（环境工程专业论文）纺织物纯漂清洁生产工艺研究.pdf

西安建筑科技大学硕士学位论文 纺织物纯漂清洁生产工艺研究 专业：环境工程 硕士生：孙玉晓 抬导教师- 党小庆副教授 王永新高级工程师 摘要 本文研究了纺织工业中漂白工侉豹漂白工艺，对鬻翔漂盎工艺进行了分柝比 较，提出了筑漂清洁生产工艺的概念。实验结栗表明，采耀纯漂z 艺代替孤有的 亚氯酸钠漂内、次氯酸钠漂白、过氧化氢漂白等常用漂白工艺，可取得较好的漂 白效果。 纯漂即利用二氧化氯发生器生产的高纯二氧化氯( 9 8 以上) ，利用二氧化 氯的漂囱特性，对布匹的发色基团进行漂白，以达到对布匹实施漂白的效柒。 在高纯二氧化氯生产设备的分析研究中，本文提出一种按沭可靠、运行成本 羲廉、原料转化率离虢二氧化氯发炭嚣，即以氯酸钠、避氧化氯为原辩的= 氧化 氯发生嚣，其氯酸钠转佬率可达9 9 ，二氧化氯纯度9 9 ，该发生器生产l g g 二氧化氯泄耗原料量为：氯酸钠( 工业品) 1 6 0 埏，过氧化氢( 3 0 ) 1 4 0 k g ， 硫酸( 9 3 ) 3 7 0 9 9 。生产成本为1 2 。8 3f r o g 。由于氯酸钠、过氧化氢法二氧化 氯发生器原料转化率高，最佳可达9 9 9 ，因此，在处理原料带入氯酸根的量几 乎为零，实现清漓生产的弱的。 在纯漂工艺实验研究中，采用了漂白罐及相应配套设备、滴定仪、涮配色仪、 测流度仪等。实验条件为：p h 值在3 5 9 0 之闯，湿度在3 0 5 0 ，对闽在1 5 2 4 0 m i n 之润。经比较，确认筑漂的最佳工艺条件为：p h 傻控傣l 程7 0 发右，瀑 度控制在5 0 左右，时间控制在6 0 m i n 左右。采用纯漂工艺漂白的布匹，产品 质艟全面达到并超出了现有国家标准，不仅自度高，而慝强力也赢。 在纯漂工艺成用的可行性分析中，以济南元首针织股份有限公司现有漂白车 闯为依托，拆除现有的亚漂主要设备，新增力蟊二氧化氯发生器等主要设备，形成 完整的纯漂生产线。研究了二氯忧氯发生器的使用操作方法、使用安装注意事项， 仕舞了工程投资，测铎了采用缝漂工艺代替双漂工艺可繁来的经济效益。经测算， 在原有驻漂工艺基础上进行改造，霹获得良好的投资i | 芟豢，税居只需要2 3 5 年 即可收网全部投资，财务内部收益率高于行业内部收益率。 关键诩；漂白，纯漂，清浩生产，二氯化氯 西安建筑科技大学硕士学位论文 r e s e a r c ho nc l e a n i n gt e c h n i c so ft e x t i l ep r o d u c t i o n p u r i f y i n gb l e a c h i n g s p e c i a l t y ：e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g n a m e ：s u ny u x i a o i n s t r u c t o r ：d a n gx i a o q i n ，v i c ep r o f e s s o r w a n gy o n g x i n ，s e n i o re n g i n e e r a b s t r a c t 1 1 1 i sp a p e ri sd e v o t e dt ot h es t u d yo fb l e a c h i n go ft h ep u r i f y i n gp r o c e d u r ei nt e x t i l e i n d u s t r y , a n dc o m p a r e dt ot h en o r m a lb l e a c h i n g ，p r o p o s e dt h ec o n c e p to fc l e a n i n g t e c h n i c si np u r i f y i n gb l e a c h i n g i 砰e es t u d ys h o w st h a tb e t t e re f f e c tc a l lb ea c h i e v e db y a d o p t i n gt h ep r o c e d u r eo fp u r i f y i n gb l e a c h i n gi np l a c eo fs u c he x i s t i n gb l e a c h i n ga s s u b s o d i u mc h l o r a t eb l e a c h i n g , h y p o - s o d i u mc h i o m t eb l e a c h i n ga n dp e r o x i d e h y d r o g e nb l e a c h i n g p u r i f y i n gb l e a c h i n gm e a n st ob l e a c ht h ec l o t hb yu s i n gh i 曲p u r i f i e dc h l o r i n ed i o x i d e ( h i g h e rt h a n9 8 、p r o d u c e db yc e r t a i