰落后的设备和工艺、优选环保型染料及助剂、推广节能减排工艺、引进节水型先进设备。淘汰落后的设备和工艺主要涉及15年以上使用时间的生产设备、74型染整生产线、间歇式染色设备（存在大于1∶10的浴比）、传统平网印花机，能耗较高的短环烘燥定型机、热熔燃热机等工艺设备也需要淘汰；优选环保型染料及助剂需要设法提升助剂和染料的吸附能力，以此优选高效的染料和前处理剂，坯布染色的色牢度也需要设法降低，并同时降低进入废水的染料及助剂含量；推广节能减排工艺需要关注高效短流程、生物酶处理前处理工艺，冷轧前处理等工艺也需要得到重视，辅以数码喷墨印花技术、无水涂料印花技术、超声波染色清洁技术，污染的源头控制能够更好实现；引进节水型先进设备也能够较好满足节能减排需要，如连续逆流水洗机、超声波水洗机、色流染色机等，其中，气流染色机可缩短至少50%的染色时间。此外，升级改造溢流染色机也能实现节能减排目标，比如，配合应用布液完全分离系统，温度升高过程中的冷却水和蒸汽用量将大幅降低[1]。

1.2 余热回收

印染加工过程中的余热回收同样需要得到重视，高温热废水余热、蒸汽冷凝水余热、定型机废气余热等均具备较高的回收利用价值，单位产品的能源消耗可通过余热回收大幅降低。对于高温热废水余热，考虑到煮练、漂白、退浆、丝光等生产环节一般存在50～80 ℃的水温需求，同时排水量较大，而高温热废水中存在大量热能，可选用配套热交换设备进行余热回收，通过应用高温废水提升工艺用水的温度，顺利实现节能目的；对于蒸汽冷凝水余热，考虑到蒸汽消耗在纺织印染行业中的占比一般在80%以上，因此要重点关注蒸汽冷凝水的热能利用价值；对于定型机废水余热，可基于废水净化系统和配套余热回收装置进行利用[2]。

1.3 环境管理

基于来源，印染废水可细分为印花废水、染色废水、退煮漂废水、水洗废水、碱减量废水等，不同工序废水存在较大的水质差别。为降低废水排放量，提升废水的综合利用率，必须做好分支分流、清污分流处理。若碱减量废水的碱浓度较低，则可以单独收集和处理，处理后继续用于生产。对于处理达标的其他工业废水，深度处理后允许重新利用，但需要满足相关技术标准。为更好开展环境管理，还应关注助剂和燃料品种、用量对产品带来的影响，这种影响在纺织印染行业的成本控制、节能减排方面也有直观体现，比如，废水排放的后续处理负荷直接受到染料与助剂的用量影响。人工称量及配比属于传统纺织印染企业的常用方法，由此确定的染料、助剂用量在精确性和稳定性方面很容易出现欠缺。因此，纺织印染企业要设法规范相关操作，以此节约染料和助剂，降低自身生产对环境的影响[3]。

2 纺织印染行业节能减排具体措施

基于上述分析，下面围绕三方面介绍纺织印染行业节能减排具体措施。

2.1 供热相关的节能减排措施

纺织印染行业节能减排需要从供热入手，相关企业要开展清洁能源替代煤炭探索，这与各地环境管理力度不断加大存在直接关联。随着天然气管道的覆盖面积不断扩大，天然气替代煤可有效提升纺织印染行业能源利用效率，企业可直接使用外供蒸汽（集中供热条件）。天然气锅炉可安装烟气换热器或冷凝式锅炉，以此充分利用排烟热量，获得93%以上的锅炉热效率，相较于80%以下的燃煤锅炉热效率，天然气锅炉的应用优势明显。基本不含硫的天然气无须设置烟气脱硫设施，系统电耗能够进一步降低，燃气直接燃烧供热的定型机也能够减少管道输送热损失和有机热载体锅炉热转换；纺织印染企业的小型燃煤导热油炉也可由中压蒸汽集中供热取代，对于较高的纺织品定型温度来说，以往热源多采用导热油，为实现节能减排目标，可将热电企业利用汽轮机背压或抽汽得到的低压过热蒸汽作为后整理热源，这类过热蒸汽的温度较高、压力较低、比热较低，可实现在相变状态的大量放热，但定型机由低压蒸汽供热仅能够获得120～150 ℃温度，无法满足多数纺织品定型温度需要。围绕蒸汽压力提高的中压或次中压蒸汽进行分析可以发现，饱和温度在释放潜热时处于210～250 ℃，定型温度在应用次中压蒸汽、中温中压蒸汽时分别能够维持在150～180 ℃、210～250 ℃，所有纺织定型要求可基本得到满足。通过发电用蒸汽为定型机提供热源，发电量会出现一定减少，过高的蒸汽压力使得凝结水（放热后）压力较高，大量二次蒸汽会在降压后释放，因此要关注冷凝水热量回收。图1为冷凝水密闭式两级闪蒸装置，该装置可较好实现冷凝水热量回收，能够提高10%以上的蒸汽利用率并回收利用冷凝水，纺织印染行业的节能减排目标可由此更好实现[4]。

