姚珍敏

“十一五”期間將是我國印染工業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期,產(chǎn)能增加,品種繁多,質(zhì)量提高。業(yè)內(nèi)人士表示,近 5 年來,印染行業(yè)產(chǎn)值和產(chǎn)量分別以平均每年 18% 和 16% 的速度增長,發(fā)展勢(shì)頭很猛。在染整工業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),生產(chǎn)過程中水耗和能耗增多、廢水廢氣排量增高,由此所帶來的資源消耗大、污染物排放量多與節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境之間的矛盾日益顯現(xiàn)?！肮?jié)能減排”已成為當(dāng)前國家宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控的重點(diǎn)。這就要求我國印染機(jī)械在保證所加工的紡織品品質(zhì)不變或提高的前提下,向環(huán)保、節(jié)能、智能化和信息化的方向發(fā)展。

在國內(nèi)印染工業(yè)快速發(fā)展的背景下,我國國產(chǎn)拉幅定形機(jī)機(jī)電一體化水平也取得了長足進(jìn)步,印染工藝參數(shù)在線檢測(cè)與控制技術(shù),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度、速度、濕度、加料、張力、門幅、含潮率等參數(shù)的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)和控制;可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程管理等功能。由于其優(yōu)良的性價(jià)比,在數(shù)量上國產(chǎn)拉幅定形機(jī)的國內(nèi)市場(chǎng)占有率已達(dá)到 60% ～ 70%。然而另一方面則是依然存在隱憂。除在穩(wěn)定性、可靠性和智能化方面與國際先進(jìn)機(jī)型仍存在差距外,印染機(jī)械制造企業(yè)的節(jié)能、減排意識(shí)較弱,使國產(chǎn)拉幅定形機(jī)在這方面與國際先進(jìn)水平相去甚遠(yuǎn)。

實(shí)際上,在節(jié)能、減排方面國產(chǎn)拉幅定形機(jī)有很多事情可做。當(dāng)前拉幅定形機(jī)的熱效率較低,拉幅定形機(jī)的熱效率只有 18% ～ 26%,且大部分損失的熱量沒有被回收利用。生產(chǎn)廢氣直接排放,工作地的空氣質(zhì)量差。開發(fā)新型節(jié)能環(huán)保型拉幅定形機(jī)和改進(jìn)落后的拉幅定形機(jī)是各印染企業(yè)和拉幅定形機(jī)制造企業(yè)當(dāng)前的一項(xiàng)重要工作。

1傳統(tǒng)拉幅定形機(jī)的高能耗和對(duì)環(huán)境的污染

滌綸長絲、滌綸低彈絲針織物、純棉或其它混紡、交織的織物經(jīng)拉幅定形機(jī)熱定形后,具有穩(wěn)定、挺括、收縮小、不皺、手感好等特點(diǎn),深受消費(fèi)者的歡迎。因此熱定形已成為化纖及其與天然纖維混紡、交織的織物整理中必不可少的工序。定形工藝是用循環(huán)熱風(fēng)對(duì)織物進(jìn)行干燥、加熱至一定溫度,使織物獲得穩(wěn)定尺寸的工藝。工藝過程中首先用熱風(fēng)加熱使?jié)窨椢锏乃终舭l(fā),為保持熱風(fēng)的吸濕能力需不斷大量排氣。產(chǎn)生了大量熱損失,能耗大。然后進(jìn)入熱定形過程,織物含濕量已不大,加熱的主要目的是使織物溫度上升從而改變織物的性能。傳統(tǒng)拉幅定形機(jī)定形織物的各項(xiàng)工藝參數(shù)憑操作工經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)控制,節(jié)能效果差。

