浅谈印染行业的节能与减排

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?。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．2006年全国规模以上企业的印染布产量430．30亿米。2007年全国规模以上企业的印染布产量506．84亿米。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l0％)．是所有行业中最低的，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％～l5％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，据不完全统计．我国纺织行业的年总能耗为6867万吨标准煤．由于高温排液量大．热能利用率只有35％左右，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，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、清清生产、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、少污染的印染丁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。

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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。

染色工艺经常需要较高温度上染和固色．能耗大、T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T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．由于无巾问烘燥、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。

2．2酶法工艺技术

由于生物酶技术从源头上减少和解决了纺织废水污染物的产生和排放．故它在印染工艺上的应用越来越广泛。例如，可用淀粉酶进行退浆，用果胶酶、纤维素酶及渗透剂对棉进行的精练．用双氧水漂白的棉织物三步法工艺．极大地减轻了BOD／COD的排放。四川省纺织研究院通过特制耐温生物酶结合温和前处理助剂．在pH=8左右实现退煮漂一浴一步法前处理．可节约大量烧碱，节约用水40％。

2、3小浴比染色新技术

在印染工艺中采用小浴比染色．可以降低水的用量，因此也降低能耗，并且增加染料上染率．降低染化料助剂的用量．同时还具有快速染色的功能采用小浴比液流染色机是今后染色加工的一个重要方向．其关键是保证染色的均匀性。

2．4无溶剂印染技术

主要优点是无水．无需烘干，染色时间短．节水节能，节省染化料和助剂。如超临界二氧化碳染色．该技术上染速度快，染色过程短，非水染色．染后不必水洗和烘干、无废水产生．避免了大量废水对环保带来严重污染问题。保护了水资源．降低了能源消耗，且染色过程无有害气体排放，另外．残余染料可循环使用．提高了染料利用率。

2．5微胶囊染色技术

目前．研究开发的微胶囊少水无盐染色技术是将染料包含在微胶囊中．利用其缓释性能和隔离性能．在常规染色条件下，使水渗入微胶囊中．溶解染料．使染料向外扩散进入染浴．呈单分子游离的染料向纤维内部扩散．由于染料溶解度小．染液中残留染料少．排放的废水可回用于前处理工艺．从而大大减少废水的排放量，节约用水．节能效果明显。

2．6无污水或少污水的印花技术

采用涂料染色或印花工艺．不仅能缩短工序、节能节水、降低染化料成本，无污水排放，环境污染少。热转移印花的生产过程基本上是无水或少水．节约能源．污染较小。

2．7数码喷墨印花

数码喷墨印花工艺简单．自动化程度高．全程由计算机控制．生产环境适应性强．颜色丰富多彩．墨水无浪费．无环境污染．无废弃的染化料产生．只有少量废水．属于环保、高效印花工艺。

3推广和应用节能排减设备

我国印染行业的能源利用率很低．推广应用节能环保型印染设备和改造高能耗设备是印染业当前的重要工作，印染设备发展方向在于节约用水．节约染化药品及缩短加工时间目前有很多高效、节能减排的新设备被广泛采用．如冷轧堆前处理和染色设备、湿短蒸染色设备、低浴比染色设备、针织物连续印染加工设备、在线检测设备、自动调浆设备、喷墨印染设备等。

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在印染加工中．印染设备的主要组成部分是轧、洗、烘、蒸等机器，所采用的烘燥、水洗、湿热、干热处理的能耗要占全部能耗的76％以上．能量损耗主要是排液、排汽的热损失和管道设备的表面散热损失目前，我国印染设备的热效率低．如烘燥机的热损失为40％．蒸化机的热损失高达80％．而热定形机的热效率只有18％～26％．且大部分损失的热量没有得到回收利用。另外．印染设备的用水量大．而废水回收利用率仅7％能耗降低的主要的方向和途径是减少外部损失、减少排气损失、提高热效率、加强保温、加装疏水器、加强余热回收和回收冷凝水、回收废水热量、降低带液率、降低浴比、降低能耗、改进操作，改造设备，改革工艺等。

印染设备的节能减排具体措施是采用先进的节水设备，减少设备或工艺的用水量。由于用水少，相应的排放也减少了．污水处理更容易进行．节能和减排一举两得通过对大用水量的印染工序减少耗水量．改变或缩短工艺来降低用水量，减少各水洗工序的用水量．如采用高效水洗机既可以提高水洗效率，减少耗能．也可以减少用水量，为了充分用能．可使用节能环保型印染设备．如采用高效轧车通过降低织物含水率．以此降低烘干时所需要的能量，提高烘干与定形设备的效率．可减少热量散失在节能减排方面对印染设备进行改造有立竿见影的效果。例如．选用优质的疏水阀可防止蒸汽泄漏：对汽蒸设备结构减小散热面积和防止蒸汽泄漏。另外．对印染设备配备废水过滤回收装置，尽可能地回收固体物．提高水的回用率和热能利用：对水洗工序的废热水配备热能回收装置：对蒸汽冷凝水配备回收装置和定形机废热气的回收装置．这些措施对节能降耗十分有效。在印染设备上推广采用交流变频调速传动技术可节电l0％～30％。