ng e n e r a t o r sa n dt h ep r o p e r t yo fb l e a c h i n gt o b l e a c ht h ef a c t o r so fg e n e r a t i n gc o l o ri nc l o t h ，t h u sg a i n i n gt h ee f f e c to fc l o t h b l e a c h i n g i n ：t h ea n a l y s i ss t u d yo ft h eh i 曲p u i _ i f y i n gc h l o r i n ed i o x i d ef a c i l i t i e s ，t h i sa r t i c l ep u t s f o r w a r ds o m eg e n e r a t o r 谢t hh i 曲r e l i a b i l i t y , l o wc o s ta n dh i 曲c o n v e r t i n gr a t eo f r a w m a t e r i a l s , w h i c hi st h es o c a l l e dc h l o r i n ed i o x i d eg e n e r a t o ru s i n gs o d i u mc h l o r a t e ， p e r - h y d r o x i d ea sr a wm a t e r i a l s b yu s i n gt h eg e n e r a t o r , t h er a t eo fs o d i u n lc h l o r a t e c o n v e r s i o nc a nr e a c ha sh i 吐a s9 9 ，t h ep u r i t yo fc h l o r i n ed i o x i d ec a l lb eo f9 9 ， t o o a b l et op r o d u c el k go fc h l o r i n ed i o x i d ew i t hr a wm a t e r i a l s1 6 8 k go fs o d i u m c h l o r a t e ，1 4 0 k go fp e r o x i d eh y d r o g e n ( 3 0 ) ，3 7 0k go fs u l p h u r i ca c i d ( 9 3 ) w i t h p r o d u c t i o nc o s to f ￥1 2 8 3 k g w i t ht h ec o n v e r s i o nr a t eo fr a wm a t e r i a l sb e i n gv e r y h i 如e v e nu pt o9 9 9 ，也ea m o u n to fc h l o r a t er a d i c a lc r e a t e dw h i l et r e a t i n gr a w m a t e r i a l sa l m o s tc o m e st om u p r 且lf i l l f d l e dt h ec l e a n i n gt e c h n i c s i nt h es t u d yo fb l e a c h i n ge x p e r i m e n t a t i o n ，b l e a c h i n gt a n ka n dc e r t a i ns e t so ff a c i l i t i e s s u c ha st i t r a t i o nm e t e r s ，c o l o r - m a t c hm e t e r sa n dd i s c h a r g em e t e r sa r em a d eu s eo f , u n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tt h ev a l u ep hi sb e t w e e n3 5a n d9 o ：t e m p e r a t u r ei sb e t w e e n 3 0 a n d5 0 ；a n dt i m eb e t w e e n1 5a n d2 4 0m i n u t e s b yc o m p a r i s o n ，i ti s c o m p l e t e l yc e r t a i nt h a tt h ec o n d i t i o nf o rb e s tb l e a c h i n gt e c h n i q u ei sp h i sc o n t r o l l e d a r o u n d7 0 ，t e m p e r a t u r ea r o u n d5 0 ：a n dt i m ea r o u n d6 0m i n u t e s 。