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当前纺织行业节能减排技术现状

日期:2007年12月19日 13:52

近年来,纺织工业一直保持两位数的增长速度,2006年,纺织工业总产值为25016.89亿元,纺织品服装出口额达1651.36亿美元、占全国比重15.18%,占全国比重72.71%。纺织行业在获得较大发展的同时,清洁生产的实施和节能减排工作也取得一定成效,通过采用先进工艺和设备,推广应用纺织印染废水治理技术等手段,废水治理率和达标率得到大幅提高。然而,在水资源日益短缺、环境污染不断恶化的情况下,资源和环境制约着纺织行业的健康、可持续发展。 
  当前,国际纺织技术的发展趋势是以生产生态纺织品和绿色制造技术为引导,从工艺、助剂、设备等多渠道着手,抓住源头,注重生产过程中每一个环节的生态问题,努力优化纺织工艺,减少化学药剂、水、能源的消耗,以达到高效、高速、环保的目的。国外已投入较大力量开发环保型染料助剂,节水、节能、减排新工艺和新设备,在无水和少水印染技术方面,涂料印染方面以及纺织节能、节水实用新型技术等方面都有较大的发展。 
纺织印染废水是我国工业系统中重点污染源之一,据国家环保总局统计,印染行业排放的印染废水总量位于全国各工业部门排放总量的第五位。2004年全行业排水量13.6亿立方米,而其污染物排放总量(以COD计)则位于各工业部门第六位。 
  印染废水是含有一定量难生物降解物质的有机性废水,其污染物浓度高(COD),色度深,是难处理的工业废水之一。纤维不同所用染料、助剂也不同,废水性质差别很大,主要污染物包括可溶性有机物、有毒物、色度、酸、碱和油类,污染物多为难以生化降解的物质,废水的可生化性差,因此,处理难度也大。 
  印染行业排放的固体废物,包括水处理产生的污泥,大多没有得到有效的处理,一些地方因为没有处理手段,就进行简易的露天堆放,成为了污染事故的根源。 
  我国印染企业总体上与国外相比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。通常,印染环节能耗占纺织产品链能耗的30%以上,而印染环节的能源利用效率却很低,目前,只有少部分企业采用的余热回收利用技术,而量大面广的企业热废气、热废水直接排放,设备控制没有节能装置。 
“十一五”期间,纺织节能减排技术发展目标是,围绕新时期我国纺织业的重点任务和发展目标,以纺织印染后整理为突破口,在提高我国纺织印染后整理的生产技术水平,增强产品的国际竞争力的同时,从源头上节约水资源,减少污染排放,逐步实现生产和环境的协调发展。通过联合攻关和新技术推广应用,在无水化、少(节)水、降耗、减排和生态环保的印染生产关键技术上取得突破,并拥有一批自主知识产权的技术和设备,在“十一五”末期,实现“万元增加值的能源消耗下降20%;吨纤维耗水下降20%”的国家节能减排的目标。 
  “十一五”期间,重点技术发展的主要工作是:一是调整产业结构和产品结构,淘汰低档产品;二是开发、应用和推广节能、节水、降耗纺织加工新技术;三是研制开发高效、节水、节能新设备;四是采用高效、环保、安全的符合安全和生态纺织品生产需求的染化料和纺织生产助剂;五是推广和应用节能、节水等实用新型新技术。 
“十一五”期间,重点发展的技术有: 
  一、高效、退煮漂短流程纺织印染前处理技术 
  目前,已研制开发了适应短流程前处理工艺的高效轧、洗、烘、蒸等通用单元及其优化组合技术,较好地解决了同步与织物张力的控制,可实现染整退浆、煮炼和漂白连续生产加工,国产的退煮漂设备可以适用于各种织物品种,但与国外先进技术水平还存在一定差距。 
  二、无水等离子体染整前处理技术 
  织物等离子体前处理技术,在不需要水和化学药品的条件下,利用电压压差改善织物表面特性。其效果有:提高织物表面亲水性能,提高织物涂层、浸渍、胶合、凝结的粘合力,提高纤维的染色得色量、色牢度和印花布的质量。“十五”期间,国内研制的等离子体处理样机,其最大的优点是可以在常压条件下进行连续等离子体处理,减少了制造和控制难度,该项技术在工艺和设备定型后可进一步推广应用。 