另一方面,拉幅定形機(jī)一般工作溫度約為 200 ℃左右。拉幅定形機(jī)在定形織物過程中,會(huì)由于高溫焙烘產(chǎn)生含有機(jī)物、染料助劑(含蠟質(zhì)、溶劑、乳化劑、高分子單體)、織物本身掉落下來的短纖維等的熱廢氣,其主要成分為醛、酮、內(nèi)脂、雜環(huán)化合物、芳香族化合物等。隨著排氣風(fēng)機(jī)的排濕,大量的熱廢氣由排氣風(fēng)機(jī)從熱烘房中抽出散入大氣,這些未經(jīng)過處理的熱廢氣對(duì)大氣產(chǎn)生污染。它不僅浪費(fèi)了大量的熱能,而且還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和局部氣候變暖。對(duì)操作工人的身體健康也會(huì)造成損害,并影響周圍居民。

因此高能耗與環(huán)境污染是拉幅定形機(jī)發(fā)展中的主要問題。拉幅定形機(jī)的節(jié)能減排勢(shì)在必行。拉幅定形機(jī)作為印染廠必備的、不可缺少的后整理關(guān)鍵設(shè)備,其性能的好壞不僅關(guān)系到所定形織物的品質(zhì),其節(jié)能減排的性能也直接影響到印染廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2國際先進(jìn)拉幅定形機(jī)的節(jié)能減排措施

國外和中國香港、臺(tái)灣地區(qū)制造拉幅定形機(jī)的廠家眾多,節(jié)能手段也多種多樣,定形機(jī)的熱能回收方法比較廣泛。一些有代表性的公司其節(jié)能減排技術(shù)特征如下。

德國Monforts(門富士)MONTEX – 6500型拉幅定形機(jī)配有集成化熱回收系統(tǒng),拉幅烘干工藝節(jié)能達(dá) 15%(130 ～ 150 ℃),熱定形工藝節(jié)能達(dá) 30%(180 ～ 200 ℃),拉幅烘干和定形工藝節(jié)能達(dá) 20%。

德國Brückner(布魯克納)公司拉幅定形機(jī)的廢熱回收及排煙凈化系統(tǒng),有空氣交換系統(tǒng)(節(jié)能約 20%)、空氣水熱交換系統(tǒng)(節(jié)能約 30%)、吸濕凈化系統(tǒng),節(jié)能環(huán)保效果顯著。余熱回收和廢氣凈化系統(tǒng)可將廢氣中的余熱傳送給新鮮的空氣或水,并使廢氣中的污染物得到冷凝和過濾、進(jìn)而達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果。

德國Moenus(毛納斯)公司Artos uni – star型拉幅定形機(jī)Econ – Air排氣導(dǎo)流系統(tǒng),裝于最后 2 只烘箱上部,節(jié)能和提高加工織物品質(zhì);其濕度控制系統(tǒng)是利用最新的測(cè)量和控制裝置檢測(cè)廢氣(循環(huán)氣流)的濕度并優(yōu)化能源的消耗。

香港立信染整機(jī)械有限公司新型定形機(jī)可將排放出的能源回收再利用,不但大大降低能源消耗量,還改善工作地的空氣質(zhì)量。中國臺(tái)灣力根LK828定形機(jī)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng),氣墊式風(fēng)管節(jié)能 20% ～ 25%。

3努力提高自主研發(fā)能力,研制國產(chǎn)新一代節(jié)能環(huán)

保型拉幅定形機(jī),與國際先進(jìn)產(chǎn)品同步發(fā)展

后整理節(jié)能減排方法大力推薦定形機(jī)熱能回收、在線檢測(cè)和各種低給液方式。研制國產(chǎn)節(jié)能環(huán)保型拉幅定形機(jī)將綜合利用熱能回收系統(tǒng),各種在線檢測(cè)節(jié)能先進(jìn)技術(shù),推廣應(yīng)用各種低給液裝置,其中包括涂層整理、真空抽吸、噴霧給濕、泡沫整理等,來達(dá)到節(jié)能減排的目的。

3.1集成化熱回收系統(tǒng)

考慮到織物品種不同等因素,拉幅定形機(jī)可選配以下 3 種熱能回用裝置的一種。

(1)熱水回用裝置:利用循環(huán)水冷卻回用拉幅定形機(jī)熱廢氣中的熱能,廢氣經(jīng)過熱交換系統(tǒng)進(jìn)行汽 – 液熱交換,可根據(jù)回用水溫度要求對(duì)出水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié),適用于棉紡類織物。熱水回用工藝流程:定形機(jī)熱廢氣 → 廢氣經(jīng)過熱交換系統(tǒng)(循環(huán)過濾段 → 熱水回用段)→ 廢氣排放。

