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定型機(jī)、涂層機(jī)專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機(jī)械2022年1月17日訊 針對(duì)目前印染行業(yè)關(guān)心的節(jié)能減排技術(shù)，文中以全滌面料為例，從原材料、坯定條件、前處理、染料選用、敏感色系、染色條件等方面介紹了本廠在提高染色一次成功率方面的措施；從無管式自動(dòng)滴定系統(tǒng)、Datacolor測(cè)配色系統(tǒng)、染整中央SPC監(jiān)控系統(tǒng)、染助劑自動(dòng)輸送系統(tǒng)介紹了自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用；從中水回用裝置設(shè)計(jì)、工藝、 水質(zhì)、成本等方面介紹印染專用污水回用技術(shù)的應(yīng)用及其節(jié)能減排效果。結(jié)果表明，自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用使人工異常率從6.0%下降到3.0%，降低了生產(chǎn)錯(cuò)誤率提升了生產(chǎn)效率；中水回用裝置的應(yīng)用使生產(chǎn)節(jié)能減排效果顯著， 大大節(jié)約了生產(chǎn)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

常州旭榮針織印染有限公司

王存山 左凱杰 劉慧清 馬方方

印染行業(yè)規(guī)范條件(2017版)明確規(guī)定：印染行業(yè)必須推進(jìn)節(jié)能減排清潔生產(chǎn)，向技術(shù)密集、 資源節(jié)約、環(huán)境友好型產(chǎn)業(yè)發(fā)展，要采用技術(shù)先進(jìn)、 節(jié)能環(huán)保設(shè)備，主要工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和自動(dòng)控制，鼓勵(lì)采用染化料自動(dòng)配液輸送系統(tǒng)，間歇式染色設(shè)備浴比應(yīng)滿足1：8以下的工藝要求，采用四新工藝，產(chǎn)品合格率達(dá)到95%以上，針織物染整的新鮮取水量≤90噸／噸布。加之目前的環(huán)保高壓之下，一 大批沒有技術(shù)儲(chǔ)備的印染企業(yè)不堪重負(fù)，出現(xiàn)嚴(yán)重虧損、倒閉現(xiàn)象，因此如何采用新工藝、新技術(shù)、新流程以及有效的工廠管理做到真正的節(jié)能減排，是擺在印染企業(yè)面前的一項(xiàng)嚴(yán)峻課題。我司在生產(chǎn)過程中，通過對(duì)生產(chǎn)工藝、設(shè)備的改進(jìn)，在水、電、汽節(jié)能減排技術(shù)方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，與各位同行分享。

01

提升染色一次成功率

筆者認(rèn)為提高染整的一次成功率對(duì)于節(jié)能減排意義重大，此處的一次成功率包含顏色和布面兩個(gè)部分，據(jù)統(tǒng)計(jì)返修一缸滌綸布，無論返修顏色還是布面，成本至少增加100%;如果返修一缸全棉布種的色花，成本將會(huì)增加25%。故提高染整的一次成功率， 對(duì)每一個(gè)染廠來說都尤為重要和緊迫，下面以全滌( 含氨綸面料)面料為例介紹我司提高染色一次成功率的一些做法和工藝。

1.1原材料

滌綸纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了不同批號(hào)纖維織成的滌綸面料之間的染色差異性很大，所以同一訂單，滌綸紗換批號(hào)時(shí)一定要安排化驗(yàn)室重新復(fù)色，對(duì)染色配方進(jìn)行修正；此外針對(duì)不同時(shí)間進(jìn)貨和不同批號(hào)的染料、助劑也要進(jìn)行遞貨檢驗(yàn)，避免染助劑的批次差異，檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)入生產(chǎn)使用。這樣保證原材料的一致性，是實(shí)現(xiàn)染色一次成功的先決條件

1.2坯定條件

滌綸尤其是含氨綸布種，一般都要經(jīng)過坯布預(yù)定型，以保證布面平整和規(guī)格的穩(wěn)定，而坯布定型的條件（溫度、速度、風(fēng)量大?。┯謺?huì)直接影響后續(xù)染色時(shí)染料的上色深度和色光，這是由于滌綸的結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)的分布以及分子鏈的運(yùn)動(dòng)程度隨坯定溫度的變化而變化導(dǎo)致的，我們做過相關(guān)試驗(yàn)，滌綸面料的上色率和坯布定型的溫度關(guān)系如下：