t h ec l o t hb l c a c h e d b yt h a tm e a i l si sn o to n l yh i 出i nw h i t e n e s sb u ta l s oh i 曲i ns t r e n g t h , a n dt h e r e f o r ei t s w h o l e q u a l i t yh a sp a r a l l e l e do re v e nb e y o n d t h ee x i s t i n gn a t i o n a lq u a l i t ys t a n d a r d i nt h ef e a s i b i l i t ya n a l y s i so fb l e a c h i n ga p p l i c a t i o nb a s e do nt h ee x i s t i n gb l e a c h i n g w o r k s h o pj i - n a ny u a n s h o uk n i t t i n gc o m p a n yl i m i t e d ，t h em a j o rp a r t so ft h e 西安建筑科技大学硕士学位论文 f a c i l i t i e 5a r eb r o k e nd o w nt om a k e r o o mf o rt h en e wc h l o r i n ed i o x i d eg e n e r a t o rs oa s t of o r mac o m p l e t ep u r i f y i n gb l e a c h i n gp r o d u c t i o nl i n e a l s o ，t h em e t h o d so f o p e r a t i n gc h l o r i n e d i o x i d eg e n e r a t o r , t h ep r o c e d u r ep o i n t st h a ts h o u l d b ep a i d a t t e n t i o nt o ，t h eb u d g e to f t h ei n v e s t m e n to f t h ep r o j e c t ，t h ee s t i m a t eo f t h ee c o n o m i c v a l u eb r o u g h ta b o u tw i 血t h er e p l a c e m e n to fs u b - b l e a c h i n gt e c h n i q u ew i t hp u r i f y i n g b l e a c h i n gt e c h n i q u e i ti se s t i m a t e dt h a tg r e a tb e n e f i t sc a r lb ea c h i e y e dw i t ht h e t r a n s f o r m a f i o nb a s e do nt h ee x i s t i n gs u b - b l e a c h i n gt e c h n i q u e ，a n dt h a tt h ew h o l e i n v e s t m e n tf u n d sc a nb er e t u r n e dw i t h i n2 3 5y e a r sa f t e rl a xp a y m e n tw i t ht h e f i n a n c i a lb e n e f i th i g h e rt h a ni t sw a d eb e n e f i t k e yw o r d s ：b l e a c h i n g ，p u r i f y i n gb l e a c h i n g , c l e a n i n gt e c h n i c s ，c h l o r i n ed i o x i d e 声明 本人郑重声明我所呈交兹论文是我个人在导师指导下进行兹霹究工 乍及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其毽入已经发表或撰写过的磷究残暴，也不包含本人装其毽人在其它单位 已申请学位或为其它用途使用过的成果。与戏同工作的同志对本研究所做的 所有贡歙均已在论文中作了骢确的谖甥著表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切棚关责任。 论文作者签名：獬。每邑謇裳：+ 妒文参，矽 关于论文使用授权的说明 本入完全了解露安建筑科技大学有关保稻、使焉学位论文的甄寇，酃：学 校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的 全熬或部分内骞，曩】：以采麓影露、缩印或者熬它复毫l 手黢保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 。专 论文作者签名：确玉盹导师签名：乃钦e ；i 期：洲灰；功 注：请：冉此页附芒e 论文首页。