节能减排在前处理短流程工艺中的体现.doc

节能减排在前处理短流程工艺中的体现1、前言早在五十年代国外就已有前处理短流程工艺的报导。但未能有所发展，直到七十年代爆发中东石油危机后导致能源紧张.促使西方工业界重视节能，特别是染整行业中的前处理工程的能源消耗几乎要占总能耗的70%左右.故在染整行业中也积极开展了前处理工程节能的研究，随着石油电子技术的发展，高效节能型助剂和精密自动测控仪器的出现。因而在七十年代后期才促使染整行业前处理短流程工艺的迅速发展。纯棉印染生产中.练漂加工技术在经历了堆置退浆、煮布锅煮炼、次氯酸钠淋漂或轧漂之后，演变为高效连续绳状及平幅练漂二种方式。这是重大的技术革新与进步。它使传统的练漂工程设备占地大、工序多而杂、操作强度高等变得简化合理并保证质量。由于人们开始意识到环境的重要性以及能源的消耗危机，当前我国已将建设资源节约型社会提到落实科学发展观、全面建设和谐社会的战略高度。在开展清洁生产的形势下.各印染厂都在努力想办法缩短前处理流程，争取把退煮漂三步缩成一步完成。目前短流程前处理是印染行业研究前处理工艺的热门课题.在行业中能真正做到保证质量、稳定质量的短流程，且经得起实践的工艺尚在研究开发中。短流程是目前各印染厂急需解决的前处理问题。是实现印染前处理工序清洁生产、节能降耗的最佳工艺方案。我公司已完成该项目的研究，并已将研究开发转到了应用，走在了行业的前面。2、短流程发展过程50年代到70年代的印染前处理工艺是退浆、煮炼和漂白三步法，分别化料、分别处理；到了80年代又由长达6个小时的“三步法”发展到退煮合一、再漂白的“二步法”，将退煮化料合在一起，但退煮合一处理。只是缩短了工艺流程步骤，但对缩短工艺时间并没有突破的进展；到了80年代末和90年代初，“二步法”的缩短工艺时间才有了进展.将6小时缩短到了3小时，但此工艺不能对所有全棉织物适用，一般用于组织结构疏松的全棉织物和各种涤棉混纺织物。因此长流程、长时间的前处理工艺至今仍被继续延用着。其前处理的化学药剂由很多单个化学组分分别加入化料桶进行搅拌复配后再应用。因此，不仅劳动强度大.化料操作时固体药剂粉末的挥发、液体药剂气体的挥发都对人体健康不利、对环境不利，不利于环保的发展。2000年后，精细化工行业相继开始了印染前处理的一步法的研究与开发，但应用结果大多反映质量不稳定，不能达到企业内控的质量标准，尤其对于梭织物的前处理质量更是容易不稳定。我们公司对梭织物的全棉织物前处理工艺进行了技术攻关，获得了突破性的进展，不但实现了“一剂法”，而且从3小时的“二步法”缩短到1.5小时的“一步法”，所生产的全棉梭织物产品质量稳定。完全达到企业内控质量标准。3、前处理短流程工艺的概念及其反应机理分析3.1短流程工艺的概念前处理练漂工序分为退浆、煮练、漂白三步，因此前处理练漂短流程工艺顾名思义就是变三步为二步或一步.目前短流程工艺的种类有如下几种：(1)二步法：a.退浆+煮练一浴：轧堆法：浸轧堆置4-10小时，高效水洗+煮练一浴(汽蒸l小时)汽蒸法：浸轧退浆液汽蒸1小时，水洗+煮漂一浴(汽蒸l小时)b.退煮一浴+常规漂白：汽蒸法：浸轧退煮液汽蒸1小时+常规漂白轧堆法：浸轧堆置10小时以上高效水洗+常规漂白(2)一步法：a.汽蒸法：浸轧工作液汽蒸l小时.高效水洗b.冷堆法：浸轧堆置16小时以上，热碱处理，高效水洗，在常规前处理设备上也可进行短流程工艺的加工，用不同设备进行短流程加工，工艺条件、处方根据不同品种各不相同。因此短流程工艺是指前处理练漂工序在不同设备上各种合理缩减工艺的总称。3.2短流程工艺条件选择的原则：前处理练漂工序退煮漂三步缩短为二步或一步，在工艺条件上，则应采用强化方法，原三步法所要除去的浆料、棉蜡、果胶等杂质，现要集中在一步法或二步法中去除，这就增加了加工的负担，必然要增加烧碱、双氧水用量，如常规汽蒸煮炼时，其碱浓在20gL左右(棉)，而短流程工艺按加工方法不同则在25-55gL，(冷轧堆工艺一般在30-55g/L)(棉)，如和常规氧漂碱液(pH：10.5-11)PH比较，其NaOH浓度要提高数十倍；其双氧水用量常规氧漂为4-6gL，而短流程工艺则在10-16 gL，甚至更高，还需添加各种高效助剂，如采用冷轧堆工艺还需添加高效渗透剂、乳化剂。并选用耐强碱浴的高效稳定剂。但必须注意每一种助剂的适用性问题，由于短流程工艺的安全系数较低，因烧碱双氧水用量增加，各类反应的速率都随之增加。