(2)熱風(fēng)熱水回用裝置:充分利用拉幅定形機(jī)熱廢氣中的熱量,熱廢氣先經(jīng)超導(dǎo)管回用熱能,預(yù)熱補(bǔ)充進(jìn)入定形機(jī)烘房的清潔空氣;后經(jīng)過熱交換系統(tǒng)進(jìn)行汽 – 液熱交換,可根據(jù)回用水溫度要求對(duì)出水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。適用于棉紡類織物。熱風(fēng)熱水回用工藝流程:定形機(jī)熱廢氣 → 廢氣經(jīng)過熱交換系統(tǒng)(循環(huán)過濾段 → 熱風(fēng)回用段 → 熱水回收 段)→ 廢氣排放。

(3)熱風(fēng)、熱水回用和廢油回收裝置:綜合利用拉幅定形機(jī)熱廢氣中的熱量及油脂等物質(zhì)。熱廢氣先經(jīng)超導(dǎo)管回用熱能,預(yù)熱補(bǔ)充進(jìn)入定形機(jī)烘房的新鮮空氣;后經(jīng)過熱交換系統(tǒng)進(jìn)行汽 – 液熱交換,可根據(jù)回用水溫度要求對(duì)出水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié);最后靜電除油,減少有害物質(zhì)的排放,降低對(duì)環(huán)境的污染。適用于針織化纖類織物。熱風(fēng)、熱水回用和廢油回收工藝流程:定形機(jī)熱廢氣 → 廢氣經(jīng)過熱交換系統(tǒng)(循環(huán)過濾段 → 熱風(fēng)回用段 → 熱水回收段 → 廢油回收段)→ 廢氣排放。

烘房熱廢氣通過熱交換系統(tǒng)用于加熱新鮮空氣或水。防止熱量無功排放,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。為了減少拉幅定形機(jī)烘燥產(chǎn)生的工業(yè)油煙對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染,采用靜電除油煙裝置,該裝置油煙與灰塵去除效率高,廢油還可以再回收利用,能很快收回投資,經(jīng)濟(jì)效益顯著,又達(dá)到綠色環(huán)保減排的要求。

表 1 所列測(cè)試數(shù)據(jù)的工作條件說明:

① 表 1 所列數(shù)據(jù)為邵陽紡織機(jī)械有限責(zé)任公司八節(jié)拉幅定形機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù),機(jī)器最大設(shè)計(jì)排風(fēng)量為 2 萬m3/h,實(shí)驗(yàn)測(cè)試排風(fēng)量為 1.5 萬m3/h,回用風(fēng)風(fēng)量為 4 000 m3/h;

② 車間的測(cè)試氣溫為 25 ℃,煤的計(jì)算發(fā)熱量為 5 000 kcal/kg;

③ 以上數(shù)據(jù)因拉幅定形機(jī)的型號(hào)、工作環(huán)境、織物品種、定形工藝不同會(huì)有差異。

3.2各種節(jié)能在線檢測(cè)控制技術(shù)的運(yùn)用

(1)織物定形時(shí)間的在線檢測(cè)控制:通過德國Mahlo(瑪諾)公司OMT – 7型面溫度測(cè)量傳感器對(duì)織物布面溫度變化的測(cè)量,反饋給定形時(shí)間控制器(PERMASET VMT –10)來控制定形機(jī)速度以調(diào)節(jié)定形時(shí)間,完成織物在不同升溫曲線下,精確地達(dá)到溫度 – 時(shí)間的完善定形效果。當(dāng)織物達(dá)到定形溫度時(shí),計(jì)算機(jī)就根據(jù)定形時(shí)間的要求,算出織物進(jìn)給的合理工藝車速,加以控制。定形機(jī)中耗電量最大的是循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī),溫度 – 時(shí)間控制器亦可用于控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以取得最佳節(jié)能效果。