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 1 引言 l 概述 纺织工业是我国重要产业之一，长期以来，在满足人民衣着消费、增加社会就业、扩 大出口创汇、积累建设资金和为相关产业配套等方面发挥了重要作用。改革开放以来，纺 织工业进入了快速发展时期，基本形成了上中下游相衔接、门类齐全的产业体系，行业整 体素质不断提高。新的世纪，国内外纺织品市场环境将发生深刻变化，纺织工业积极推进 结构调整，促进产业升级，加快实现纺织大国向纺织强国的转变。 近几年来，纺织系统结合实际确定了“整体调整、存量盘活、增量带动、规模发展” 的调整定位方针，和“高档次、深加工、多元化、外向型”的行业发展方针。2 0 0 4 年我 国纺织工业取得喜人成绩，主要指标均增长两成左右，销售产值达到2 6 4 0 0 亿元，增长 2 2 9 7 ；出口9 7 4 亿美元，增长2 1 ：贸易顺差8 0 5 亿美元，增长2 4 。规模以上纺织 企业户数由2 0 0 1 年的2 1 0 0 0 户增至2 0 0 4 年的2 9 0 0 0 户，增8 0 0 0 户；销售额由8 6 6 3 亿元 增至1 5 4 8 0 亿元，增长7 8 ；职工人数由7 6 3 万人增至8 9 4 6 万人，增长1 7 。 随着纺织工业的快速发展，纺织工业污水治理问题日益突出，根据目前条件和技术水 平，纺织工业废水的污染治理，首先应通过清洁生产减少污染物的产生量。清洁生产己被 越来越多的国家认为是一项防污染的最佳战略，引起人们的高度重视，环境保护工作由过 去的单一末端治理转向清洁生产及综合利用为主的预防治理战略。我国从2 0 世纪8 0 年代 就开始研究推广清洁生产工艺，取得了良好的效果。“先污染，后治理”是西方发达国家 在环境治理方面经历过的一种模式，主要侧重于对企业的末端治理，而忽视对生产全过程 控制的环境治理方式已经远远不能适应社会发展的要求。我国作为发展中国家，要从根本 上解决环境问题，就必须吸取西方发达国家的教训，在环境治理方面寻求新思路，走“预 防为主、防治结合、综合利用、化害为利”的道路。 中华人民共和国清洁生产促进法第十九条指出：企业在进行技术改造过程中，应 当采取以下清洁生产措施：( 一) 采用无毒、无害或者低毒、低害的原料，替代毒性大、 危害严重的原料；( - - ) 采用资源利用率高、污染物产生量少的工艺和设备，替代资源利 用率低、污染物产生量多的工艺和设备。 纺织工业“十五”规划中明确指出：纺织投资项目必须达到环保要求，积极推行清洁 生产技术，由过去的末端治理变为生产全过程的环保控制，实现可持续发展。 为此，逢此大好时机，应大力推行纺织业清洁生产，本课题着重研究纺织业的漂白工 艺。目前，纺织行业在漂白工艺环节主要采用亚漂工艺技术，即在循环水中直接添加亚氯 酸钠间隔一段时问添加甲酸，原料在循环过程中发生分解产生氧化剂进行漂白，操作时间 太长，原料亚氯酸钠价格很高且不易存放，容易爆炸，易燃易爆的隐患太大。因此有必要 西安建筑科技大学硕士学位论文 对其工艺进行改造。 本课题拟在生产环节采用纯漂工艺技术，即采用高纯c 1 0 2 直接进行棉布漂白，研究 纯漂控制条件以及高纯c 1 0 2 的生产方法。将c 1 0 2 用于清洁生产，不但减少了污染，而且 节省了污染处理费用，操作时间有效缩短，操作危险有效降低，劳动强度下降，经济效益 和社会效益都是显而易见的，从而达到清洁生产的目的。 i 2 常用漂白工艺技术介绍啪 漂白剂有氧化漂白剂和还原漂白剂两大类。还原漂白剂因漂白后白度持久性差，故不 选用。目前用于棉及其混纺织物的漂白剂主要有次氯酸钠、过氧化氢( 双氧水) 和亚氯酸 钠。其工艺分别简称为氯漂、氧漂和亚漂工艺。 1 2 1 次氯酸钠漂白 用于漂白的次氯酸盐有次氯酸钙( 俗称漂白粉) 及次氯酸钠，前者基本上已被后者所 代替。漂白粉的漂白原理和方法相同于次氯酸钠。用次氯酸盐的漂白方法，在工厂中常称 为氯漂。 次氯酸钠是一种强碱弱酸盐，在水溶液中能水解，产生的次氯酸要电离，遇盐则要 分解： n a c l 0 + h 2 0 ；害h c i o + n a o h( 1 1 ) h c i o ；害h + + c i o 一( 卜2 ) h c i o + h 十+ c 1 一 - h , o + c 1 2f( 1 3 ) 次氯酸钠溶液中各部分含量随p h 值而变化，次氯酸钠漂白的主要成分是h c l o 和c l ：， 在碱性条件下，则是h c i o 起漂白作用。 次氯酸钠溶液的浓度用有效氯表示。所谓有效氯是指次氯酸钠溶液加酸后释放出氯气 的数量，商品次氯酸钠含有效氯1 0 1 5 。 1 2 2 过氧化氢漂白 用过氧化氢漂白的方法称氧漂。过氧化氢又名双氧水，是一种弱二元酸，是一种强的 氧化剂。在水溶液中电离成氢过氧离子和过氧离子： h ：0 2 ；h + + h 0 2 一( 1 4 ) h 0 2 - - 甚- - - h + + 嘭一( 卜5 ) 在碱性条件下，过氧化氢溶液的稳定性很差，因此，商品双氧水加酸呈弱酸性。过氧 化氢的分解产物有h 0 2 一、h 0 2 、h o 和0 2 ，其中h 0 2 一是漂白的有效成分。 用过氧化氢漂白具有很多优点，例如产品的白度，且不易泛黄，手感较好，纤维强力 2 西安建筑科技大学硕士学位论文 的损伤比用次氯酸钠漂白小，同时对退浆和煮练要求低，便于练漂过程的连续化。