摘 要:节能减排已是整个印染行业生产的一大进步以及未来发展的大方向,各类新型的设备工艺染料助剂都在不断的发展和进步。本文从新型染料的角度来研究印染行业的节能减排。文章综述了各类不同的染料和助剂发展现状。
关键词:印染行业;节能减排
长期以来,印染行业一直以能耗高、污染大在业内遭到很大的诟病。不过,我们也必须承认的是印染行业作为纺织产业中关键的一个环节,可以很大程度提高纺织品的附加值和竞争力。在以节能减排、可持续发展为基本国策的大背景下,印染行业的节能减排迫在眉睫。科技是第一生产力。印染行业要改变高污染、高能耗的现状首先就要进行技术上的改革和创新。本文从染料角度出发,从源头来寻求解决印染行业污染大的方法。简述了当下新型环保型染料和助剂的现状和发展方向,以供参考。
1. 节能减排概念
在我国“十一五”规划纲要里提出的节能减排概念为“降低能源消耗,减少污染物排放”。广义上的节能减排指的是节约物质资源,减少废弃物环境有害物(废水、废渣、废气以及噪声)的排放;狭义上则是指节约能源的消耗,减少对环境有害的污染物的排放。而世界能源委员会给节能减排下的定义是指“采取技术上可行,经济上合理,环境和社会可接受的一切措施来提高能源的利用效率,从而降低能源消耗[4]。”
“节能减排”这个概念源于可持续发展理论、循环经济、生态经济思想等。二十世纪90年代,国际上初次提出了“能源效率”的观点。该概念的提出体现了人们越来越重视合理有效的利用能源[1]。1997年制定的《中华人民共和国节约能源法》初次将节能提升到法律层次的地位。
2. 开发新型环保节能染料和助剂
传统的印染助剂和染料往往含有大量的重金属、致癌物以及其他与环境保护、人类健康原则等相违背的物质。新型环保染料和助剂通常指的是符合Eco-Tex 标准100的要求:1.不含致癌的芳香胺、过敏性或其他急性毒性物质;2.不含重金属;3.不含可吸收的有机卤化物(AOX);4.不易产生环境污染;5.牢度、得色率、提升性、鲜艳度等有保证的染料和助剂[2]。各种新型环保型染料和助剂的开发和发展为印染行业的清洁生产提供了可能性。
2.1活性染料
活性染料是与纤维进行反应进而染色的染料,具备色谱齐全、光泽鲜艳、染色工艺经济、操作简便、染色操作简单的优点。同时活性染料也是取代禁用染料(如:冰染染料、直接染料、硫化染料以及铬媒染料等)以及其他类型纤维素纤维的主要染料[3]。不过,活性染料具有固色率低、竭染率低的缺憾,通常需要加入大量的无机盐来提高织物的上染率和固色率。因此,印染废水中往往含有大量的无机盐。无机盐的大量存在会加大废水的处理难度,同时也会造成例如土地盐碱化等污染。开发低盐染色用活性染料成为当下印染行业节能减排的新方法之一。越来越多的企业开始加大对无盐低盐型活性染料的开发力度。
随着对活性染料无盐技术研究的不断深入,当下已有一些公司开发了一系列的无盐活性染料系列。例如:德国Dystar(德司达)公司开发的Remazol EF系列无机盐用量则是传统染料的1/3[4];瑞士Cibe公司开发的Cibacron LS系列染料的无机盐量是传统活性染料的1/4-1/2,同时该染料还具有良好的重现性;日本的住友公司开发了Sumifux Supera系列新型活性染料,该染料的特点是无机盐用量为传统活性染料的1/3-1/2,浴比最低可达1:10,在减少排放的同时也节约的资源,符合我们对节能减排的要求。
2.2分散染料
分散染料则是当下世界染料的重要组成部分,该染料是聚酯纤维的主要染料,而聚酯纤维是世界上产量最多的纤维之一。故分散染料的应用和发展创新对印染行业的节能减排具有重要的意义。在RFT协同创新作用下,德国BASF公司开发的Dyexact XP新体系能够节省时间20%,节约染色费用16%,将环境冲击指数从1.2降低到0.6 [5]。该体系具有生产效率高、环境友好型的特点,同时一次性成功染色的新型分散染料具有很好的提升性、匀染性与重现性。
作为比较成熟的环保染料新技术――分散染料胶囊化的技术正在不断的发展和创新。自从20世纪70年代日本Matsnishikso公司提出将分散染料胶囊化这个概念之后,纺织行业开始研究发展分散染料胶囊化技术。涤纶是重要的纺织材料之一,但其染色需要在高温高压的条件下并且用大量的分散染料和助剂才能保证织物的染色指标,印染过程需要消耗大量的热能和水,排放大量高色度的废水,给环境造成很大的破坏。因为胶囊拥有缓释性和隔离性的特点,在高温高压染色工艺中可以不使用分散剂和匀染剂,因而可实现无助剂染色减少污染物的排放。同时使用胶囊化分散染料染色后的纤维表面含有很少的浮色[6],故无需进行清洗和皂洗的流程,大大的降低了废水中COD和BOD值,企业只需对废水进行简单的过滤处理就可以在前处理过程中回用。[7]
2012年由罗新等人研究改造的分散染料微胶囊组助剂免水洗染色技术能够有效的节水省电、减少助剂的使用,达到了我们所要求的节能减排循环利用的要求。同时,华纺股份有限公司的实践表明采用这种新工艺并采用改造后的高温高压溢流染色机时,每加工1吨织物可节水60t,节电180kw・h,废水可全部回用[8]。可见分散染料胶囊化技术的发展已经较为成熟,我们需要加大该技术的完善和推广,使新型环保技术能够应用于实践,能够真正发挥该技术的作用。
2.3新型环保助剂的发展
助剂的使用在印染行业要的意义在于能够有效地提高加工的效果和效率。助剂行业也在加大力度开发和研究高效节能的绿色助剂。适合的助剂的使用能够有效地提高能源利用率,减少污染物的排放。例如:采用生物技术与化工技术相结合的新型助剂,能够将PH从12~13降低到7-9,色度从64-512降低到16-32,节约耗能10%-20%;QR低温漂练剂的使用能够实现在40-80℃下对棉织物的“退煮漂一步法”练漂,能够使蒸汽耗能减少40-80%,同时减少排水量20-50%。
3. 展望
一、加大技术研究力度。推进染料的研究,加大力度对新型环保型染料的开发和研究,推进胶囊化的技术的研究和应用。
二、推进两化融合进程。信息化技术为印染行业提供了更大的创造力,增强信息技术与印染行业传统技术的结合,积极响应国家“以信息技术改造传统产业”的号召,以信息技术促进传统技术的改革和创新。积极推进信息化染料控制系统的应用和发展。
节能减排已经成为我国印染行业发展的大方向,相信越来越多的环保型染料和助剂会加入到实际的生产过程中,同时更多的绿色染色工艺例如胶囊化染料,超临界二氧化碳染色等也将尽快突破瓶颈有进一步的发展。
参考文献
[1] 王庆一,中国的能源效率及国际比较(上),[J].节能与环保,2003(8),5-7
[2] 岑乐衍,世界新染料,新助剂发展动向,[J].纺织导报,2003(2),90-92.
[3] 章 杰,张晓琴,环保型染料和环保型纺织助剂的市场现状及动向,[J].针织工业,2006(7),49-54.
[4] 谢孔建,孙燕,活性染料无盐染色技术研究进展,[J].纺织导报,2005(7),78-82.
[5] 晓琴,章杰,我国分散染料发展趋势,[J].印染,2006(10),44-48.