圖1定型溫度對(duì)滌綸織物尺寸熱穩(wěn)定性的影響

圖2定型溫度對(duì)滌綸織物染色性能的影響

從圖中可以看出坯定溫度對(duì)染料上色率有很大影響，不同的坯定溫度，同一配方的染料吸收率很大，而這必然會(huì)引起顏色深淺、色光的差異。當(dāng)坯布定型溫度低于180℃時(shí)，染料吸收率隨溫度的增加而降低，當(dāng)溫度高于180℃時(shí)，染料的吸收率隨溫度的增加而增加，這主要是與滌綸的結(jié)晶性能有關(guān)，低于180℃時(shí)，滌綸的結(jié)晶速度隨定型溫度的增加而加快，由于形成的結(jié)晶多，染料上染就較少；而當(dāng)溫度進(jìn)一步增高，可能引起大分子取向度的降低，所以吸收染料又增加。當(dāng)繼續(xù)加熱到230～240℃時(shí)，達(dá)到滌綸的軟化點(diǎn)，滌綸非晶區(qū)的分子鏈運(yùn)動(dòng)加劇，分子間相互作用的力都被拆開，此時(shí)類似粘流態(tài)，而結(jié)晶區(qū)內(nèi)的鏈段事仍未被拆開，所以纖維只發(fā)生軟化，而不是熔融，但此時(shí)己?jiǎn)适Я死w維的使用價(jià)值，故在印染加工中不允許超越這個(gè)溫度。所以化驗(yàn)室復(fù)色用布一定要取大貨坯定好的布，才能保證紗、織造、坯定條件穩(wěn)定，知此方可提高染色的再現(xiàn)性。

1.3前處理

由于滌綸在紡絲過程中會(huì)施加一定的油劑，如果上油不勻會(huì)造成條干不勻或毛絲，從而影響布面品質(zhì)，所以滌綸DTY加工絲一般含油率在2.5%左右。而對(duì)于滌／氨綸坯布，由于氨綸上的硅油很多，且不同品種的氨綸含油量不一致，但坯布上的油如果除不干凈，會(huì)對(duì)染料上色有很大影響。這是由于分散染料具有親油性，布面如果含油率不均勻，那么染色后布面就會(huì)呈現(xiàn)色花現(xiàn)象，故染色前的除油過程很重要，一般全滌不加氨綸布種的除油配方如下（黑色、藏青色系為了節(jié)約能耗可以用除油染色一浴法)：

滌／氨綸布種一般坯布定型之前，先要經(jīng)過縮練機(jī)除油后再坯定，因?yàn)楣栌徒?jīng)高溫定型后丟除難度會(huì)增加，故采用縮煉機(jī)平幅去除大部分油劑。坯定后一般顏色可以直接下缸染色，特殊顏色對(duì)油比較敏感的，如玫紅色、灰色、綠色系列，染色之前還要再用如上除油配方再除油一次，以確保染色效果。

1.4染料選用

滌綸一般選用分散染料染色，分散染料不含有強(qiáng)水溶性基團(tuán)，在染色過程中呈分散狀態(tài)進(jìn)行染色的一類離子染料，按染色溫度或者升華牢度可分為三類，S型，SE型，E型。

在選用分散染料時(shí)，要盡量選用同一類型的染料，如果因?yàn)轭伾饣蛎靼刀鹊男枰疃嘀荒懿钜粋€(gè)型號(hào)，千萬不可跨型號(hào)選用，如果跨型號(hào)選用三原色組合，那么染料上色同步性差，必然導(dǎo)致色差和缸差大、布面顏色不純，同時(shí)由于對(duì)工藝條件敏感， 易產(chǎn)生色花異常，導(dǎo)致染色的一次成功率很低。

表1分散染料分類及性能表

同的色光， 例如紅色有偏藍(lán)光的玫紅，也有偏黃光的大紅，我們?cè)谶x用染料組合時(shí)，要秉持相近相似的原則，這樣顏色的重現(xiàn)性才會(huì)高，例如染一個(gè)帶紅光的黑色，如果用紅，黃，黑去拼色，就要盡量選用帶紅光的黑去拼色，如果選用帶綠光的黑去拼色，不僅配方中紅色染料用量會(huì)增加，而且會(huì)造成染色時(shí)的缸差很大。

1.5敏感色系

大貨生產(chǎn)前由化驗(yàn)室制作階段染色曲線(step dyeing)，以供技術(shù)人員制定染色工藝曲線，因?yàn)橛袝r(shí)即使是同一類型的三原色染料，由于其顆粒大小的問題，也不會(huì)完全同步上色，對(duì)于一些敏感色系， 例如：灰色，紫色，咖啡色等，就要借助階段染色曲線結(jié)果來制定相應(yīng)的染色工藝曲線，在哪一個(gè)溫度點(diǎn)染料吸收較快，那在這個(gè)溫度的前一個(gè)溫度點(diǎn)就要適當(dāng)保溫，或放慢升溫速度，如圖3所示：