此外， 采用过氧化氢漂白无公害，可改善劳动条件，但氧漂的成本比氯漂高。过氧化氢漂白除用 于棉针织物外，也可用于涤纶混纺针织物。 1 2 3 亚氯酸钠漂白 用亚氯酸钠漂白的方法称亚漂。亚氯酸钠的水溶液在碱性介质中稳定，在酸性条件下 不稳定，要发生反应： n a c i o ：+ h 2 0 - n a o t i + h c i 0 ：( 卜6 ) 5 c 1 0 2 - + 2 h + 一4 c 1 0 ：+ c i 一十2 0 h 一 ( 卜7 ) 3 c 1 0 2 - 一2 c i 0 ，一+ c l ( t - 8 ) c i o ：一一c l 一+ 2 o ( 少量) ( 卜9 ) 亚氯酸钠溶液主要有组成有c l o 。一、h c l 0 2 、c l0 2 、c 1 0 3 一、c 1 一等。般认为h c l 0 2 的存 在是漂白的必要条件，而c l o 。则是漂白的有效成分。c l o ：含量随着溶液p h 值的降低而增 加，漂白速率也加快，但c 1 0 2 是毒性很大的气体，因此在亚氯酸钠漂白时，必须加入一 定量的活化剂，在开始浸轧漂液时近中性，在随后汽蒸时，活化剂释放出h + ，使漂液p h 值下降，促使n a c l o ：较快分解出c i o 。而达到漂白的目的。常用的活化剂是有机酸与潜在 酸性物质，如六甲基四胺、乳酸乙酯等复配物或硫酸铵等。 亚氯酸钠的酸性溶液兼有退浆和煮练功能，能与棉籽壳及低分子量的果胶物质等杂质 作用而使之溶解。 亚氯酸钠漂白的白度好，达到洁白晶莹透亮，手感也很好，而对纤维损伤很小，适用 于高档棉织物的漂白加工。 1 3 常用漂白工艺存在的问题“1 1 3 1 次氯酸钠漂白 由于许多金属或重金属化合物对次氯酸钠具有催化分解作用，使纤维受损，其中钴、 镍、铁的化合物催化作用最剧烈，其次是铜。因此，漂白设备不能用铁质材料，漂液中也 不应含有铁离子。般氯漂用陶瓷、石料或塑料作加工容器。另外，次氯酸钠漂白应避免 太阳光直射，防止次氯酸钠溶液迅速分解，导致纤维受损。次氯酸钠漂白，成本较低，设 备简单，但对退浆、煮练的要求较高。 1 3 2 过氧化氢漂白 过氧化氢的分解产物有n o = 一、h o = 、h 0 和0 2 ，分解产生的游离基，特别是活性高的 西安建筑科技大学硕士学位论文 h o 会引起纤维的损伤。双氧水催化分解出的0 ：，无漂白能力，相反如渗透到纤维内部， 在高温碱性条件下，将引起棉织物的严重损伤。因此，在用过氧化氢漂白时，为了获得良 好的漂白效果，又不至使纤维损伤过多，在漂液中一定要加入一定量的稳定剂。水玻璃是 最常用的氧漂稳定剂，其稳定作用佳，织物自度好，对漂白的p h 值有缓冲作用，但处理 不当，会产生硅垢，影响织物的手感。 1 3 3 亚氯酸钠漂白 由于二氧化氯对一般金属材料有强烈的腐蚀作用，亚漂设备应选用含钛9 9 9 的钛板 或陶瓷材料。 亚漂时释放出来的c 1 0 ：气体有毒，需要有良好的防护措施。另外，亚漂成本较高。 亚漂工艺是在循环水中直接添加亚氯酸钠间隔一会添加甲酸，原料在循环过程中发生 分解产生二氧化氯进行漂白，操作时间太长超过3 小时，原料亚氯酸钠价格较高且不易存 放，容易爆炸，易燃易爆的隐患大。 1 4 常用漂白剂比较埘 以上分别介绍了次氯酸钠、过氧化氢和亚氯酸钠三种漂白剂的特点。现将这三种漂白 剂综合比较如表卜1 。 表1 - 1次氯酸钠、过氧化氢和亚氯酸钠漂白剂综合比较表 、n 白剂 次氯酸钠过氧化氢亚氯酸钠 为窖 ( n a c l 0 ) ( 也0 z )( n a c l m ) 适用范围适用于棉及其混纺中低档棉及其混纺中高档较高档的棉及其混纺织物 织物织物；蛋白质纤维 白度一般较好很好，洁白晶莹透亮 白度稳定性脱氯不净，易泛黄不易泛黄脱氯不干净，会泛黄 手感较粗糙较好很好 去杂能力去杂能力差，但对棉籽壳有一定的去杂能力去杂能力较好，对织物煮练 去除有突出的效果要求较低 对棉纤维损伤较大 中等 较小 漂白液p h 值9 l l ，切忌中性漂白1 0 5 l o 8轧槽维持6 8 ，汽蒸4 4 5 漂白用特殊助剂无稳定剂活化剂 从上表可以看出，亚漂工艺具有一定的优势，这是它得到广泛应用的根本原因。但如 何更好地发挥其优势，弥补其缺点，已摆在了广大科技工作者的面前。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 5 本课题的意义及主要研究内容 1 5 1 本课题的意义 本课题拟在漂白生产环节采用纯漂工艺技术，即采用高纯c 1 0 2 直接进行棉布漂白。 将c 1 0 2 用于清洁生产，使清洁生产污染负荷降低，使污水减量排放，减少污水处理负荷。 变“污染后治理”为“从生产源头治理”，从而达到清洁生产的目的。采用纯漂工艺，不 但减少了污染，而且节省了污染处理费用，同时可减少漂白成本近2 3 ，对节约资源、保 护环境意义重大。对于c 1 0 2 漂白棉布可减少氯代烷的产出及在布匹上的残留。 采用纯漂新工艺后，操作时间有效缩短，原料二氧化氯采用氯酸钠为原料成本将大幅 度下降，操作危险有效降低，劳动强度下降，经济效益和社会效益都是显而易见的。 此项技术研究在国内属首创，有很高的实用和使用价值，属于国内一流。