印染企业节能减排案例分析 印染行业既是耗能大户，又是耗水大户。据统计，全国具有一定生产规模且有统计资料的印染企业，每 年产生印染废水约16亿吨，印染废水排放量在我国工业废水排放量中居第六位。但是，印染行业废水的 回用率很低，只有7% ，是所有行业中回用率较低的行业之一。这不但造成了大量的水资源、余热资源 的浪费，而且对水环境、大气环境也造成严重污染。对企业来说，日渐高昂的用能、用水成本也加重了 企业的负担。因此，印染企业在节能减排工作上必须投入更多关注，以提升企业能级和在市场中的竞争 力。 1印染企业节能途径分析 1.1工艺改进 工艺流程的创新、改进以及配置优化，是企业提高劳动生产率、降低生产成本、降低产品能耗和水耗、 提升产品质量的根本途径。目前，国内较多印染企业采用传统的印染前处理工艺，如退浆、煮练、漂白 三步法。由于工艺流程长，投入设备多，能耗非常高。此外，高温强碱退浆工艺导致退浆废水 的CODcr 值高、黏度大、 PH值高、可生化性差。能耗、水耗和废水排放水平均不理想。 目前，新型的印染技术通过优化和缩短染整工艺流程、调整坯布染色的工艺浴比、缩短工艺时间和降低 工艺温度，将新型助剂与新工艺有机结合。与传统工艺相比，新技术不仅保证了织物的印染质量，同时 也大幅减少了工艺用时，降低了工艺温度，节约用水量、蒸汽量及用电量。这些技术包括棉织物生物酶 前处理、低温等离子前处理、涂料印花、涂料染色、低温漂白、低温水洗、低温固色、活性染料冷轧堆 工艺等。目前，新型的印染工艺在一些印染企业获得了良好的节能、节水效果。 1.2余热回收 印染生产过程中，高温废水主要包括锅炉或蒸汽冷凝水、印染工艺废水等。其中，冷凝水水温高，水质 成分简单，可直接回用于热水储存箱中，回用技术难度不大，目前应用也较为普遍。而印染工艺废水排 放量大，大部分企业将各道工艺印染废水混合后直接排放至污水处理站。这类废水的成分复杂，污染严 重，既增加了末端处理的难度，也造成大量浪费。若能根据各道工艺废水的性质加以循环再利用，不仅 可以减少企业取用水总量，同时也可回收其中的热能，降低能源的消耗。 印染企业生产过程中的高温废气主要为锅炉烟气以及热定形机废气。目前，锅炉烟气的余热回用在工业 企业中应用较为普遍。此外，热定形机是印染企业内主要耗能设备之一。热定形机所排出的大量高温废 气，同时也携带了大量的纤维物质、油脂、染料及助剂等气态污染物。大部分高温废气不加回用或处理 而直接排入大气，不但造成大气环境的污染，同时也造成能源的浪费。 1.2.1废水的余热回收 据统计，纺织行业每年排放的废水，位居工业废水"排行榜"第六位（2010年统计数据为约25亿吨）。其 中印染废水排放量又占纺织工业废水排放量的80% 。印染企业排放的高温废水，含有各种纤维、油脂和 化学物质（染料、助剂和浆料）。此外，由于印染工艺在不同的 PH值条件下进行，其排放的废水PH 值 变化很大。若要长期回收这部分高温或中温废水，必须根据回用用途的不同，采用常规或深度处理。目 前，常规处理工艺主要针对水中的悬浮物、生化需氧量以及色度等。但仅仅进行常规的水处理，水中大 量可溶性有机物及无机物残留累积后，会对管路的有效运行造成影响，需进行必要的脱盐处理。常用的 处理方法包括离子交换法、反渗透法以及纳滤法等。 目前较常用的热水回用技术有板式换热器、热管式换热器以及热泵技术等。其中，高温印染废水常用板 式换热器热管式换热器等换热设备进行余热回收，效率一般在50%~80% 。低温印染废水可利用热泵技术 加以回收利用，见图1。