高效布铗松堆丝光机的节能降耗减排新技术实践

前言

综观丝光工艺的发展，自19世纪40年代丝光工艺产生以来，丝光机的型式虽然从弯辊、直辊、布铗一直发展到了现在的布铗直辊等积木模块式丝光联合机，但生产实践中仍是以紧式丝光为主。从印染前处理技术发展总体情况来看，丝光工艺的变革明显落后于其它工艺，几十年来无多大进展。随着棉氨弹力织物成为印染行业的主导产品，而弹力织物的丝光在传统的紧式丝光设备上容易出现凹纬、“消弹”等弊病。传统丝光工艺过程普遍存在着浸轧碱液透芯度差，电镜下切片观察，仅有1/5-1/3的纤维截面溶胀后从腰子形变化成了圆形；导致织物尺寸稳定性差，烧碱耗量高，水洗负担重，而且自动化程度低，工艺再现性差，环境负担重等，尤其是碱耗大、能耗高、污染重，不符合建设资源节约型，环境友好型社会和可持续发展的需要。

2008年3月行业准入标准发布，企业更加亟需一种能节水、节电、节汽、节省烧碱和助剂，降低工艺加工成本，符合当前清洁生产需要，低排放，环境友好的新型高效丝光工艺设备出现。山东源丰印染机械有限公司开发生产了顺应时代潮流的YFl098?180型高效布铗松堆丝光机，2007年8月23日在绍兴顺利通过了由山东省科技厅主持的科技成果鉴定会，九位行业资深专家组成的鉴定委员会给出的鉴定结论为：该成果使松堆丝光工艺进入实用阶段，实现了产业化。采用多项实用新型专利技术及先进的应用技术，为染整行业提供了一台创新的高效节能降耗减排的具有自主知识产权的松堆丝光联合机。该设备为国际首创，综合技术水平达国际先进。

二、工艺流程

做为一台创新型具有中国自主知识产权的高效布铗松堆丝光机，其工艺流程和设备结构都比传统丝光有很大改变。流程简介如下：

平幅干进布(平幅湿进布→预浸渍槽→高效轧车)→高给液轧车→落布松式堆置→对中进布→浓碱浸渍槽→高效低轧余率轧车→定长牵伸段→三辊轧车→热淡碱予洗槽→三辊轧车→布铗拉幅机(3冲3吸)→三辊轧车→直辊去碱槽→三辊轧车→高效去碱蒸箱→(二辊轧车→高效水洗箱)×3格→三辊轧车呻烘筒烘燥机→平幅落布

三、创新点，节能点

高效节能的布铗松堆丝光机具有许多能够达到节能降耗减排效果的创新或改进技术。比较突出的有以下几点：

1湿布丝光，节约蒸汽

可以干湿两用进布，干进布织物直接进高给液装置，处理半成品效果优于常规设备，上染率提高10％～15％，节约染化料效益显著：

湿进布时织物经预浸渍槽和高效轧车，保证织物均匀稳定的低轧余率，再进高给液装置。处理半成品效果与常规设备干进布相当，因而节约了前道工序烘干蒸汽的消耗，按三柱30支烘筒烘燥机每小时消耗蒸汽约1吨计，一年按300工作日，全年即可节约7200多吨。

2高效布铗松堆丝光机的烧碱浓度比传统丝光机降低约1/3

传统紧式丝光过程中，织物浸轧碱液后，纤维带液量少，透芯时间受到车速，设备长度的制约，碱液没有足够的时间和向纤维内部扩散的空间，渗透效果因高浓度、高黏度、常温的烧碱而变差。因此，传统的紧式丝光工艺碱液较难达到透芯效果。资料表明，传统丝光工艺条件下，织物切片观察，只有20％-30％的纤维截面因溶胀从腰子形变成了圆形。这种表面丝光的效果使织物具有较大的潜在缩水率。在松堆丝光工艺中，碱液浓度因织物松堆丝光具有充足的溶胀时间而从常规紧式丝光工艺的240g/L-280g/L降至170g/L蕾180g/L。在特殊的浸渍轧碱单元中，织物和碱液进行湿润、渗透、扩散、液下轧压、气液交换，形成微真空环境，逼迫碱液透芯，为纤维实施充分溶胀获得时间和空间的条印染废水脱色剂件，节省用碱，且半制品门幅稳定、缩水率降低、减少染色条花，还能节省染化料、降低能耗。