若此项技 术得到应用，在纺织行业是一次技术革命，在我国有很大的发展前景。如果采用连漂技术， 可极大加快漂白速度，减轻工业劳动强度。 在国际上，二氧化氯漂白技术在造纸、水处理等行业应用广泛，技术较成熟，但在纺 织行业未见相关文献报道。 1 5 2 本课题的主要研究内容和拟解决的关键问题 ( 1 ) 常用漂白工艺技术分析 ( 2 ) 纯漂工艺技术分析 ( 3 ) 纯漂工艺技术的试验与应用 ( 4 ) 纯漂工艺应用的经济评价 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 1 次氯酸钠漂白 2 常用漂白工艺原理 2 i 1 次氯酸钠一般性质和漂白原理【2 5 】 次氯酸钠的分子式为n a c i o 。它易溶于水。商品次氯酸钠原液为无色或淡黄色，其浓 度一般以有效氯含量来表示，一般有效氯浓度为1 0 1 5 左右。其溶液中还含有一定量 的食盐和少量氯酸钠。 次氯酸钠是一种弱酸盐，在水溶液中次氯酸钠发生部分水解，生成次氯酸和烧碱，其 反应如下： n a c i o + h z o ；h c i o + n a o h( 2 = i ) 次氯酸钠溶液在中性和酸性条件下都不稳定，只有在碱性条件下才能稳定。所以，一 般常见的次氯酸钠是其碱性的水溶液，p h 值要求1 2 左右。 在次氯酸钠的水溶液中，加入过量的盐酸则有氯气产生： h c l o + h c i h z o + c 1 zf( 2 - 2 ) 由此可见，次氯酸钠溶液的组成随溶液的p h 值的变化而改变，溶液中次氯酸的含量 将随p h 值的下降而增加，直至p h 值下降到5 时，溶液中几乎全部是次氯酸，如表2 - i 所示： 表2 - 1溶液的p h 值和次氯酸含量 溶液的p h 值 1 0987 4 376 565 次氯酸含量( ) 0 3 3 02 1 05 0 07 3 0 9 1 09 6 o9 9 7 如果溶液的p h 值再下降，则氯气的含量也随之增加，如表2 2 所示。 表2 - 2溶液的p h 值与o h h g i o 的比值 溶液的p h 值 5 43 532 521 51 c 1 。h c i o 比值 0 0 0 0 4 50 0 0 4 50 0 1 40 0 4 5o 1 4o 4 51 4 54 5 次氯酸钠的漂白作用比较复杂，不同条件下，可能不同成分在起漂白作用。但是，根 据棉纤维用次氯酸钠在不同的p h 值下均能发生漂白作用的情况，可以笼统地说，起漂白 作用的主要成分是h c i o 和c l ：，而碱性范围内则是h c i o 起漂白作用。漂白条件控制不当 时，还会严重地损伤纤维。 6 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 1 2 次氯酸钠漂白的工艺条件口一5 1 影响次氯酸钠漂白效果的因素很多，例如漂液的p h 值、温度、浓度以及漂白时间的 长短等。但次氯酸钠能破坏纤维素，实践证明织物漂白时所受的损伤远比煮练时严重得多， 为了使织物经漂白后，既能获得满意的白度，又能使纤维少受损伤，故必须严格控制漂白 的工艺条件。 ( 1 ) 漂液的p h 值：由于次氯酸钠溶液的组成，随p h 值的不同而有变化，所以p h 值对漂白的影响很大。从实验得知，漂白速度随p h 值的升高而减慢如图2 一l 所示。 8 0 求 6 0 u 垦 4 0 鲁 2 0 p h 值 图2 - 1 次氯酸钠漂液p h 值和漂白速度的关系 此外，漂液的p h 值对纤维的损伤( 反映在纤维素聚合度的下降) 情况，如图2 2 所示。 金 g 一 最 ：磕 燧 v 尝 越 妇 聪 p h 值 02468 1 01 2 图2 - 2次氯酸钠漂液d h 值与漂后棉纤维聚合度的关系 ( 有效氯3 克升，堆置时间3 0 分钟) 从图2 2 可以看出，当漂液的p h 值在7 时，纤维的损伤最为严重；当p h 值在2 4 和9 1 1 时，纤维损伤程度就较小。 从以上情况看出，理论上漂白液的p h 值应选择2 4 ，但在这一p h 值下进行漂白， 会有大量氯气产生，严重影响劳动环境，因此在实际生产中，选择的p h 值是9 1 1 。 ( 2 ) 漂液的温度：提高漂白温度，能加快漂白速率，缩短漂白时间，同时也加速纤 西安建筑科技大学硕士学位论文 维的氧化而导致聚合度下降。 据实践：当漂液p h 值为1 1 时，温度每升高1 0 。c ，漂白速率提高2 3 倍，而损伤棉 纤维的速率提高2 7 倍。 因次氯酸钠漂白属放热反应，对漂白过程起促进作用，但同时对纤维的影响也很大， 为了获得良好的漂白效果和防止脆损，冬季漂白时可稍加温，而夏季则应严格控制漂白温 度在3 5 。c 以下。 ( 3 ) 漂白的时间：棉布浸轧漂液后需堆置一定的时间，以使漂白剂与棉纤维的天然 色素发生作用。但自度达到一定程度后，不会再有明显的提高，过长的作用时间反而会造 成棉纤维脆损。实际生产中漂白时间通常与漂白温度综合考虑，在定温度和p h 值条件 下，根据加工织物的组织规格、前处理情况及产品对白度的要求来确定漂白的时间，通常 控制在3 0 6 0 m i n 。 ( 4 ) 漂液的浓度：在一定的p h 值和温度下，浓度就起着决定性的作用。