圖3紫色階段染色曲線

從圖3可以看出，90～110℃之間染料出現(xiàn)明顯上染，通過殘液染色也得到了印證，此即為紫色配方組合的關(guān)鍵染色階段，在此階段內(nèi)染料大量上染，極易造成染色不勻，因此在制定染色工藝時(shí)，此階段應(yīng)采用慢升溫，并進(jìn)行適當(dāng)持溫的方式，使配方組合中各支染料均勻上染。

1.6染色條件

分散染料一般在酸性條件下染色，不同分散染料對(duì)PH值得敏感程度不同，有的染料染色時(shí)要求的PH值范圍很窄，例如分散彩藍(lán)BlueBB染色時(shí)要求的pH為3.5～4.5，超出此范圍時(shí)，色光差異很大，故一般情況下，化驗(yàn)室打色復(fù)色時(shí)都會(huì)測(cè)量染液的PH值， 為了保證大貨生產(chǎn)的缸差和色差，每一缸都要求員工測(cè)量染液的PH值，確保和化驗(yàn)室打色的PH值一 致，偏差在±0.2以內(nèi)。

02

自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用

自德國(guó)提出工業(yè)4.0，掀起第四次工業(yè)革命的熱潮以來，我國(guó)政府也適時(shí)提出《中國(guó)制造2025》規(guī)劃， 把智能智造作為兩化深度融合的方向。紡織印染行業(yè)作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，也需不斷借助智能化、自動(dòng)化設(shè)備，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)的同時(shí)，提升品質(zhì)、降低能耗。

2.1化驗(yàn)室自動(dòng)化設(shè)備

傳統(tǒng)的化驗(yàn)室打色、調(diào)配方完全依賴人工， 需要人工化染料、計(jì)算、吸液，然后打樣，再通過人眼判別小樣與標(biāo)樣差異，調(diào)整配方，其工作效率和質(zhì)量與操作人員的經(jīng)驗(yàn)密切相關(guān)，也易引起人工操作誤差。我司從降低人工誤差的角度出發(fā)，對(duì)化驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行了自動(dòng)化改造，采用無管式自動(dòng)滴定系統(tǒng)與Datacolor測(cè)配色系統(tǒng)。

采用上述自動(dòng)化設(shè)備后，對(duì)打樣人員的經(jīng)驗(yàn)性要求大大降低，普通人員也可很快進(jìn)入角色，人工操作誤差大大降低。

2.2染整中央SPC監(jiān)控系統(tǒng)

眾所周知針織染色大多采用間歇式染色設(shè)備，生產(chǎn)效率較低，大部分工廠為提高工人工作積極性，進(jìn)而提升生產(chǎn)效率，大都采用計(jì)件制，但容易造成部分工人不按設(shè)定工藝操作，偷減工藝進(jìn)而造成生產(chǎn)異常的問題。針對(duì)此問題，我司設(shè)立染整中央SPC監(jiān)控系統(tǒng)，如下圖所示，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控每一臺(tái)染缸的染色工藝與設(shè)定工藝是否相同，此外發(fā)生異常時(shí)，也可以作為判別是人為異常還是工藝異常的依據(jù)。

2.3染助劑自動(dòng)輸送系統(tǒng)

傳統(tǒng)的印染廠采用人工稱量染助劑，存在的缺點(diǎn)是：(1)工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作條件惡劣；(2)長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度工作，注意力下降，容易出現(xiàn)稱錯(cuò)料的問題，造成整缸回修或報(bào)廢，損失嚴(yán)重。針對(duì)此類問題，我司配置了新型染助劑自動(dòng)輸送系統(tǒng)。

該系統(tǒng)集“稱料、化料、輸送”三項(xiàng)功能于一體， 可以實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)上料、助劑智能存儲(chǔ)、發(fā)料；助劑高精計(jì)量分配；染料自動(dòng)化料稀釋、輸送；配方信息管理；互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控；成本統(tǒng)計(jì)分析”等智能化控制。

通過上述自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，我司人工操作異常大幅降低，從6%下降到3%，下降約3%，節(jié)省了大量回修成本。

03

印染專用污水回用技術(shù)