  三、无水化涂料染色、印花新工艺新技术 
  涂料印染适用于所有的纺织纤维,其工艺简单、拼色方便、节能节水、成本低廉、环境污染少,有利于企业实施清洁生产。涂料印染在全世界印染行业中占有重要地位,国外工业发达国家涂料印染已超过50%,而我国不足30%。“十一五”期间,在以往轻薄织物浅色涂料染色取得进展的基础上,对中厚型织物深浓色涂料染色和轻薄型织物涂料印花技术进行重点开发,以提高涂料染色、印花技术对品种的适应性,提高涂料染色、印花产品的档次。 
四、少水、高效、环保、节能染色关键技术 
  1、冷轧堆染色技术 
  低温染色可节省能源,并在进一步筛选合适的染料及助剂,解决冷轧堆染色一次准快速打样技术,完善计量混合加料、均匀轧车、低张力同步、低张力恒速打卷冷轧堆染色关键设备与装置的基础上,推广冷轧堆染色前处理及染色加工配套生产技术。 
  2、湿短蒸染色技术 
  近年来,开发的湿短蒸工艺主要是通过电脑进行严格精确的控制,使温度和染料上染和固着速度相适应,以达到最佳的上染和固色效果。应用这种工艺的最大特点是流程短,固色率高,节能和减少化学品消耗,可以不用尿素,减少了污染,匀染和透染性也好。一般染料用量比传统工艺减少10-15%,用水量比传统工艺减少20%,该项技术在工艺和设备定型后可进一步推广应用。 
  3、微悬浮体染色技术 
  微悬浮体染色新技术是我国的原创技术,该技术从染料分子在染浴中的聚集状态,到染料对纤维表面的吸附模式以及染料分子向纤维内部的固着,均与常规染色有着本质不同。该工艺上染率可达到95%以上,缩短了染色流程,节省染料并明显减少染色废水处理量,染色时间及能源均减少了1/3,提高了生产效率,降低了能耗,符合清洁生产要求。该项目为典型清洁生产工艺,已经成功运用于羊毛、羊绒、蚕丝、大豆蛋白和牦牛绒等纤维的染色,今后重点对纤维素纤维(棉、麻等)、再生纤维(粘胶纤维等)织物的开发应用,进一步扩大应用领域。 
4、微胶囊染色技术 
  传统的涤纶染色采用高温高压湿法染色工艺,产生较大量的废水,增加了末端治理负担。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,使水深入微胶囊中,溶解染料,使染料向外扩散进入染浴,呈单分子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。该技术可节约用水50%以上;节能430kg标准煤/吨织物,是涤纶染色清洁工艺,目前某些颜色中试成功;今后将在标准化、产业化方面加强研发,推广应用。 
  5、小浴比染色新技术及其装备 
  在完善小浴比工艺技术,确定工艺路线的基础上,进一步开发和推广适合绳状染色加工的雾化气流染色和平幅液雾喷射染色新技术及装备,减少染色用水量,减轻对污水处理的压力。 
  五、高效、环保纺织印染助剂开发应用技术 
  1、生物酶前处理技术 
  生物酶主要用于退浆、酶洗、抛光和羊毛的防毡缩处理;目前生物酶退浆技术已较成熟,该技术从根本上解决了退浆废水污染问题;生物酶煮练技术有待于进一步研究和完善,酶技术染整设备有待进一步提高。生物酶技术的应用从源头上减少和解决了纺织废水污染物的产生和排放。 
2、环保型助剂 
  近年来,我国开发了不少新型环保型助剂,如精练剂ZS-95,双氧水稳定剂GJ-201,烷基糖苷类助剂,生物酶制剂ZS-200等。目前,纺织助剂产量与纤维产量之比是42:100,与国际水平相比,我国纺织助剂的消耗水平还比较低,而且档次低,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,研究开发适用于纤维素纤维和含合成纤维经纱上浆的专用环保型的高效接枝淀粉浆料,基本取代传统PVA浆料;研制开发不含APEO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整理剂等。 
  六、数码喷射印花技术 
  数码印制技术的不断完善,将推动我国印花技术的飞跃发展,从而提升高效、节能水平。近年来,浙江、江苏、广东和北京等地的企业先后增添了数码喷射印花机,生产领带、丝巾、旅游品、打样或小批量产品,由于加工成本高,大量耗材还要依赖进口,目前尚未形成主导产品。“十一五”期间,需要进一步完善这类技术,提高装备水平,降低使用成本。 


