摘要：印染行业是消耗水、电、汽等能源的大户，可从管理方法创新、设备改造、工艺技术研究三个方面，来实现印染厂的节能降耗。通过生产实践，摸索出了一套成熟的管理方法，包括对各机器设备配备计量器具、将能源指标与不同层级的人员挂勾、实行操作标准化和上机工艺标准化、并在计划上推行集中生产、在现场检查上实行专人负责制等。通过对各类设备如换热器、疏水阀的合理选型和更换，对冷凝水、丝光碱水、废气余热的回收利用，有效地控制降低了能耗。在工艺技术上，采用湿布丝光、有机过氧酸漂白的工艺，缩短了工艺流程，同时也降低了能耗。

    关键词：染整  节能  管理  设备改造  工艺过程

 

     1 生产管理

     1.1 推行精细化管理，规范生产操作

建立由公司、工厂、工段、班组四级的能耗网络，将指标层层分解，并把指标与员工、管理人员的工资直接挂钩，充分调动全体员工节能降耗的积极性。

为保证指标的完成，每台能耗设备均配备计量器具计量，能耗指标的完成情况全部由数据来衡量。在对指标加强管理的同时，对员工的生产操作进行规范。

各机台制定标准的生产工艺，要求员工严格执行，将各机台实际工艺参数进入实时监控系统，以减少因生产操作差异造成的产质量问题，以及因随意操作造成的能耗浪费。

从细处入手，要求员工“停车必须及时关闭水汽阀门”，减少了因人为失误造成的损失；对水洗槽玻璃窗要求“非生产工艺需要严禁开启水洗槽玻璃窗”，减少蒸汽不必要的损耗；对烘筒压力的调节要求员工根据布面干湿度调节蒸汽压力，“以倒数第四个烘筒布面不冒汽为准”，减少因蒸汽供给压力过大造成的浪费；对冷却水的使用要求“根据布面温度调节冷却水大小，以落布温度40度左右为准”，减少不必要的冷却水的使用；对换品种时的换水操作要求“工艺换水不得同时开启二阀(进水阀、排水阀)”，减少因换水造成的水流失等等。通过规范员工的操作，大大减少了不必要的能耗浪费，而且保证了产品质量的稳定性。

1.2 合理安排计划，集中生产加工，减少能源损耗。       

针对订单数量小、花色品种多、工艺更换频繁的情况，合理安排生产调度，集中加工。产量高时，在保证交期的前提下将相同工艺处方的品种集中安排加工，减少因频繁操作造成的助剂和水汽等耗用；在产量低时，将计划集中安排到一台机上加工，减少二台车同时开台造成的能源浪费。

    针对染色品种多，批量小的状况，染色机台操作由浅至深连续生产，减少了开机待工和换品种频繁造成的能源损耗。

    1.3 加强现场检查，杜绝跑冒滴漏

严格现场管理，杜绝跑冒滴漏，实行区域划分，落实责任人，一旦发现跑冒滴漏，立即根据区域划分严格考核。不但保证了装置的安稳运行，而且改善了现场环境。

 

2 设备改造

   在抓生产管理的同时，从设备改造入手研究探索节能降耗的新措施。

   2.1 高温污水热能换热回收利用

   2.1.1内容

   为利用污水携带的热能，印染厂现多采用管式换热器，但此类换热器因清洁卫生困难，随着使用的延长换热效率降低。    

为解决此问题，换用了带有自清洁功能的换热器并加装了工厂污水集中换热器。以前机台换热前后废水降温20℃左右，换用后换热前后废水降温40℃左右；加装工厂污水集中换热器后，新水由原来的20℃提升到40℃，污水由45℃降温为25℃，从而有效回收了废水的余热。

    2.1.2能源节约

    (1) 更新后比更新前提高新水温度20℃，每台换热器日均换用新水l20吨。

    日回收热能：Q=cm△t=-4.2×120000×20=10080000 KJ

    水的比热：4.2KJ／KG，蒸汽的热量为2749 KJ／KG，日均回收热值相当节约蒸汽3.67吨，折合人民币627元。共换用6台此种换热器，年节约折合标准煤750.6吨。