通過數(shù)據(jù)分析，我司生產(chǎn)面料中化纖和棉占比分別為50%使用染料包括50%分散染料、40%活性染料、6%陽離子染料、4%酸性染料，助劑有元明粉、純堿、雙氧水、保險(xiǎn)粉、冰醋酸等。每天產(chǎn)生廢水4500 噸，主要來源為生產(chǎn)廢水和生活廢水。通過調(diào)研， 決定采用水解酸化／接觸氧化／氣?。盀V+精濾／超濾／反滲透工藝處理針織印染廢水，結(jié)果表明該工藝對(duì)廢水中COD、色度、懸浮物等各項(xiàng)指標(biāo)去除率達(dá)到95%以上，回用水水質(zhì)完全滿足針織印染工藝的需求。該工藝產(chǎn)生的污泥很少，且回用水的運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新鮮水和廢水處理的費(fèi)用之和，給企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。

該項(xiàng)目配置2200立方米／天印染專用污水回用處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括污水預(yù)處理和污水回用處理系統(tǒng)兩部分。主要構(gòu)筑物為新建熱水池1座、調(diào)節(jié)池1座、初沉池1座、水解酸化池1座、二沉池1座、回用水池1座、污泥池l座、設(shè)備用房2座、接觸氧化池1座、氣浮池1座、氣浮出水池1座。主要設(shè)備為板框壓濾機(jī)2 臺(tái)、石英砂過濾器2臺(tái)、活性炭過濾器2臺(tái)、UF超濾設(shè)置1套、RO反滲透裝置1套、加酸裝置、加堿裝置、加堿裝置、加藥裝置。日產(chǎn)2200噸的回用水，全部供染整車間使用。

不同工藝處理印染污水后水質(zhì)變化

廢水經(jīng)過不同工藝處理后，污水逐漸變得清澈透明，經(jīng)各級(jí)處理，黑色污水的色度顯著下降，比如生化池內(nèi)上清液色度呈現(xiàn)土黃色，下層出現(xiàn)底物， 這與生物氧化有很大關(guān)系；過濾器內(nèi)水的色度幾乎全部脫除。另外，各級(jí)處理環(huán)節(jié)出水COD也有明顯的變化。調(diào)節(jié)池、初沉池、接觸氧化池、二沉池、氣浮池、超濾膜的COD分別是828mg/L，408mg/L，54mg/ L，33mg/L，20mg/L，4mg/L。這表明，該工藝流程對(duì)廢水處理效果顯著，極為適合處理該類水質(zhì)的廢水。

經(jīng)過中水回用處理工藝后，回用水中未檢測(cè)到色度、懸浮物、鐵離子、硬度，pH呈現(xiàn)中性，電導(dǎo)率為38.lus/cm，余氯與COD分別為O.Olmg/L、2mg/L，回用水水質(zhì)已完全達(dá)到染色使用標(biāo)準(zhǔn)。

本項(xiàng)目建成后，全年可產(chǎn)生回用水66萬噸。CODcr、NH3-N外排量分別削減33t/a、3.3t/a，建成后CODcr、NH3-N總量在原廠區(qū)內(nèi)平衡，故節(jié)水和生態(tài)效益顯著；據(jù)計(jì)算，采用本項(xiàng)目污水回用處理總成本為5.08元／噸水，而同期采用新鮮水染色、之后廢水排至污水處理廠的總費(fèi)用為10.38元／噸水，故本項(xiàng)目可節(jié)約成本5.3元／噸水，全年累計(jì)節(jié)約349.8萬元。

此外我司還采用了污水余熱回收和太陽能預(yù)熱水技術(shù)，將軟水溫度由20℃提升至45℃，熱水直接供染缸進(jìn)行高溫皂洗。每天可以產(chǎn)生300噸45℃以上的熱水，全年可節(jié)約蒸汽3750噸，節(jié)約蒸汽費(fèi)用75萬元；將染色機(jī)的蒸汽冷凝水及降溫時(shí)的冷卻水集中回收到回用水池，用于高溫皂洗，由于回用水的溫度遠(yuǎn)高于常溫冷水，故可節(jié)約蒸汽，節(jié)省工藝時(shí)間。以每天可節(jié)約用水500噸，每年生產(chǎn)285天計(jì)算，全年可節(jié)約生產(chǎn)用水14.25萬噸，節(jié)約費(fèi)用24.225萬元，同時(shí)也減少排污11.69萬噸，減少開支排污費(fèi)21.042萬元。全年可節(jié)約水費(fèi)和排污費(fèi)共計(jì)45.267萬元。

04

小結(jié)

目前印染行業(yè)針對(duì)節(jié)能減排而開發(fā)的各種新設(shè)備、染助劑、工藝等不斷涌現(xiàn)，作為染整廠的技術(shù)管理工作者，要緊跟技術(shù)發(fā)展的方向，勇于嘗試，也希望各位有用過效果良好的節(jié)能減排技術(shù)，能夠提出來交流，共同促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步！

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