纺织业节能减排迫在眉睫 
出处:纺织商业周刊 文/本刊编辑部 
呼吁 
  我国节能减排形势十分严峻,已成为国内外关注的焦点。国务院今年5月份下发的《第一次全国污染源普查方案》中,纺织行业被列为重污染行业。 
全国:能耗与减排压力大 
  我国目前是全球第二大温室气体排放国,国际能源组织报告预计,到2008年中国将超越美国成为全球第一大温室气体排放国。尽管这一预计值得怀疑,但可以肯定,未来发达国家对我国的减排压力将日益加大。 
  我国在气候变化问题上的压力不仅来自国际社会,更来自于自身,我国能源安全面临更大的压力。 
  过去20多年,我国的能源弹性系数(GDP增长速度与能源消耗速度之比)一直保持在1以下,但2002-2005年,我国能源弹性系数一度达到1.5-1.6,即GDP保持每年10%的增长速度,能源消耗达到15%-16%。 
  统计数据表明,2006年,按现行汇率初步测算,我国GDP总量占世界的比重约5.5%,但重要能源资源消耗占世界的比重却较高,能源消耗24.6亿吨标准煤,占世界的15%左右;钢表观消费量为3.88亿吨,占30%;水泥消耗12.4亿吨,占54%。与国际先进水平比,我国大中型钢铁企业吨钢可比能耗高15%,火电供电煤耗高20%,水泥综合能耗高23.6%。 
  “十一五”规划纲要提出,“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。然而,去年我国未能实现节能减排年度目标;今年一季度,高耗能、高污染产品出现加快增长、再度抬头的趋势。 
纺织业:资源不足且污染严重 
  在水资源日益短缺、环境污染不断恶化的情况下,资源和环境仍然制约着纺织行业的健康、可持续发展。 
  第一,废水排放量大。我国纺织业的耗水量居高不下,污染问题较为突出。印染废水占全国纺织废水排放量的80%,且污染物超标排放现象依然严峻。据国家环保总局统计,印染行业排放废水总量位于全国制造业排放总量的第5位,印染企业的单位产品耗水量一般是发达国家的3倍左右,而水的重复利用率却落后于制造业平均水平,仅为7%。 
  第二,电力消耗突出。纺织机械、化纤机械都被称为“电老虎”,我国纺织企业整体所用的电机驱动系统运行效率比国外低近20%,电力消耗十分突出。 
  第三,投入产出比低。我国是最大的纺织生产国,但使用大量资源生产的主要是常规产品,投入产出比低。原料资源缺乏日趋严重,进口依存度大幅提高。我国已是世界最大的棉花进口国,去年进口量达364万吨,同比增长41.8%。化纤原料进口量约占化纤总需求量的2/3,可再生原料资源的开发利用步伐缓慢。 
  总体来看,纺织业目前面临着产品利润率不断降低,原材料和能源、电、水等价格上涨,劳动力成本快速上升,贷款利率上调,人民币汇率升值,出口退税下调等严峻形势,高能耗带来的高成本已经严重削弱了纺织企业竞争力。2006年,全国纺织行业销售毛利率10.64%,净利率3.65%,均低于全国工业平均水平。因此,通过节能降耗,提高资源利用率,提升产品附加值,是纺织产业提升产业竞争力的必然选择。 
印染业:水资源是一道“坎” 
  对于我国纺织业来说,水资源问题一直是迈不过去的“坎”。在纺织行业中,80%的用水量来自于印染环节,而印染废水又是污染重、处理难度高的废水。纺织行业废水排放比例在前6位(印染),问题还在于废水的回用率最低,印染只有7%(纺织业整体为10%),是所有行业中最低的。按今后十年还有两位数增长,如不加限制,以每年15%的速度递增,仅5年废水量将从16亿吨/年上涨到32亿吨/年,10年后将猛增至64亿吨/年。当然,这种计算方法欠妥,这种情况也不可能发生,但废水量的增加是可能的。 
  我国产生的印染废水量如此之大,主要原因有:第一,发达国家产品以高档为主,前处理简单,染色用染料、助剂量少,冲洗和后整理用药、用水量低,而我国由于使用低档棉多,杂质多,废水量大、COD高、pH高;第二,我国纺织工艺相对落后,环保管理更为落后。据估计,我国染化料用量比发达国家多20%-30%。 