3创新的轧碱渗透单元，逼迫渗透，降低碱浓

3．1透芯高给液，逼迫碱液透芯

尽管松堆丝光工艺的碱浓比常规紧式丝光工艺低1/3，NaOH水合物分子直径小于0.7nm，碱液对织物的渗透、扩散效果有所改善，但毕竟是在常温下浸渍，要达到透芯的效果难度亦较大。应用专利技术(专利号：200420027792.3)研制的立式三辊结构透芯给液装置，织物进入浸渍槽后由螺纹开幅辊防缩进入重轧辊形成的液下轧点，进行气液交换，使织物经纬交织点空间织物的“无定形区”碱液充实，使工艺碱液通畅的进入“微胞”。出液下轧点，进入增效槽，织物结构呈“微真空”状态，逼迫碱液透芯，经开幅辊扩幅后进入上轧点(空气环境)，小轧辊起到控制织物表面带液，可在0～0.1MPa加压。高精度的液位控制确保织物在液下透芯轧碱，有利于碱液充分进入“无定形区”，从而让更多的碱液能通畅的进入“微胞”获得溶胀，使纤维获得更大的改性。

“1”与“2”构成立式两辊轧车。总压力100kN、15kw、90m/min，主动不锈钢辊“l”在液下，杠杆加压，槽外传动密封考虑浓碱因素。

“3"qφ225mm不锈钢轧辊，按20kN小轧车设计。使织物表面低带液进入松堆过程。

“4”液下导布辊φ125mm，采用德国制工程塑料滑动轴承。

“5”螺纹开幅辊，防止织物进入轧点前起皱。

“6”导布辊，引导织物进入轧槽。

“7”液槽，带夹层。设有确保液下轧液的高精度液位控制仪表。

3.2增加循环泵，改善施液方法

高位槽中追加液由工艺处方决定配液浓度，由液位传感器，变送器和气动自控阀组成的液位控制系统自动控制液位在合理范围内，到达上限自动关闭，液位低于下限自动打开，实现PID控制功能，最终固定在合适的流量。

前后轧碱槽循环连通，且设有碱液循环泵，自动定时循环碱液，起到均匀搅拌作用，使织物接触到浓度均匀稳定的新鲜碱液。循环泵通过旁通管路也可于将碱液泵入高位槽内，进入碱浓自控系统，防止直接排放的原料浪费和对环境的污染。

3.3碱浓度自动控制，减少碱耗，利用回收淡碱

轧碱槽的碱液浓度采用碱浓度自动在线控制，碱浓控制精确、稳定，减少人为因素对工艺的干扰，减轻操作人工负担，响应时间比人工滴定的方式大大缩短，提高工艺重现性，减少碱的消耗，并可使用回收淡碱，达到无排放，节省蒸浓的蒸汽消耗，减少水的消耗和对环境的污染。有效降低了加工成本。

3.4采用高效轧车，降低织物带碱，节约用碱

织物在堆置后，出布设置高效轧车，将织物带液量降低到比常规低30％，因而减少了织物的带碱量，节省烧碱的消耗，并减轻后段去碱水洗的负荷。松堆丝光工艺碱浓比常规紧式工艺低约1/3，加上追加碱液浓度降低28％，将节省大量的蒸浓蒸汽。高效松堆丝光设备通过使用高给液装置逼迫碱液透芯，革新了追加液的施加方法，采用自动控制等，使工艺碱液浓度降低，追加液浓度也大幅下降，可靠性提高，更方便操作，节省工艺用碱，减少蒸浓用汽，减少污水排放。不仅改善了丝光半制品的品质，更凸显节能，降耗，减排，经济，环保。