(2)織物出布回潮率等參數(shù)的檢測(cè)控制:織物的含水率是烘干過程中極重要的參數(shù),過度烘干會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和能源,而不充分的干燥則會(huì)使織物產(chǎn)生不良的后果。采用接觸式方法在線檢測(cè)織物左、中、右的剩余濕度,其原理是通過測(cè)定織物的導(dǎo)電性來測(cè)定其含水率,以控制工藝車速或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到節(jié)能效果。

(3)廢氣濕度控制對(duì)烘干工序的節(jié)能起著決定性作用。安裝到排風(fēng)口的傳感器內(nèi)配有二氧化鋯(ZrO2)金屬元件,能可靠的測(cè)試廢氣濕度,并能耐高溫,抗污染。根據(jù)最佳排氣濕度調(diào)節(jié)排氣風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而使烘房內(nèi)的相對(duì)濕度變量達(dá)標(biāo),以達(dá)到廢氣最佳排放量實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

3.3采用各種節(jié)能工藝方法

采用各種節(jié)能工藝方法,減少進(jìn)入定形機(jī)織物的水分,降低烘燥的能源成本,推廣應(yīng)用低軋余率軋車、真空抽吸、噴霧給濕、泡沫整理等技術(shù)。

(1)開發(fā)了各種新型軋車,在保證左、中、右的均勻性的前提下,提高軋車軋壓力和軋輥硬度,可以降低織物軋后的含水率 10% ～ 20%,達(dá)到節(jié)能目的。

(2)通過真空泵吸水機(jī)吸除織物表面的游離水、雜物和浮于織物表面的化學(xué)溶液,使化學(xué)藥劑深入織物內(nèi)部,減少化學(xué)廢料,減輕環(huán)保壓力;同時(shí)降低了帶液量,降低了烘燥的能源成本。

(3)瑞士威可噴盤式均勻低給液裝置,用于定形機(jī)入口,可降低帶液量,提高烘干定形效果,節(jié)約能源;安裝在定形機(jī)出布處,均勻給濕,可快速令織物回潮,消除靜電,手感豐滿;若在出布處均勻噴灑不需高溫反應(yīng)的柔軟劑等化學(xué)品,則可降低化學(xué)品在烘房內(nèi)揮發(fā)的污染,并節(jié)省能源。

(4)泡沫整理技術(shù)是將準(zhǔn)備施加到面料的化學(xué)品溶液打成泡沫,即利用大量空氣將濃度較高的化學(xué)品稀釋,以達(dá)到節(jié)省烘干織物所需熱能的目的。泡沫整理時(shí),75% 的用水量可由空氣取代,故烘燥時(shí)可省去此 75% 的熱能。在泡沫整理加工中,殘留的僅僅是少量的泡沫,而且這些泡沫破泡以后得到的工作液濃度與配方濃度完全一樣,沒有任何變化,因此多數(shù)情況下可以回用。完全沒有常規(guī)加工方法中存在的,軋槽中的工作液必須放掉的問題。因此該技術(shù)能更為有效地使用織物染整加工中的化學(xué)品,達(dá)到節(jié)能及無污水排放的效果。

4結(jié)語

目前,浙江、江蘇、福建等省的印染企業(yè)正在推廣拉幅定形機(jī)有機(jī)廢氣回收利用技術(shù),通過冷凝、過濾、吸收分離等技術(shù)將熱定形機(jī)廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行分離回收,同時(shí)還兼有余熱回收利用的功效。布面溫度、烘房排氣濕度、出布回潮率等參數(shù)在線檢測(cè)技術(shù)在國產(chǎn)拉幅定形機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)取得了非常顯著的工藝效果和節(jié)能減排效果。其它節(jié)能減排技術(shù):低軋余率軋車、真空抽吸、噴霧給濕、泡沫整理等,根據(jù)對(duì)不同的織物品種的工藝適應(yīng)性,也在深入探索和推廣應(yīng)用中。在未來的一段時(shí)間內(nèi),國產(chǎn)拉幅定形機(jī)各種節(jié)能減排新技術(shù)將會(huì)繼續(xù)發(fā)展,前景看好。