    (2) 加装污水集中换热器后提高新水温度20℃，日均换用新水1200吨。

    日回收热能：Q=cm△t =4.2×1200000×20=100800000 KJ

    水的比热：4.2KJ／KG，蒸汽的热量为2749 KJ／KG，日均回收热值相当节约蒸汽36.7吨，折合人民币6270元：年节约折合标准煤l250吨。

    2.1.3措施后的实际效果

    机台换热器正常情况下经过换热后的水温可达到70℃以上，污水集中换热器经过换热后的水温可达到40℃以上。因为充分利用了污水热能，使高温污水的排放温度下降，减轻了后续污水处理工序的负荷，保证了污水的处理效果。

2.2 印染冷凝冷却水回收利用

     2.2.1内容

     印染冷凝冷却水是带有热量可重复利用的水资源，合理地回收再利用此部分资源可为印染厂节省大量的资源消耗。车间采取措施对设备进行改造，将染色轧干冷却水、染色料槽冷却水、烘筒蒸箱蒸汽凝水回收利用。

    2.2.2能源节约

    回收系统参数如下：

    染色轧干冷却水30吨/日台×3台=90吨，35℃，

    染色料槽冷却水20吨/日台×3台=60吨，35℃；

    烘筒蒸箱蒸汽凝水9吨/日台×6台=54吨，80℃；

回收水量=90+60+54=204吨/日。

    每吨水5.07元/吨(含污水费)，日均节省人民币l034元，年均节约用水74460吨。

水常温按20℃算，日回收热能：

Q：cmat=(4．2×90000×15)+(4．2× 60000 ×15)+(4．2 × 54000×60)=23058000 KJ

    水的比热：4.2KJ/KG，蒸汽的热量为2749 KJ/KG(每吨蒸汽l71元)，日均回收热值相当蒸汽8.4吨，折合人民币1436元。年节约折合标准煤286.3吨，效益非常可观。

    总节约：1034+1436=2470元/日

    2.2.3措施后的实际效果   

    回收后回收水池水温由原来的25℃上升为 40℃左右，比原来水温高l5℃，并形成一个“半闭路的循环”如图，水和热量得到了充分的利用，此资源可满足2台水洗机正常用水量。既减少了废水排放减轻了污水处理负担，又节约了能源，产生了较大的经济效益和环境效益。

2.3 丝光碱水的回收综合利用

2.3.1 内容：

    丝光废水主要含有大量的烧碱，PH值高，通过技术改造将大部分丝光废水通过碱回收装置回收。经过蒸汽加热蒸发水分，浓缩碱液的方法，回收烧碱用于丝光生产中，蒸出热水全部回用于丝光水洗。丝光水洗工序采用逐格倒流工艺，最终此水又回到碱回收参与蒸馏，如图形成了一个“半闭路的循环”，碱和水得到了充分的利用。

    2.3.2 能源节约

    回收系统参数如下：

    碱回收蒸汽凝水20吨/日，85℃；

    碱回收碱凝水l20吨/日，80℃；

    回收水量=20+120=140吨/日，年均节约用水51100吨。

    每吨水5.07元/吨(含污水费)，日均节省人民币710元。

水常温按20℃算，日回收热能：

Q=cm△t= (4.2×20000x65)+(4.2×120000×60)=35700000 KJ

    水的比热：4.2KJ/KG，蒸汽的热量为2749 KJ/KG(每吨蒸汽l71元)，日均回收热值相当蒸汽13吨，折合人民币2223元。年节约折合标准煤443.2吨，效益非常可观。

    总节约=710＋2223=2933元/日

    2.3.3措施后的实际效果

    使用此水后，丝光水洗槽进水水温由原来的20℃提高至目前的80℃，不但节约了热能，还减少了水洗槽升温的时间，提高了生产效率，同时丝光废水排放大幅减少，减轻了污水处理负担，产生了很好的环境效益和经济效益。

    2.4 废气余热的综合利用

    热管余热回收器原理：将单根热管组成管束，冷却段插入水中，烟气冲刷热管受热侧，热管通过相变传热至水，低温水经吸热变成高温水，低温水不断补充，如此反复循环，将烟气热量传入水侧，即产生高温水。这部分高温水可直接用于生产，大大节约了正常用汽。

     2.4.1内容

    目前有350万大卡导热油炉3台，热油锅炉燃烧排放的废气中含有大量的热能(烟气温度在245度)，为了更有效的利用废气的这一部分热能，新上热管式废热锅炉用于热油锅炉尾部烟气的回收利用，以实现能源的循环利用。