1“恒堆置缩率控制”及“定长控制”，让“缺布”痼疾成为历史

在“定长牵伸”段采用定长比例“串联”跟随控制，即热淡碱予洗单元与绷布牵伸单元及轧碱单元组成“定长控制”系统，控制经向牵伸长度，可在线设置牵伸比例，跟随工艺线速度稳速运行(专利申请号：200320011016.3)。

织物松堆后经长收缩约7％～17％，经“定长控制”段，在比例稳速“串联”跟随线速度控制下，可将牵伸单元出布，预设定为95％～100％。避免了松堆丝光因缺布而引起的经济损失，克服了工艺推广上的障碍。

2热淡碱预洗单元，使用溢流碱液

热淡碱预洗单元利用了轧碱槽溢流碱液和布铗段倒流碱液混合成浓度85g/L_+5g/L，加热到65℃，喷淋液流量30L/min。松堆丝光在定长牵伸段设热淡碱预洗，可提高丝光光泽，而且降低了织物上的含碱量，使布身柔软更有利于后续布铗拉幅，减轻布铗拉幅的负荷，防止破边、“破肚”。此单元创新的配碱方式使全线倒流无排放，减少碱耗，经济环保。

3新型布铗拉幅单元，提高了产品质量，更降低产品成本

6.1单侧布铁链独立传动，结构简单可靠，功率降低

布铗拉幅段采用特殊伺服控制，单侧布铗链独立传动，避免了集体传动常见的机械磨损，停车故障。因松堆工艺和热淡碱予洗，使得织物更容易拉伸，拉幅负荷降低，且总长度减短，因此功率比常规紧式工艺有所下降，从常规丝光的37Kw降低到单侧传动功率15Kw。

6.2采用“三冲三吸”和特殊真空吸水盘，织物半制品质量提高，装机功率亦大为下降

因工艺碱液浓度比常规紧式丝光工艺浓度下降30％，常规“五冲五吸”改成“三冲三吸”；真空抽吸水盘表面滑动摩擦改成滚动摩擦，减少了织物的摩擦力，防患“极光”、“凹纬”，提高了半制品质量，电动机装置容量更减少达18kw。

6.3交流变频调速真空吸水泵，降低运行功率，织物品质明显改善

真空泵改由交流变频调速控制，使得真空度实现无级调节，从而调节织物和吸口之间的摩擦阻力。这样在丝光工艺布铗段尤其是在加工棉氨弹力织物的常见病“凹纬”得到“治愈”，而且大量节电。经多次对印染废水脱色剂比实验：棉氨弹力布真空印染废水脱色剂吸液泵运印染废水脱色剂行在18～20Hz；经纬织物(卡其)运行在40～42Hz，吸液效果好，“凹纬”几乎看不出。

1冷凝水回收、全程逆流供水、无排放。

水洗槽和去碱蒸箱逐格倒流，在去碱直辊槽分流后，分别倒流到布铗段和直辊子洗段，无废水排放。

在去碱水洗中，5格平洗槽如果按全给水每小时补充水约7.5吨，而采用逆流供水，只需最后一格补充约3吨，且杂质残留率低，pH值达到要求，节水60％。设备在烘燥单元设有冷凝水回收装置，每小时提供高温冷凝水500Kg，并注入末道水洗槽。节省了加热蒸汽50％和新鲜水20％，更减少了废水。设备全程逆流供水，中途无排放，是一台节水，节碱，节蒸汽，减排降耗的典型联合机。2全机自动化程度高，操作简单方便安全

设备电器控制采用PLC控制和人机界面，交流变频调速，特殊伺服控制单元，多单元比例“串联”调节牵伸；

利用多种传感器、变送器和执行机构在线自动控制速度，液位，温度，浓碱浓度，淡碱浓度，PH值等工艺参数，工艺重现性好。