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前处理
863A废碱回用轧槽与前处理闭路循环工艺
佚名
2015/7/30
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863A废碱回用轧槽与前处理闭路循环工艺

棉及其混纺织物坯布上含有浆料、棉籽壳、果胶、棉脂和棉蜡等杂质,在采用冷轧堆短流程前处理工艺时,由于处理温度较低,因此其消耗的化学品量要比常规的高温前处理工艺多,同时也增加了污水处理负担。为解决该问题,尝试利用863A废碱回用轧槽,通过多层次回收利用蒸洗废液,实行闭路式循环。

1常规冷轧堆短流程工艺与设备[1]

1.1织物规格

49 tex×58 tex 315/10 cm×181/10 cm纯棉厚重织物、坯布纯棉纱卡

1.2工艺流程及条件

烧毛浸轧碱氧液(轧余率85%~95%)→打卷堆置(室温转动24 h)→热碱处理(100%烧碱10 g/L,102℃汽蒸2~4 min)→一格高温冲洗(100℃)→五格高效水洗(95℃以上)→烘干

碱氧液处方/(g/L)

100%NaOH50~55

100%H2O218~20

稳定剂10~12

助练剂10~12

1.3常规冷轧堆短流程前处理工艺的优缺点

常规冷轧堆短流程前处理工艺的优点是节约蒸汽和电,缺点是增加了化学品用量及污水排放量。一般高温高压煮布锅的耗碱量为3%(owf),常规履带汽蒸前处理耗碱量为4.5%(owf)。由于冷轧堆短流程工艺将前处理练漂工序从三步改为二步或一步,因此,在工艺条件上,必须采用强化方法,增加烧碱和双氧水的用量。与常规氧漂碱浓度比较,其碱浓度提高100倍以上

[2]

冷轧堆后各工序中废碱液的组分如下:

1.3.1冷轧堆后布上剩余化学试剂含量

全棉纱卡坯布经冷堆处理18~24 h,织物上的浆料、棉杂、棉籽壳等虽已膨化、分解,但织物的练漂化学反应还没有完成,并含有较多的剩余化学试剂。测定冷轧堆后织物上的轧出液,发现仍含有烧碱11~17 g/L,双氧水2.5~4.0 g/L,表面活性剂3.2~6 g/L

1.3.2冷轧堆后蒸洗废碱液含量

冷轧堆织物经三个逐格倒流的去碱蒸箱后,其中最后一格排出液的化学品含量为:烧碱5~7 g/L

2~5 g/L、表面活性剂3~6 g/L

1.3.3平幅履带或轧卷汽蒸堆置后的蒸洗废液含量织物经三个逐格倒流排列的去碱蒸箱后,排出液的化学品含量为:烧碱3~5 g/LNa2CO36~9 g/L、表面活性剂3~6 g/L。这些剩余的化学品必须加以回收利用,否则会形成大量污水源。

2闭路循环前处理工艺设备流程

设计的闭路循环前处理工艺流程如下:

烧毛三格加盖平洗槽(浸轧蒸洗废碱液,作灭火、退浆之用)→平幅大卷装,用塑料薄膜包裹,堆置3~20 h(转速4~5 r/min)→863A废碱回用轧槽、浸轧蒸洗废碱(回收利用剩余化学品及热能)→三格平洗槽、浸轧碱氧液平幅打卷、转动堆置24 h→浸轧863A废碱回用轧槽(进一步回收利用剩余化学品及热能)→973B蒸箱液封口浸轧蒸洗废碱液,106℃汽蒸2~3 min,150%吸液率(再次回收利用剩余化学品及热能,并强化前处理工艺)→三格逆流串联的高效去碱蒸箱蒸洗(高效蒸洗织物并回收蒸洗废碱液)→一格平洗槽清洗高效轧水湿布丝光新工艺[3]

2.1863A废碱回用轧槽设计

为了回收蒸洗废碱液及其它废碱液中的碱、助剂和热能,设计了863A废碱回用轧槽。该轧槽系统由多个大小不同的系列轧辊及相应的小轧槽组合而成,槽底有一定的倾斜度,能使废碱液浓度逐步浓缩。碱液的流动方向与织物运行方向相反,逆向流动碱液的浓度差产生传质的推动力和摩擦力,使从废碱液中吸附到织物上的烧碱含量增加,从而具有高效吸取物料的功能。

实践证明,863A轧槽能从废碱液中吸取60%烧碱等物料。例如,含碱量为10 g/L的蒸洗废碱液,863A废碱回用轧槽使用后,含碱量降为4 g/L。将蒸洗废碱液作为冷轧堆短流程工艺,或轧碱汽蒸煮练工艺的预轧蒸洗废碱,则织物可以从蒸洗废碱液中吸取2.03%(owf)的烧碱和0.13%(owf)的精练剂,从而可减少投入烧碱和精练剂的数量,约可节约烧碱33%,精练剂10%