    2.4.2能源节约

    回收系统参数如下：

热能计算

 

烟侧传热量计算
排烟温度	T1	℃	已知	245
热管换热器出口烟温	T2	℃	设定	110
标况下锅炉烟气量	Vy	M3／h		15000
标况下烟气密度	pY	kg／m3	查烟气特性表	1.295
烟气质量	My	k g／h	Vy﹡pY	19425.0
平均烟温	Tpj	℃	(T1+T2)／2	177.5
烟气定压比热容	C	U／( k g．℃)	按平均烟温查烟气特性表	1.097
烟气放出热量	Qy	KJ／h	My﹡c﹡(tl-t2)	2876745
		Kcal／h		687099
		kw		799.1
烟气侧热损失	qY	％		5
热管传热量	Qc	KJ／h	Qy﹡(l-qy/1OO)	2732908
		Kcal／h		652744
		kw		759
低温端热损失	qc	％		4
低温端传热量	Qc′	KJ／h	Qy﹡(1-qc／l00)	2623592
		Kcal／h		626634
		kw		729
水侧出口温度计算
水侧设计压力	Pe	Mpa		0
给水温度	tcl	℃	假定	20
给水焓	igs	kJ／kg		83.9
出水温度	tc2	℃	设计给定	70
热水焓	ics	kJ／kg		293.2
需加热水量	Vc	M3／h	Q／(ics-igs)	13
平均水温	tpj	℃	(tcl+tc2)／2	45

 

 

    通过加装热管余热回收器每小时可以把13吨20度常温水加热到70度，每小时回收2646KJ热量，按天然气燃烧值35.7KJ，效率按80％计算，每小时可省天然气92m³/h

    按天然气价2.5元/立方，每小时节省费用230元。

    每年锅炉运行时间按3600h计，则每年可节约：

    230元/d小时×3600小时≈83万元，

    年节约折合标准煤788.4吨。

    2.4.3措施后的实际效果

    此水补充到回水池后，水池水温由原来的40℃提高至目前的45℃，不但节约了热能，还减少了废气的排放，产生了很好的环境效益和经济效益。

    2.5 疏水阀的筛选更新

   疏水阀是用于蒸汽管网及设备中，能自动排出凝结水、空气及其它不凝结气体，并阻水蒸汽泄漏的阀门。   

    2.5.1内容

    通过对蒸汽系统进行了现场评估，发现在疏水阀使用中有许多不合适情况，生产部门从阻汽排水、节能耐用角度出发，改换相应类型节能疏水阀。

    如将蒸汽主管路由原来的安全系数低、蒸汽浪费比较大、使用寿命短的热动力式疏水阀换为安全系数高、能够及时地排放凝结水、并能有效地阻止过热蒸汽泄漏的浮球式疏水阀，保证了主管路凝水的顺利回收并减少热能损失；将伴热管、暖气片等由安全系数低、蒸汽浪费比较大的热动力式疏水阀换为安全系数高、排水不排汽的热静力型疏水阀，减少了蒸汽损失，保证热能的充分利用。

    2.5.2能源节约

经对比换用疏水阀前后的蒸汽用量，换用后日均至少减少3吨蒸汽耗用，折合人民币513元。年节约折合标准煤l02.4吨，效益可观。 

    2.5.3措施后的实际效果   

改换新型耐用节能的疏水阀半年来，无回收管道伸缩节因蒸汽泄露损坏。因蒸汽泄露的减少，车间工作环境也大为改观。

 

3 工艺技术

    除了对管理方法和设备改造进行研究和探索，取得了较好成效外，我们也从多个角度对现行的工艺流程及工艺条件进行了重新审视。本着节约蒸汽、减少热损耗的最终目的，我们从各个工序去发现新的可改进点，并通过大量试验，验证分析其在大生产过程中的可行性，防止质量产生波动，在保证技术质量水平不降低的情况下最大限度地实现清洁生产。经过试验，最终我们在湿布丝光、有机过氧酸低温漂白工艺的研究等多个方面取得了较好成效。