热泵系统的回收效率一般在30%~70% 。 1.2.2废气余热回收 据统计，2008年全国纺织印染行业拥有定形机近8000台。定形机工作温度一般在140~200℃,烟气排放 温度为105~160℃，是染整行业的耗能大户。其中，织物加工定形所消耗的热能仅占其30% ，机体热损 失约占10% ，其余大量热能随废气散失到大气中。 热定形机排放的废气污染物成分较复杂，因此配置适宜的废气净化及余热回收装置十分关键。 热定形机的余热回用方式一般有两种。第一种方式是"气﹣气"换热，即采用热管换热器将定形机排出的 废热气中的热能回用到定形机烘箱内。热管换热器可选择分散式、集中试和可拆卸式，根据企业车间设 备的排布加以选择。定形机排出的高温废烟气经降温后，可采取水喷淋、静电式净化或两者组合，捕集 废气中的烟尘，并将其送至水箱进行脱尘以及回收废油。 第二种是"气﹣水"换热，即从定形机排出的废热气体经换热设备对清水进行加温，加温后的热水用于生 产。常用换热器有板式换热器和列管换热器等。高温废烟气通过换热器降温后，采用水喷淋净化器进一 步净化烟气中的油烟尘后排空，捕集的油烟尘经油水分离器回收其中的废油。 1.3设备更新、改进及维护 印染企业拥有大量的退煮漂联合机、高温烘箱、热定形机等大型工艺设备，以及锅炉、热水箱、蒸汽管 道以及疏水阀等辅助供热设施。设备改进所带来的节能效益也非常巨大。 新型常温染色机采用成熟的液体分离技术和快速循环技术，可保持低染色浴比和较高的装载能力，共浴 比低至1:5，工艺总耗时可降低30％以上，大大降低了每千克布生产用时及用水，同时还可适应小批量 的订单。如选择适宜容量的染机进行生产加工，灵活调度，可以大量减少设备处于低负载、空载等非经 济运行的状态，提高设备的电能效率。此外，数码印花技术精度高、适应性强，大大缩短了生产周期， 可满足小批量个性化定制要求，相比传统的印花工艺，省却了制版工序，也是较为理想的节能节水印花 设备。 由于印染工艺中所使用的化学试剂酸碱度大，工艺温度较高，长期使用会对设备造成腐蚀。且高温箱体 热辐射、管道保温及疏水器等，都有可能造成热损失。据统计，设备的保温可节约能源40％左右。这一 部分的热损失，必须通过有效的节能管理措施来维护。必须定期对高温箱体保温性能进行测试，对保温 层进行维护或加固，提高设备完好率。此外，对于一些车间布局较为松散的厂区，合理排布车间及设 备，缩短供热管道路线，也可减少蒸汽管道跑冒滴漏的概率。 最后，企业在逐步更新设备的同时，配置热水槽温度计等必要显示控制仪表，烘燥车配备织物含水率检 测仪控制织物烘干程度，实现设备操控的数字化管理，也能达到降低能源消耗的目的。 1.4新型电机及绿色照明 交流变频调速技术具有优良的调速性能，在负载率变化较大、空载或低负载运行、变负载运行的电机上 运用，节电率一般达到10%~30% 。在一般的退煮漂联合机、烘焙机、拉幅定形机及其他通用性水泵、风 机等设备上均可配置。 绿色照明是指用节能型照明方案替代普通照明方案。根据企业照明的需求，按不同场所（如办公或车 间）及不同用途等，制定相适应的照明方案。包括选择相对应的节能灯具（包括相应的电气元件）和合 理的布局等。染整车间房体一般较高，照明灯具应尽可能离工作台较近。在选购染整车间灯具时，必须 考虑到印染布的色彩还原性因素。更换新型节能灯具后，还要注意后期维护和保养，定时清洁灯具，保 持灯具的亮度。 2案例分析 结合对上海地区某印染企业的节能审计及后续跟踪评估，进一步了解印染企业节能潜力的实现途径（部 分数据进行了模糊处理，但不影响结论。) 