一方面棉蜡乳化、油脂皂化+半纤维素和含氮物质的水解、矿物质的溶除以及木质素浆料的溶胀都是有利的，但在强碱浴中双氧水的分解大大加快，使纤维素氧化速度提高，增加了棉纤维损伤的危险性，因此对短流程工艺条件的选择，掌握更为严格。关于工艺条件的选择，总的来讲就是要选择一个适宜的反应速率，使各类去杂反应在加工时间内基本完成，并使二类反应(一方面能使漂白去杂反应完全。同时又不使纤维的氧化不致过剧)能得到平衡，影响反应速率的因素主要是温度、时间和烧碱、双氧水、稳定剂的用量。因此工艺条件的选择.要按坯布类型纤维原料的品种、加工要求、设备条件、水质等条件来确定各化学品的用量及加工温度、时间，凡改变一个因素必须同时调整其他因素，以能保持其反应速度的平衡点稳定不变。4、工艺分析4.1坯布：24x24纯棉平布4.2二步法工艺流程：烧毛下机的纯棉坯布四浸一轧热水(温度60)五浸一轧热水(温度80)三浸一轧退煮料液(室温)进入R箱汽蒸(102，90min)四浸一轧热水洗(90)五浸一轧热水洗(90)五浸一轧热水洗(80)三浸一轧漂白料液(室温)进入链条式履带蒸箱堆置(102，90min)四浸一轧热水洗(90)十浸一轧热水洗(90)五浸一轧热水洗(80)五浸一轧热水洗(70)烘简烘干落布。车速：70mmin4.3一步法工艺流程：烧毛下机的纯棉坯布四浸一轧热水(温度60)五浸一轧热水(80)三浸一轧热水(40)三浸一轧(一剂法)料液(室温)一浸一轧(一剂法)料液(室温)进入汽蒸加热区(饱和蒸汽使织物迅速升温至105.加热时间30秒)落入链条式履带蒸箱堆置(102，40min)进入第二层链条式履带蒸箱继续堆置(履带下饱和蒸汽105，时间40min)四浸一轧热水洗(90)十浸一轧热水洗(90。五浸一轧热水洗(80%)五浸一轧热水洗(70)湿落布。车速：85mmin注：湿落布可以进行下道工序一湿热丝光，此工艺减少了烘简烘干，节省了大量蒸汽。4、4技术关键：纯棉真蜡染布前处理“一剂一步法”突破了传统的退、煮、漂三步传统工艺，并确保半制品的质量。(1)为实现短流程“一剂一步法”的前处理，选择能够满足工艺要求的专用设备。短流程的前处理是化学处理.而任何一种化学处理都是需要一定条件的，这些条件是靠设备供给的。所以前处理的完成不仅要靠化学助剂来实现.设备的配套也是很重要的。化学助剂如何能在短时间内渗透到纤维内部，纤维的膨胀是很重要的。棉籽壳的膨化和浆料的膨化都需要一定的温度、时间、饱和湿度的保证和压力等。所以设备的选型、设备的内部构造起着决定性的因素。我公司选用的国产高效平幅练漂联合机其内部构造在给湿、快速升温方面有独到的优越性。(2)前处理多组分化学药剂复配合成的“一剂型”助剂，要满足一是内部化学成分相互间不能受到干扰：二是化学药剂必须具有能够快速渗透到纤维内部的性能；三是要具有能够使纤维快速膨胀的功能；四是要具有超强的吸湿溶胀性能；五是不能因短流程而加大化学药剂用量，以免加大污水处理的难度；六是选择的助剂要符合应对欧盟法规政策的环保条件。(3)短流程透心练漂目标的实现，不仅依赖于化学药剂的作用，还依赖于高给液快速吸尽法。整个前处理过程中是湿一湿处理，快速吸尽法就更为重要。针对这一问题，我们对一剂法工艺作了针对性的研究和试验.根据试验结果制定了操作要求。(4)布面上的化学药剂，需要在快速洗涤流程彻底除净。我们对各种洗涤方法作了试验，包括轧液率、浴比、温度、张力、水流形式等。总之，缩短工艺流程，传统的相对应措施是提高化学药剂的浓度。化学药剂浓度的增加，容易引起沉淀和分解，不利于处理液在织物上的渗透和扩散，给织物、操作者和设备本身带来一定的危险性；因此，降低工艺液浓度选用高溶解度化学药剂、提高织物的带液率、采用渗透吸尽法成为短流程工艺的关键。2007年7月我公司对此开展了“一剂型”助剂的开发和应用试验，并取得了良好的成果，参照企业内控质量标准，半成品毛效：lOcm30min以上，白度：60%以上，布面无残留棉籽壳、色素和粘花毛，手感松软。5、结束语使用该技术后，同等产量的生产工艺时间比原来减少67%，设备占地面积也减小到原来的12。车速由70m分钟提高到85m分钟。提高了20%；在保证产品质量的前提下，不仅提高了产量，而且还减少了能源的消耗，提高了生产效率。该项目投资无风险，做到了投资少、回收快。传统工艺前处理的长流水线的平均耗水0.44吨万米.实行短流程后平均耗水量0.25吨万米：长流