漂液浓度提 高，可以提高织物的白度，但当浓度提高到一定程度后，白度的提高就不明显了，相反将 严重影响织物的强力还造成了药品的浪费和加重脱氯的负担，因此漂液的浓度必须严格控 制。根据织物厚薄、加工方式和对白度要求不同，一般控制漂液有效氯1 5 克升之间。 另外，根据漂白温度和时间不同作相应的调整，如冬天浓度高一些，并适当延长堆置的时 间；而夏天浓度应低一些，堆置时间短些。 ( 5 ) 脱氯：棉布经氯漂水洗后，尚有少量残留氯也应进一步去除，否则日后会造成 织物强力下降和白度泛黄。其原因是煮练后残留的含氮物质会与残氯作用生成氯胺，后者 会慢慢释出盐酸而使织物受损和泛黄。 另外，残氯还给某些不耐氯漂的活性染料的染色和印花带来不利，并引起含氮树脂整 理时吸氯泛黄和氯损现象。因此织物氯漂后必须进行脱氯处理。 脱氯剂有大苏打、硫酸和双氧水，现分别介绍如下： 1 ) 硫代硫酸钠( 大苏打) 脱氯：反应如下： 2 n 硒籼+ c 1 。一n s 0 6 + 2 n a c l ( 2 - 3 ) ( 连四硫酸钠) 大苏打脱氯用量约1 2 克升，室温浸轧后热水洗即可。此法脱氯效果好，工艺简单， 不损伤纤维，但易在织物上形成残留硫而引起泛黄。所以大苏打脱氯后必须将残硫清洗干 净。 2 ) 过氧化氢( x 2 氧水) 脱氯：反应如下： h z 0 2 + c 1 z ，2 h c l + 0 2( 2 4 ) 双氧水脱氯用量为1 2 克升，浸轧条件与大苏打相同。双氧水脱氯无泛黄、无污染， 但价格较贵。 3 ) 硫酸脱氯：实际上漂后酸洗并不起脱氯作用，只能促使残留在织物上的次氯酸钠 进行分解，进一步提高漂白和去杂效果。 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 1 3 次氯酸钠的漂白方法及其工艺“ 织物用次氯酸钠漂白，主要有淋漂、轧漂及浸漂等几种方法。 ( 1 ) 淋漂：淋漂是将织物导入淋漂槽内进行的。淋漂槽一般由砖砌成，并涂以水泥， 槽底设有假底，假底上铺有卵石，槽底下设漂液池及酸液池。当织物导入淋漂槽后，即用 泵把漂液池中的漂液，抽到淋漂槽上面的淋漂管中，并淋入淋漂槽，漂液再经假底流入漂 液池。这样反复不断地循环，以达到漂白的目的。 淋漂工艺流程：匿卜圆咽一圈医圃帼 一幽一i 划 淋漂工艺条件举例： 漂液浓度( 有效氯) 0 8 1 2 克升 p h 值9 1 0 温度2 0 3 0 c 时间 l 1 5 小时 酸洗浓度( 浓 h s o )2 5 3 5 克升 酸洗时间1 5 2 0 分钟 纯碱中和1 1 5 竞升 淋漂的特点是织物不动，漂液流动，漂白时间较长。为了使织物与漂液均匀接触，漂 液浓度一般可低些。为了提高漂白的均匀度，在漂白时可进行翻槽。 ( 2 ) 轧漂：轧漂是将针织物用次氯酸钠溶液浸轧。浸轧液浓度为有效氯l 5 克升 ( 由于织物吸收漂白液较少，故漂液的浓度应比淋漂高) ，温度为2 0 4 5 c ，p i t 值为9 1 0 。 绳状连续轧漂工艺流程： 匦塑夏豆麴匝羽一匾巫堕卫互亟逦乎悃 匝匦亟互委迈豆囹垂垂妥巫至亟回咽 一匝亟画夏互巫囵叫圈叫耍匦卜匿圈 平幅连续轧漂工艺流程： 一臣堕 叫卫夏 _ + 圃 西安建筑科技大学硕士学位论文 ( 3 ) 平幅连续浸漂工艺流程： 匦豆夏亟壅盈王夏圃一匪区互匿霾j 互互j 亟巫 匦亟亟匾亚至亘巫王圃一圆徊一圆 2 2 过氧化氢漂白 过氧化氢又名双氧水，分子式为h ：0 2 ，是一种优良的氧化性漂白剂。过氧化氢漂白产 品的白度和白度稳定性都较次氯酸钠产品好，且纤维损伤较小。在氧漂过程中没有有害气 体产生，有利于劳动保护。另外，由于氧漂是在碱性中进行，温度又高，因此它对退浆和 煮练要求较低，有利于练漂过程的连续化。过氧化氢可用于纯棉及其混纺织物的初漂和复 漂，可以单独漂白，也可以联合漂白，如氯一氧漂、亚一氧漂等。 除纤维素外，蛋白质或合成纤维亦可用过氧化氢漂白，因此应用广泛。 过氧化氢漂白对设备的要求比次氯酸钠漂白高，一般应采用不锈钢材料。此外，过氧 化氢价格也较次氯酸钠贵，因此成本较高。 氧漂方式可采用绳状或平幅。一般纯棉织物常用绳状，而绦棉混织物则用平幅，在叠 卷式、翻板式、履带式和轧卷式等漂白机上进行。 2 2 1 过氧化氢的一般性质和漂白原理“ 商品过氧化氢为无色溶液，浓度一般有3 9 6 、3 0 、3 5 ，甚至高达9 0 ，常用浓度为3 0 9 6 或3 5 。 纯过氧化氢性质很不稳定，当浓度高于6 5 和温度稍高时，与有机物接触会发生爆炸。 在3 0 c 以下较稳定。在7 0 。c 以上，分解速率加快。在碱性溶液中极易分解。在酸性溶液 中较稳定。所以，商品过氧化氢中经常加入硫酸或磷酸使其稳定。另外，在放置过程中， 受光、热、催化剂作用也易发生分解。反应如下： 2 h 2 0 ：一2 h 2 0 + 0 2 f( 2 5 ) 过氧化氢也是弱的二元酸，在水溶液中会发生电离，产生h + ， h 2 0 2 ；宝h + + h 0 2 -k i = 1 7 8 1 0 2 h 0 2 - - h + + o 产k 2 = 1 o 1o - 2 5 ( 2 6 ) ( 2 7 ) 由于h 0 2 - 不稳定，它可按下式进行分解： h 0 2 _ 一a r + 0 ( 2 - 8 ) 2 h 0 2 - 一0 ：+ 2 0 h - ( 2 9 ) 此外，由于h 0 2 一又是一种亲核试剂，具有引发过氧化氢形成游离基的作用。 