染整工艺与设施发展历程

本文作者：李茏轩 申春华 作者单位：济南工程职业技术学院

1染整工艺与设备

所谓染整工艺就是纺织工业中所说的印染技术，是对纺织材料进行物理、化学处理的综合性科学技术，而染整设备就是对纺织材料进行物理、化学处理的机械，染整工艺与设备是为了满足染整生产的技术和经济要求而设计、选用的，因此，染整工艺技术与设备性能决定了染整产品的质量、产量和加工成本。染整工艺与设备的开发是实现印染工业技术进步的有力保障，是适应染整行业技术改造更新设备的需要。染整工艺与设备的研制开发可以大大加快染整工业技术装备国产化的进程，从而满足染整企业对新型染整工艺与设备的需求。

2染整工艺与设备的发展历程

中国是一个拥有五千多年历史的文明古国，中国文化更是源远流长、博大精深，纺织工业就是中国文化发展的其中之一。早在五千年前新石器时期，就出现了纺轮和腰机，但是在当时，并没有染色设备，当时人类并没有温暖、色泽鲜艳的衣服可穿，大多数人依赖大自然为生，于是他们便利用身边的植物作为染料，把自己的身体、脸染成各式各样的颜色，这可以说是染色技术的前奏。随着时间的发展，染色技术有了更进一步的发展。当时，并没有完整的染色设备，实行的是家庭生产阶段，长期使用的是大锅、水缸和竹棒。当时染色方法有两种：一是织后染，如绢、罗纱、文绮等；二是先染纱线再织，如锦。随着染色工艺技术的提高和发展，我国古代染出的纺织品颜色也在不断丰富。有人曾对吐鲁番出土的唐代丝织物做过色谱分析，共有二十四种颜色[1]。新中国成立后，我国的纺织工业同其他工业一样有了迅速发展，染整工艺设备与纺织工业的发展密切相关，因而也就很快形成了较为完备的纺织染整设备制造工业体系。以山东为例，当时山东印染行业进行了大量的设备更新、技术改造以及新技术设备的引进和推广。上世纪50年代中期，我国自行设计、制造了多台整套染整工艺设备，设计水平不断提高，设备性能不断改善，从而在根本上改变了我国纺织染整设备依赖进口的旧面貌，开创了纺织染整设备的新局面。1958年－1988年的30年间，山东省印染行业经过不断地创新与改造，主要生产专用设备已经基本配套齐全。1988年，全省安装有染整主要专业设备921台，其中连续轧染机41台，染缸395台，印花机52台（其中包括辊筒印花机32台，平网印花机9台，圆网印花机11台）。近十多年来，特别在把我国建设成有中国特色的社会主义现代化国家的形势下，通过引进和消化吸收，我国染整工艺与设备又有了迅速的发展，目前，染整工艺与设备正朝着高效、节能减排和环保的方向不断提高，可以预言，我国将以更高的水平，更好的质量和更快的速度制造出一系列更好的国产新型染整工艺设备。

3染整工艺与设备的发展趋势

近几年来，随着国内外染整新工艺、新设备的不断涌现，显示出全球染整设备行业蓬勃发展的势头。高效、节能减排、环保成为21世纪染整工业可持续发展的方向。如今新型染整工艺与设备正朝着高效、节能减排、环保等方面发展。

3.1高效

当前染整工艺与设备强调快速、高效的反应条件，通过优化工艺设备，缩短工艺设备流程，以达到减少生产成本，提高设备的利用率，从而提高投资效益的目的。例如高效气体烧毛机。与其他普通烧毛机相比，高效气体烧毛机采用了新颖的火口，例如XH-Ⅲ-180Q[2]型喷射式火口，高能量的火焰可击穿空气及蒸汽缓冲层，并使灯芯绒的沟槽得到良好的烧灼，同时能防止烧毛斑，使涤纶织物表面燃烧成无任何残留、均匀的布面，另外，高效气体烧毛机能使火焰与坯布的接触面减到最小，并尽可能使热量不达到坯布底部，以避免热敏材料的热损耗，从而提高了织物的耐用性，避免了许多因烧毛质量低劣而造成的疵品，大大提高了经济效益。高效气体烧毛机与传统的烧毛机相比，通过在烧毛口上的改进，在生产中达到了节能、降耗的良好效果。节省了加工成本，提高了生产效率，从而达到了染整工艺与设备的高效发展。