  此外,我国与发达国家的印染业差距还体现在:第一,环保立法和执法力度不同。国外的环保立法完善、执法严格,对污染环境的企业和个人的处罚也很严厉,而我国的环保立法还不够完善,执法力度也不够;第二,产品档次不同、利润不同、因而环保投入不同。我国印染产品的档次比较低,集中在中低档产品,利润很低,对印染废水的投入相对较少;第三,国外生产车间很清洁,而我国较乱,地面上的短纤维等用水冲入废水池,作为废物处理,增加了处理负担。 
化纤业:节能减排任务艰巨 
  化纤行业在生产过程中,有些产品由于大量使用酸和碱,最终产生硫磺、硫酸、硫酸盐等有害物质,对环境造成很大污染;有些则是所用溶剂、介质对环境污染较为严重。化纤生产污染环境的另一种表现是化纤产品本身的不可降解性,特别是合成纤维,其废弃物回收成本高,燃烧后污染空气;废弃后不易降解,造成土壤环境恶化。 
  我国是世界上最大的化纤生产国,占世界化纤产量的40%,占国内纺织纤维加工量的近2/3。然而目前,我国化纤行业资源约束矛盾日益凸显,由于我国化纤原料工业发展严重滞后,化纤原料缺口加大,进口依存度大幅提高。同时,我国化纤行业总体能耗比国外先进水平高10%-30%。因此,要实现2010年化纤行业万元产值耗电降低20%,耗水降低10%的约束性指标,化纤企业节约能源资源的任务相当艰巨。  
在能源消耗方面,纺织机械、化纤机械都被称为“电老虎”,我国纺织企业所用的电机驱动系统运行效率整体比国外低近20%,电力消耗十分突出。化纤行业总耗能比国外先进水平高10%~30%左右。显而易见,控制纺织业耗电量,积极引进国际先进技术,推广新工艺、新技术、新设备,将是一条必经之路。 

纺织厂空调节能措施与节能管理 
作者:张汉阳 高军 文章来源:中华纺织网 点击数: 113 更新时间:2007-7-19 

摘要:根据纺织企业空调能耗的特点,从空调参数指标,合理利用回风和新风、空调设备技术改造等方面,提出了降低空调能耗的节能措施和节能管理方法。 
关键词:纺织空调;节能措施;节能管理;水泵 

纺织空调在纺织生产过程中起着重要的作用。目前,我国纺织企业所使用的空调型式众多,但总的要求和功能是一致的,既能使车间的温湿度保持在所要求的范围内,又能使车间的飞花和尘埃含量控制在允许限度内,同时要保持足够的新鲜空气补入车间以利于操作人员的身体健康。纺织厂是高能耗的企业,而纺织空调用电约占全厂用电的15%-25%,是用电量较大的一块。纺织空调系统的节能不仅可以降低能源消耗,增加经济效益,还可以保护环境,减少大气污染。本文结合工作实践,提出了个生产过程中的节能降耗措施及节能管理方法。 
2 节能降耗措施 
2.1 从生产实际出发制定空调参数指标。 
车间空调参数的设定与能源消耗是密切联系在一起的。据统计,夏季纺织厂车间温度每降低1℃,就需多耗冷量约10%〔1〕,冬季纺织厂车间温度每提高1℃,也将消耗很大的热能。例如我公司布机车间,在冬季车间温湿度考核指标将温度下限定在24℃,仅*车间的散热量和车间的回风,车间温度能维持在22℃,空调工为了温湿度正表率也就被迫开光管加热器进行加热调整,但光管加热器对空气的处理是升温降湿过程,所以需要增加蒸喷进行等焓加湿,结果为了考核指标温度提高2℃,浪费了大量的热能。纺织厂湿度标准主要取决于工艺要求,所以适当放宽空调温度指标就意味着降低能耗。后来,我公司空调运行管理就由过去的温湿度指标考核为主,发展到以满足生产工艺需要为主,空调温湿度指标考核为副;而温湿度考核又以湿度考核为主,温度考核为辅。这样空调工就能根据自主调节范围结合空调实际调节能力做到尽量不用或少用热能和冷量。这对降低空调运行能耗起是十分重要的作用。 
2.2合理利用回风和新风。 
根据不同季节的气候特点和车间温湿度要求,合理使用回风和室外新风。例如,我公司在冬季和夏季时尽量利用回风,在过渡季节,尽量利用室外新风的自然调节能力,做到尽量停用喷淋室或少用喷淋室,尽可能采用循环水处理空气等,这样将大幅度的降低空调能耗,车间温湿度、回风率和冷量比系数之间关系如下表所示。而在合理使用回风的过程中,由于较好的控制了送风机的机器露点温度使车间温湿度更加稳定,减少温湿度波动,有利于提高产品质量。但必须注意除尘工艺回风,我公司对老式除尘器全部改为蜂窝除尘器,保证了工艺回风的质量,对外排放时达到国家排放标准对有利于保护环境,回风也不会威胁职工健康。实践表明,合理地使用车间回风、新风,对节能和生产都有很大的好处。 