    3.1 湿布丝光的工艺选择

    传统的丝光是将干布浸入浓的烧碱溶液中，使烧碱迅速均匀而充分地渗入织物内部和纤维发生作用。湿布丝光由于是湿入湿出，这样就产生了液体交换，导致碱槽的浓度产生波动。因为我们的丝光机是在线浓度控制，可以自动加浓碱来保持丝光碱浓度的平衡，于是我们设想将漂白后的布不进行烘干，而是湿布直接进行丝光，这样可以免除漂白烘干时的蒸汽能源消耗。为此，我们进行了工艺对比试验，以确定合适的加工工艺。

    3.1.1选用的材料

    面料A：CMl00/2×CPT80/2+XLA40×150×74×53/54″ 平纹

    面料B：CM80/2×CM80/2×160×72×57/58  纬重平

    3.1.2工艺流程及条件对比

    ①干布23⁰Be丝光：漂白干落布→干布二浸二轧23⁰Be浓碱→绷布辊筒反应50秒→布铗扩幅→淡碱喷淋→直辊去碱→六格平幅水洗(95～98℃)→醋酸中和(40℃)→冷水洗→烘干。

    ②湿布23⁰Be丝光：漂白湿落布→轧水浸轧→湿布二浸二轧23⁰Be浓碱→绷布辊筒反应50秒→布铗扩幅→淡碱喷淋→直辊去碱→六格平幅水洗(95～98℃→醋酸中和(40℃)→冷水洗→烘干。

③湿布26⁰Be丝光：漂白湿落布→轧水浸轧→湿布二浸二轧26⁰Be浓碱→绷布辊筒反应50秒→布铗扩幅→淡碱喷淋→直辊去碱→六格平幅水洗(95～98℃)→醋酸中和(40℃)→冷水洗→烘干。

性能测试项目及仪器    

(1) 钡值：测定丝光前后试样对氢氧化钡的吸附能力。

   (2) 毛效：参照FZ/T 01071-1999《纺织品毛细效应试验方法》测试，测定5分钟内液体在面料上的爬升高度(mm)。

   (3) 白度：使用DATACOLOR SF 600测试白度。

   (4) 得色量：用一特定的棕色处方进行三个工艺流程面料的染色，以工艺流程①的染色深浅度为标准，  工艺流程②③与其的色差值么E的差别及深浅度和色光对比。用DATACOLOR SF 600测试其色差值。

    3.1.4结果对比和分析

3.1.4.1 面料A的结果对比：

 

面料A	钡值	毛效	白度	得色量
干布230Be丝光	134	53	78	/
湿布230Be丝光	128	58	80	△E：0.725偏浅
湿布260Be丝光	135	54	79	△E：0.232偏深略红

 

面料B的结果对比：

 

面料B	钡值	毛效	白度	得色量
干布230Be丝光	136	68	80	/
湿布230Be丝光	129	72	83	△E：0.653偏浅偏蓝
湿布260Be丝光	137	70	81	△E：0.105偏深

 

    从上面两种面料的结果对比来看，湿布丝光在将碱浓度提高到26⁰Be时，其钡值与干布23⁰Be的丝光效果相当，毛效和白度略有提高，得色量也有增深的效果。从理论上来讲，干布丝光时纤维遇到浓碱后发生剧烈溶胀，其表面发生溶胀后，就使得碱液很难向纤维内部渗透；而湿布丝光由于水已使纤维均匀溶胀，碱液更容易被置换到纤维内部，因此其毛效和得色量也有提升。这样，就从实践上和理论上证明了完全可以用湿布26⁰Be丝光代替正常的干布丝光。

    3.1.5工艺调整后能耗的节约

    工艺调整前烘筒万米用汽1.76吨，工艺调整后不用蒸汽，万米可节约蒸汽1.76吨。2台漂白机日均加工12.5万米布，每日节约l2．5×1．76=22吨蒸汽，折合折合人民币3762元。年节约折合标准煤750.8 吨。

    3.2 有机过氧酸低温煮漂工艺的研究

    正常的连续退煮漂一般为三步法，即汽蒸退浆→高温水洗→汽蒸煮练→高温水洗→汽蒸漂白→高温水洗→烘干。这种流程在加工过程中需要耗费大量的蒸汽和水。虽然经过改造流程后，可将煮练和漂白合为一浴加工减少水、蒸汽的消耗，但由于烧碱用量高，如果控制不当极易出现双氧水在汽蒸时急剧分解造成的破洞；也有许多工厂采用双氧水冷轧堆煮漂法，但由于其对布面含杂量要求极高，也会同样出现破洞的问题，而且其受反应温度的影响大，时间延长后会出现纤维的脆化。