3.2节能减排

染整工艺与设备的水、电、汽消耗量甚大，因此节能减排成为染整工艺与设备改进的重点。如何做到真正的节能减排呢？目前主要有以下措施：

3.2.1利用辐射能进行加热

采用新技术，利用辐射能进行加热，不但节能显著，而且也大大地提高了生产率。染整工艺应用远红外加热[3]较为广泛。应用远红外加热技术获得最佳总热效率，必须因地制宜采取光谱匹配、定向集中辐射和最佳综合效益三大原则更新加热系统。另外在进行远红外加热工艺更新时，还应注意投资效益，在节能的前提下，更有利于降低生产成本，提高产品质量，以便获得最佳的综合效益。

3.2.2利用低附着量技术进行加工

织物从水洗槽中导出，水分以薄膜状态布满于织物表面及织物间和纱线内部。采用常规轧车机械挤压，大部分的非结合水分可被挤去，而纱线内部和交织格旁仍留有不少非结合水分，挤压后水分剩余量的多少取决于轧辊的材料、结构、硬度、压力、织物的组织和纤维材料、工艺水液的温度和工艺车速等因素。用贝伦辊替代传统的橡胶辊，组合后的高效轧水车使织物轧余率降低18％～20％，工艺车速比传统的提高23％[2]。

3.2.3充分利用回收技术

（1）采用优质的疏水阀

冷凝水回收系统中的疏水阀质量极为重要，若在一台烘筒设备上装上一般泄漏的疏水阀，则一年仍要浪费标煤30.8t。如果换成优质的疏水阀，如LS-UFO“李氏”牌自由半浮球式蒸汽疏水阀，该疏水阀无负荷漏汽率不到0.1％，即使以1％计算，一年的漏汽折合标煤约5t，比一般的疏水阀每年少浪费标煤25.8t[4]。

（2）采用BR型板式冷热水交换器

采用BR型板式冷热水交换器，回收平洗废热水的能量，热效率在80％以上[2，5]，热交换后的热水毋须动力输入平洗槽，大大节省了平洗槽冷水加热的蒸汽，充分起到了节能减排的作用。

（3）采用丝光碱回收蒸发新技术

若采用丝光碱回收蒸发新技术，连续九级组合蒸发器仅消耗蒸汽45000t，比三效蒸发器节约55000t蒸汽，按锅炉效率70％、管道损失2％计，仅节约蒸汽折算为标煤，每年为11550t。可回收烧碱8100t，相当于节电16.2×106度[4]，大大地节省了能源，从而达到了节能减排的良好效果。

3.3环保

环保是染整行业实现可持续发展战略的重要举措。染整工艺与设备采用新技术、新工艺实现清洁生产，是改善生态环境的积极措施。下面是三种关于环保的新技术：

3.3.1电化学前处理[2]

美国加利福尼亚大学发明了一种电化学系统，用于无污染的精炼、漂白和丝光。该系统以一个电化学槽为基础，其阴极释放碱剂，通过该电极的纺织品可进行漂白和丝光，而其阳极则产生酸，以中和丝光后余下的碱。该方法有助于降低染化药品的用量，降低能耗，降低废水、废气排放量。

3.3.2酶处理技术[6]

酶的反应条件温和，针对性强，工业化生产能降低能源，减少资源消耗，是一种“绿色工艺”。棉纺织采用L40酶、果胶酶、纤维素酶的最佳混配液，实施冷轧堆退浆，精炼，双氧水漂白，工艺设备流程短，退浆率高，速度快，适合连续平幅加工，对棉纤维无损伤。与碱退浆相比，节省成本，少污染。

3.3.3喷墨印花技术

喷墨印花技术是一种清洁的、无环境污染的高科技印花技术，其设备能适应高品质、小批量、多品种的市场需要。例如Stork公司的Trucolor喷墨印花机[7]可以直接在织物上打样和生产，与CAD联用可缩短印花周期，并且具有工艺过程无污染，快速完成上染固色而不需水洗，比传统印花减少了污染。近年来，随着能源染化助剂等价格的不断上升，其所占成本比重不断加大。节能、节水、降耗受到了染整行业的高度重视，所以目前染整工艺与设备发展总的趋势是：向环境保护，节能降耗，省时高效，短流程方面发展。高效、节能减排、环保已成为染整行业的主流共识。此外高新技术应用使高科技产品、智能产品逐渐增加，因此，另一重要发展趋势是广泛采用自动化技术，不断地进行设备改造，提高设备的先进性，从而提升了染整工艺与设备的自动化程度，使染整工艺与设备的稳定性得到大幅提高。

4结语

近几年随着染整工业的发展，无论是染整工艺还是染整设备的水平都有了明显提高，同时在高效、节能减排与环保方面也取得了一定的发展，涌现出了更多更先进的国产染整工艺设备，与世界先进水平之间的差距正日益缩小。