2.3 后纺、布机等相对湿度要求较大的车间采用高压微雾加湿系统。 
为满足生产工艺要求,车间需保持适当的相对湿度。纺织行业常用加湿方法有:①向地面洒水。这样虽然经济,但是它会造成地面杂乱不堪,湿度不稳定。产品质量无法保证,达不到生产工艺要求。②使用空调加湿。这种方法需要与干蒸汽加湿配合使用,虽然加湿均匀、稳定、效果好、满足生产要求,但是投资大、运行费用高、维护费用高,同时还需提供蒸汽源,成本较高。③使用加湿器加湿。目前纺织行业用的加湿器种类繁多,如电极式加湿器、高压喷雾加湿器、超声波加加湿器,湿帘加湿器、蒸发式加湿器等等。我公司从节能和生产工艺要求两方面考虑采用高压微雾加湿系统。它具有节能、性能稳定、卫生、加湿能力高、控制精度高、操作方便等特点。与我公司以前使用的传统空调相比,以生产车间1000台喷气织机为例,每日耗电由原来的4080KWH变为现在的168KWH。 
2.4 对水泵和风机进行变频改造。 
水泵和风机都是纺织企业能耗较大的重要设备,是节能的重点对象,我公司先后对二级泵和锅炉风机进行了变频改造,节能效果显著。例如我公司二级泵恒压供水改造,改造前开一台泵流量不足,供水压力不够,开两台供水压力过高,但为了确保系统供水压力必须开两台,因此造成能源浪费。由下面供水示意图可知:由于二级供水开两台泵时的流量过大需要深井水补充,这样造成更大的能源浪费。为此对二级泵加装一台45KW电机简易闭环恒压控制变频调数系统。改造后经过15天的工频、变频反复运行,并对比统计结果:改造前二级泵平均每日耗电1080KWH,平均每日耗水量7152T,改造后平均每日耗电472.8KWH,平均每日耗水量5424T,日节电率为56%,日节水率为24%,改造后深井泵日节电810KWH。实践证明,水泵和风机的变频节能改造带来的节能效益十分可观。 
2.5 对空调设备进行技术改造。 
淘汰落后的设备也是节能的有效途径。为降低能耗,我公司对效率低、能耗高的设备进行更新。①将老式深井泵换为出水量大、能耗低的潜水泵。过去的出水量80T的水泵功率为45KW,更新后的水泵出水量200T功率为55KW。②将老式轴流风机改为FZ系列的节能风机,并增装变频器,实现无级变速。③采用新型节能喷嘴,由于新碰嘴压力低,水量小,雾化好,所以循环水泵也由过去的15KW变为了7.5KW。 
3 节能管理 
3.1健全岗位责任制,制订运行管理制度和维修保养制度。 
从空调管理方面来说,除必须加强领导,建立岗位责任制,明确空调设备运行管理规程和设备维修保养制度。同时要使各项设备处于高效率运行状态,以降低能源消耗。温湿度管理在总工程师的领导下,动力处专职负责空调设备改造、检修、保养以及运转管理调节工作。例如我公司制订运行管理规程从五个方面入手(即交接班管理、调节管理、巡回管理、设备清洁和消防安全等)。特别在调节上要求做到“三性、四勤、五控制、一满意”。对车间人员要加强和提高门窗管理工作重要性的认识,规范开启、关闭门窗的管理规则,防止室外气流窜入车间影响生产的稳定。制订设备维修保养制度时,除了明确空调设备运行管理规程和设备维修保养制度外,还要确保设备状态良好和高效运行。 
3.2 节能基础管理工作严细化。 
健全了节能管理体系,成立了能源管理小组。我公司对各耗能点进行检查,严格按照《南纺能源管理规定》进行考核,对在节能降耗工作中做出突出贡献的,予以奖励;对浪费能源的予以重罚。同时加强水、电、汽的计量管理工作,对超出能耗标准的要及时分析,帮助企业做好节能管理工作,不断提高企业能源利用效率。 
4 小结 
空调系统节能是一个系统工程,应该从多方面考虑。要使整个企业的空调系统提高到一个新的档次——高效、节能,则还需广大空调工作人员的共同努力。而我公司的空调系统经过几次改造,大大满足了产品的工艺要求,达到了高效、节能的效果,保证了生产的顺利进行。 

所属类别: 工业节能

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