    有机过氧酸是在有机酸上多了一个双键的氧原子，它通过在一定PH值、温度及其它条件下和被氧化物接触，过氧化解离成活性氧，从而带来氧化漂白作用；同时同浴中加入一定量的烧碱，可起到一定的煮练效果。我们选用了日本公司的0SBON有机过氧酸系列的助剂，进行了冷堆试验。

    3.2.1选用的材料  

    CM80/2×CM8012×160×72×57/58  纬重平

     3.2.2工艺条件对比

    A 工艺：常规三步法：退浆→煮练→漂白→丝光。

    B 工艺：双氧水冷堆法：退浆→双氧水冷堆(40℃，24h)→四格平幅热水洗(95～98℃)→冷水洗→烘干。

    双氧水冷堆液处方(g/L)：   

    双氧水30％                 80

    NaOHl00％                  50

    稳定剂                     l0

    螯合剂                     l5   

    渗透剂                     5

    C 工艺：有机过氧酸冷堆法：退浆→有机过氧酸冷堆(常温，24h)→四格平幅热水洗(95～98℃)→冷水洗→烘干。

     有机过氧酸冷堆液处方(g/1)：

     过氧酸DSC  OSBON U-250    100

     催化剂DSC  OSBON MH25     50

     稳定剂DSC  FIXER H Iiq    10

     NaOH l00％                20

     表面活性剂                30

     渗透剂MRZ                 5

3.2.2 半制品内在指标对比及结果分析

 

	纬向降强率	毛效(5分钟)	白度(CIE)	聚合度
A 工艺	13.4％	65	74	1743
B 工艺	11.7％	58	78	1756
C 工艺	9.8％	6l	79	1927

 

     通过不同工艺的对比可以发现，采用退煮漂三步法毛效高，但降强率偏高、白度偏低；采用双氧水冷堆工艺，白度有所提高，降强率也有所降低，但毛效略低；采用有机过氧酸冷堆法，降强率最低，白度最高，毛效适中。同时从不同工艺的聚合度对比，有机过氧酸冷堆法的聚合度最高，也即其受到的潜在损伤最小。

    3.2.3工艺调整后能耗的节约

工艺调整前万米用水41.30吨，万米用汽7.50吨，工艺调整后万米用水30.50吨，万米用汽5.50 吨，万米可节约用水l0.80吨，蒸汽2.00吨。用此工艺日均加工5万米布，每日节约l0．80×5=54吨水，2.00×5=10吨蒸汽，折合人民币1983元。年节约折合标准煤341.3吨。

 

4 结论

    (1) 在生产管理上建立多层级的能耗管理体系，推行操作标准化和上机工艺标准化，实行定区域责任制管理，同时从生产计划安排上做好预控，将极大地减少能源的损耗。

    (2) 通过对换热器的更换和改造、冷凝水的回收、丝光碱水回用、废气余热利用、疏水阀更换等多项措施极大地节约了能源。

    (3) 采用湿布丝光和有机过氧酸低温煮漂工艺，生产的织物质量较常规工艺佳，而且实现了能源节约，年可节约标准煤1000多吨。

实施清洁生产，做好节能减排工作，对印染企业来说是一项长期性、战略性的任务，我们要把节能减排、降低能耗工作作为一项长期的自觉行动，坚持从管理、改造、工艺等各个方面进行更加深入地研究和实践，高度重视清洁生产，坚持常抓不懈，把清洁生产做好、做深、做透，为子孙后代留下更多的资源。

 

    参考文献：

    [1] 周中平等，清洁生产工艺及应用[M]北京 化学工业版社，2002

    [2] 毛艳梅等，印染废水深度处理技术及回用的现状和发展．印染，2005，8

    [3] 上海印染工业行业协会编  印染手册(第二版) 北京  中国纺织工业出版社

    [4] 房宽峻，纺织品生态加工技术[M] 北京  中国纺织出版社

    [5] 徐谷仓，我国染整前处理工艺助剂和设备的技术进步  (徐谷仓论文精选)