2.1企业概况 某企业用能单元包括：针织车间、漂染车间等主要生产系统，以及相应的辅助生产系统（即燃煤锅炉、 空压、冷冻、照明等），附属系统（办公、生活等）和车辆运输。某审计期，该企业的年综合能耗 约30000t标煤，能源费用年支出占到生产总成本的近30% 。该企业的主要耗能部门为漂染车间，占到企 业总能耗的80% 。 本工艺中，电力、天然气，主要的耗能工质为蒸汽和水。电力主要用于整个工艺流程中的动力设备，天 然气用于加热定形机，蒸汽作为热源用于漂白、染色、烘干等工序，水为漂白、染色、清洗用水。其 中，蒸汽由该企业的原煤锅炉生产及供给。 2.2节能途径分析 经必要的数据收集整理与分析（包括现场诊断与用能设备的测试），简述该企业节能潜力于下。 2.2.1工艺改进 (1）原系统概述 企业生产工序主要是将购进的棉纱，按工艺要求进入圆纬机编织加工成各种规格的针织坯布。主要漂染 工艺流程为： 漂染车间是全厂的耗能、耗水大户。用水量占全厂的80％以上，蒸汽用量占全厂的90％左右。漂染工 序水、电、煤等能耗量都比较大，用水平均单耗281.66 t/t 布，用煤平均单耗2.86 t / t 布，用电平均单 耗1749.65 kWh / t 布。 漂白布的生产主要依赖三条漂白流水线。该系统设备是当时根据大批量生产的要求而定制，主要有摆布 机、套蓝机、氧漂机、轧水机、煮练锅、堆布机、脱水机等20台（套）设备。 用此大容量流水线生产，每一台单体设备中均需加入大量水方可带布运行，且运行中还需大量补充水， 以溢流方式去除杂质。因此，即使在正常产量的情况下，按每班（8 h ）漂白6~7 t 针织布计，每吨坯布 耗水60 t ；产量不足时（坯布低于6t）仍需等量的水进行流水线运转，耗水量大幅增加。另外，因采用 次氯酸钠工艺，其生产的产品已不符合欧盟的内衣环保检测要求，产品市场不断压缩。为此，企业引进 六台新型染机，以替代三条漂白流水线的生产，满足市场小批量多品种的要求，同时实现节水、节能。 (2）原漂白生产流水线 技改前工艺路线如下： (3）新工艺流程 通过染整工艺摸索、优化，调整坯布染色的工艺浴比，缩短工艺时间，并采用新型助剂，以减少染色用 水和加热所需的蒸汽量、用电量，最终达到节能降耗目标。 新工艺主要流程如下： 新工艺采用的小容量染机配备有自动控制装置、精确的仪器和先进的控制软件。由于采用了成熟的液体 分离技术和快速循环技术，可保持低至1:5的染色浴比和每管高达250kg的装载能力，工艺总耗时可降 至316min（原漂白流水线耗时，从进布煮练到出布总耗时至少500min）。 新老工艺按照染机平均配缸500kg计算，每吨坯布实测耗时及耗水情况如下： 表1 工艺耗时及耗水实测值 项目 深色印染布 耗时/min 耗水/t 原工艺 840 96 新工艺 480 60 节能比% 42 37.50 漂白布 耗时/min 耗水/t 540 320 40 50 40 20 浅色印染布 耗时/min 耗水/t 180 30 83 36 0 100 以每吨坯布用水量208 t 计算，新引进的六台染机日产量为7.5 t 坯布，年产总量约为7.5tx200 d =1500t。 ①因浴比改变的节水量 1500 t 坯布x208 t 水／t坯布x20%=62400 t 相同工艺下，这部分水需从室温加热到95℃,保温60 min ，所需要的热量为： 2.10x1013J=714t标准煤 企业锅炉热效率按75％计算，则实际应节约标准煤估算为7