4新浆料、染料和新助剂

生产过程中使用的化学品是对环境造成污染的主要因素。因此，从源头上减少废弃物的产生，采用高效、环保的用料，减少排量是解决污染物排放造成环境压力问题的根本方式近年来．为了和工艺及设备配合得更好，开发了大量高效、环保、节能、减排的染化料和助剂。如纳米涂料和助剂、低盐低碱染料助剂、低化学品消耗染料和助剂等。

4．1环保浆料的应用

目前市场上所用的浆料主要有三大类：淀粉(包括变性淀粉)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸类(包括酸盐类、酰胺类、酯类，正在研制开发的还有水分散性聚酯浆料。但是．在生产、使用浆料及退浆过程中．会产生含有大量难降解有机物大分子的废水，易污染环境。特别是合成浆料不容易生物降解．如IPVA的退浆废水很难被生物降解．长期积累会破坏生态．形成环境污染．已成为纺织行业较大的污染源之一。

减小污染，推广环保、节能减排浆料的途径有以下几种：采用天然浆料，它包括淀粉、植物胶和动物胶棉织物上浆主要采用淀粉和变性淀粉．这类浆料易于退浆．用生物酶退浆．退浆率高达90％左右。天然浆料可生物降解，对环境的危害性比较小．特殊变性的天然浆料可部分取代PVA浆料因此在选用浆料的时候．尽量用其它可降解环保浆料取代PVA目前已有膜分离技术来回收退浆液中的PVA．以便重复使用．减少对环境的污染。也可使用丙烯酸类浆料或聚酯．此类浆料较容易被生物降解，且降解速度快，属环保浆料。还可通过改变生产工艺．来达到减少浆料用量及废水排放的目的。

4．2环保和高上染率染料的应用

染色废水里面含有大量的化学物质、色度较高．会导致严重的水污染采用可生物降解的环保染料．不会对环境造成污染，环保染料包括天然染料和新型环保性染料天然染料的主要来源是植物的根、茎、叶、花、果或天然彩色矿石。天然染料一般无毒．可以生物降解，天然彩色矿石大多不含有毒的重金属元素．也不含放射性元素．对人体和生态均不会造成危害，新型环保染料具有工艺流程短．排水负荷小．能耗较低等特点。目前已在生产实践中得以应用的新型环保染料主要有两种：一是新型环保活性染料：二是新型环保酸性染料。

高效染料对织物有很高的上染率．能缩短染色时问．降低能源消耗如分散染料增溶印染．上染速度快．匀染效果好。

4．3高效环保助剂的应用

使用低温型印染助剂，可以达到节约能源、节约用水的目的为了达到良好的低温前处理效果，开发了许多高效前处理助剂如高效精练剂具有优良的乳化分散作用．在低温下渗透力强，耐浓碱和氧漂．洗涤力较强．且生物降解性好。近年来，我国开发了不少新型高效环保型助剂．如烷基糖苷类助剂、生物酶制剂、双氧水低温漂白活化剂等。但是与国际水平相比．目前我国纺织助剂的档次低。通用型助剂过剩．拥有自主知识产权的助剂较少“十一五”期间的发展重点是．研制开发不含APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)和毒性物质、易生物降解、降解产物无毒性的系列生态前处理助剂：研制开发棉、麻及其混纺织物精练用高效生物酶制剂：研制开发低成本无甲醛同色剂和整理剂等。

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5结语

我国印染工艺相对落后，耗水量大、能耗较高，环境污染现象仍比较严重。因此，纺织行业“十一五”规划纲要明确提出了节能减排任务指标。2007年．印染行业内有半数以上的企业增加了节能减排上的投资．使单位产值能耗、取水量和废水排放都有了进一步的下降今后纺织印染业节能减排发展的方向是调整产业结构和产品结构．淘汰低档产品：推广应用节能减排新工艺、新技术、新设备：加强印染废水的处理及回用，重视水、汽、能源回收技术的实施：重视节电管理以及采用高效、环保的染化料和助剂等通过加快产业升级以及依靠科技进步使印染行业能够平稳、快速、健康地发展。