图1 冷凝水密闭式两级闪蒸装置示意图

2.2 印染相关的节能减排措施

对于纺织印染企业来说，印染属于主要耗能工序，该工序会产生大量污染物，其节能减排需要关注新型技术和设备的应用。

作为一种高效节能节水技术，超低浴比染色技术近年来在纺织印染行业的应用日渐广泛。围绕基于多管道单风机设计的传统气流染色机进行分析可以发现，各管供风需要经过冗长的分风管道，风量不均、阻力明显等不足会直接降低供风效能，为得到均匀的每管染色效果，要进行大风量供风，能耗自然随之增加。而对于采用多管独立供风气流染色机的超低浴比染色技术来说，独立风机与染色机的染色管、喷嘴相连接，独立的吸风管道配置使得各风机的送风阻力有效降低，节能运行的风机自然能够较好地服务于纺织印染企业的节能减排，同时大幅降低的浴比同步减少蒸汽用量，这使得该技术在节电、节水、节蒸汽方面均具备显著优势，存在40%以上的综合节能率。

印染废水余热回收技术同样能够较好地为纺织印染企业的节能减排提供支持。大量蒸汽会在纺织印染过程中消耗，主要涉及染色、漂白、洗涤等工序，同时8%～10%的热量（蒸汽提供）因设备散热而损耗，工艺冷却水会带走20%的热量，废水会将其余热量排放，这使得一般存在50 ℃以上的废水温度。部分企业甚至存在60～70 ℃的废水温度，因此纺织印染企业可设置水-水换热器，部分回收废水热量，清水升温后进入染缸即可降低蒸汽耗量。按温度高低分类收集废水是印染废水余热回收技术应用的关键，为更好实现节能目的，可将连续过滤设备安装于换热器前，有效运行的余热回收装置将更好地服务企业。

冷轧堆前处理技术同样属于印染相关的节能减排措施。为提高染色的成功率，纺织印染企业需要在染色前进行布料的前处理。冷轧堆前处理技术便属于常用的技术形式，但该技术在很多小规模纺织印染企业中并未普及，传统的染色机内氧漂处理仍应用于很多企业中。通过无压痕轧车轧液后冷堆数小时，冷轧堆前处理技术即可实现纤维上的杂质和色素氧化，该技术存在开幅加工和圆筒加工两种形式，相较于染色机内氧漂处理技术，冷轧堆前处理技术可实现20%～60%的水电汽节约，同时可实现20%左右的染料节约，并具备设备简单工艺流程短、无须进行烘干和汽蒸、环境污染小、节约能源、上色率高、高固色率、浴比小、污水排放量小等优点，适用于张力敏感及染不透的小批量、多品种生产。

此外，考虑到纺织行业存在色彩条理化和丰富多样化的发展趋势，还应不断推进染印方式的升级，并在升级过程中响应国家提出的绿色发展号召，由此开发和测验各类软硬技术，积极研发和引进新型技术，如引进数码印花真机淘汰传统设备。其间，纺织印染企业需要改变自身的经营和销售模式，有效满足消费者需求，以此推进数字化染印技术发展，更好地适应激烈的市场竞争。

2.3 定型相关的节能减排措施

定型同样属于纺织印染企业生产的重要环节，为实现该环节的节能减排，要重视天然气直燃加热技术的应用。纺织印染企业定型机供热介质多选择导热油，导热油锅炉燃烧多使用燃料油或燃煤，通过加热导热油向各定型机热交换器输送，循环风加热即可由热交换器完成。而对于能够取代定型机导热油的天然气直接燃烧锅炉供热来说，作为燃料的天然气能够为定型机提供热风加热的热源，具备80%以上的系统运行效率，相较于导热油系统，天然气直燃加热技术的应用能够提升30%以上的能源利用效率。

另外，废气余热回收技术也能够满足纺织印染企业定型环节的节能减排需要，如回收定型机排出的废热气体热能，通过将该热能传输至定型机烘箱内，定型环节的节能即可顺利实现。这种“气-气”换热方式一般选择热管换热器作为换热器。高温废烟气从定型机排出后，热量可在换热器的吸热侧放出，热管负责将该热量快速传递到换热器的放热侧，换热器的放热侧通过的新鲜空气会吸收热量，吸收热量被加热后会因负压吸入烘箱内，节能目的可顺利实现。也可回收定型机排出废热气体热能进行水的加热，通过“气-水”换热方式达成节能目标，列管换热器属于常用换热器，通过清水与换热器的热交换，高温废烟气加热的清水最终汇入热水箱，染色环节的能耗可有效降低，纺织印染企业生产流程的节能减排目标也可更好实现。