由此可见，过氧化氢溶液是一个具有复杂成分的溶液，随着p h 值的变化，溶液成分 西安建筑科技大学硕士学位论文 发生变化。当p h 值大于或等于1 1 时，h z o ：分子大部分以h 0 。一存在；在p h 较低时，过氧 化氢溶液比较稳定，当p h 值为5 时开始分解，p h 值增高，分解速率加快。商品过氧化氢 溶液里，都加有酸性物质作为稳定剂，它的p h 值约为4 左右。 过氧化氢的稳定性不仅与溶液的p h 值有关，还与溶液中所含的杂质有关。某些金属 离子如c u 、f e 、n i 等都有催化作用，能促使过氧化氢分解。 过氧化氢的分解产物有h o ：一、h 0 2 、h o 和o i l ，其中h o ：一是漂白的有效成分，但同时 也会引起纤维的损伤。特别是h 0 因此漂液中若有铜、铁等重金属离子存在，织物会产 生破洞，应严加注意。此外，催化剂存在下，双氧水分解出的o ：，无漂白能力，相反如渗 透到纤维内部，在高温碱性条件下，将引起棉织物的严重损伤。因此，在用过氧化氢漂白 时，为了获得良好的漂白效果，又不至使纤维损伤过多，在漂液中一定要加入一定量的稳 定剂。水玻璃是最常用的氧漂稳定剂，其稳定作用佳，织物白度好，对漂白的p h 值有缓 冲作用，但处理不当，会产生硅垢，影响织物的手感。 2 2 2 过氧化氢漂白的工艺条件娴 ( 1 ) 漂液的p h 值：过氧化氢溶液从酸性到弱碱性较稳定，分解较低，而在碱性条件 下，分解率较高，特别是p h 值在l o 以上更为明显。当漂液p h 值很低时，几乎无漂白作 用。当溶液的p h 值在3 4 时，虽然可以获得良好的白度，但漂白后纤维的强力很低：当 p h 值接近中性( 7 8 ) 时，所得产品的白度和强力都较差；当溶液的p h 值在1 0 1 1 时， 白度和强力都较高；如果p h 值再增高，则不论白度和强力两者都很差。综合织物白度、 强力、纤维的聚合度和过氧化氢的分解率多种因素，再考虑到实际生产中要加入一定量的 稳定剂和其他助剂等因素，漂液p h 值在1 0 5 1 1 较为理想。 在碱性条件漂白时，漂液中自始至终有过量的碱，碱是一种活化剂，能使过氧化氢转 变为具有漂白作用的过氧氢离子( h o o d ，但碱的浓度过高，反会引起无效分解，生成0 2 和过氧氢游离基h 0 0 两者都会使纤维受损。 ( 2 ) 漂白温度：过氧化氢在室温下，漂白速度很慢，所以必须选用较高的温度。根 据实验，漂白温度和漂白效果关系很大，提高漂白温度，织物的白度可以提高，但对棉纤 维的损伤却不大。通常选用的漂白温度为9 5 1 0 0 。c 。 ( 3 ) 漂白时间：漂白时间的长短与漂白温度有密切关系。如果采用冷漂法，则需要 1 0 小时以上。如果采用高温漂白，则视漂白方法的不同而不同，一般在9 0 1 8 0 分钟。 ( 4 ) 漂液浓度：根据试验，当过氧化氢的浓度在5 克升( 以1 0 0 计) 以下时，白度 随浓度的增加而增加：当浓度提高到6 克升以上时，白度不再继续提高，纤维的聚合度 却有所下降。 ( 5 ) 稳定剂的加入：某些重金属离子对过氧化氢的分解有催化作用，为了控制这一 作用，并有效地进行漂白，一般在漂液中要加入一定量的稳定剂。常用的稳定剂是硅酸钠 ( 水玻璃) 。 西安建筑科技大学硕士学位论文 2 2 3 过氧化氢的漂白方法及其工艺。1 ( 1 ) 煮布锅漂白法：针织物经煮布锅精练后，通过水洗，即可在煮布锅或倒入另一 加热缸中用过氧化氢漂液进行漂白。漂液配方如下： h 2 0 2 ( 以1 0 0 计) 3 4 克 n a s 2 0 a ( 稳定剂，比重1 4 ) 6 7 克 3 6 。b 6 n a o h o 3 克( 调节p h 值) 润湿剂0 5 3 克升 工艺条件： d h 值1 0 5 1 1 时间 1 8 0 分钟 温度9 5 1 0 0 x 3 浴比l ：5 6 由于铁质对过氧化氢有催化作用，在锅壁上须涂上一层防护物质。其方法大致为：水 泥4 份，生石灰和氧化镁各一份，用硅酸钠调成浆状，然后将其均匀地涂于锅壁上，待干 燥后，再用含硅酸钠5 克升和纯碱1 5 克升的溶液，在9 0 l o o 下循环处理4 小时。 ( 2 ) 连续汽蒸漂白法： 工艺流程：匡蔓巫夏圈一匡至垂蔓虿圈一圈一圈 漂白液配方： h 2 0 2 ( 以1 0 0 计) 2 5 4 克 n a s 2 0 3 ( 稳定剂，比重1 4 ) 9 1 5 克 n a 0 h ( 3 6 。雎) 0 3 克 润湿剂0 5 3 克升 工艺条件： p h 值i o 5 1 1 浸轧温度9 5 1 0 0 轧余率 1 3 0 2 0 0 汽蒸温度9 5 1 0 0 c 汽蒸时间 9 0 1 2 0 分钟 如果精炼是在连续汽蒸精炼机上进行，则可把它和连续汽蒸漂白机连接起来，就组成 了连续汽蒸练漂联合机。这种生产工艺叫做“连续汽蒸练漂法”。 ( 3 ) 次氯酸钠、双氧水连续汽蒸漂白法( 氧氯联漂) ：在实际生产中还有把次氯酸钠 和双氧水结合起来使用的，这种方法就是次氯酸钠、双氧水连续蒸漂白法。 西安建筑科技大学硕士学位论文 工艺流程：匡翌鎏巫亟圃基翼亟委薹圈掴一匿卜 匿窭蜀圈一囹，圈 2 3 亚氯酸钠漂白 2 3 1 亚氯酸钠的一般性质和漂白原理矧 纯净亚