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2.2蒸洗废碱液的浓缩

该工艺采用三格逆流串联的高效去碱蒸箱和一格平洗槽,去碱蒸箱内织物层间装有直接蒸汽管,向织物喷蒸汽,部分蒸汽在织物上形成冷凝水,并渗入织物内部,起到冲淡碱液和提高温度的作用;下导辊浸没在碱箱下部的水中,当织物进入下导辊时,织物上较浓的碱和杂质,与含碱量较低的水发生交换作用,使织物上的含碱、杂质降低,而水中的含杂含碱则提高。经过多次交换,织物上的烧碱和杂质被洗去。使用三格逆流串联的高效去碱蒸箱和一格平洗槽,即使加工卡其类厚重织物,也能达到充分清洗的效果。清洗后,布面pH值可达到8.5以下,且剩余化学品、副品物、直接蒸汽的热能和水也被回收,每天三班用水量仅为55 t左右,即可洗清6万米卡其类厚织物。而获得的浓缩蒸洗碱液便于集中,可实现对蒸洗废碱进行多层次的循环回收利用。

2.3蒸洗废碱液多层次循环利用

2.3.1用作烧毛后的灭火、退浆工艺流程烧毛三格加盖平洗,70~80℃浸轧蒸洗废碱液,轧液率95%左右中心收卷平幅大卷装,用塑料布包裹好转动堆置3~20 h,转速4~5 r/min

每天可利用70~80℃蒸洗废碱液7.8,t废碱液中的剩余化学品、热能及水都得到了回收利用,

不仅起到灭火和退浆作用,而且还对棉籽壳起到初步膨化作用。

2.3.2用作冷轧堆或轧碱煮练工艺的预轧碱

工艺流程将已经退浆转动堆置3~20 h的大卷装布轴,引入863A废碱回用轧槽,多浸多轧蒸洗废碱液,轧液率70%~80%(70~80℃蒸洗废碱液每天用量约20.3 t)→室温浸轧二格平洗槽的常规冷轧堆工艺烧碱、助练剂液浸轧一格平洗槽常规冷轧堆工艺浓度烧碱、双氧水及稳定剂、精练剂,轧液率100%~110%→收卷、平幅大卷装堆置20~24 h,转速4~5 r/min,主要起常规冷轧堆短流程工艺中的练漂作用。

2.3.3用作回收冷轧堆织物上剩余化学品的浸轧用碱将经过20~24 h冷轧堆处理的织物,再置于863A废碱回用轧槽进行多浸多轧

,轧液率70%~80%,全天可利用70~80℃蒸洗废碱液20 t左右。将洗下的废碱液,7.6 cm不锈钢管及泵打入蒸洗废碱液的贮存桶内,备用。

2.3.4用作短蒸前预轧蒸洗碱液

进入973B型汽蒸箱,在液封口浸轧,并补充蒸洗废碱液,轧液率70%~80%,全天可利用70~80℃蒸洗废碱液5.3 t左右。对于棉籽壳较多的厚重织物,可适量补充双氧水和助剂,973B蒸箱140%~180%的高带液下,106℃汽蒸2~3min,并回收利用25%的冷凝练漂液。这样可强化平幅汽蒸练漂作用,彻底去除棉籽壳等杂质,保证毛效。

2.3.5用作丝光用碱

将三格倒流串联的高效去碱蒸箱代替常规的六格95℃以上热水平洗槽,进入高效去碱除杂的蒸洗阶段,全天可回收95℃以上的浓缩蒸洗废碱液55,t其废碱液浓度10g/L左右。用7.6 cm不锈钢管及泵打入贮存桶内备用一格平洗槽清洗高效轧水应用863A轧槽的湿布丝光工艺,可节省一道烘燥工序和40%左右的丝光碱的投入量,一台丝光机全年可节省用碱费用88万元。

2.4闭路循环前处理工艺的配套设备在实行闭路循环前处理工艺时,除了应用863A轧槽等设备外,还应配备以下设备:

(1)为了防止管道日久堵塞,宜采用口径较大的不锈钢管。此外,在回收液的进出口处,高位贮存桶要装有过滤网,以防止纱头、竹夹等物进入管道。

(2)回收废碱液的地下不锈钢桶应配有自动不锈钢泵,以便废碱液装满时,能自动泵入高位贮存桶内。贮存桶一般用2 t不锈钢桶即可;其还需配有不锈钢管道,以将回收废碱液送到烧毛机旁的退浆用废碱液桶,973B蒸箱附近的废碱桶内。

(3)在三个逆流串联的去碱蒸箱最后一只蒸箱的蒸洗废液排出口,以及863A轧槽、封口液排出口和973B型汽蒸箱用蒸洗废液补充桶等,均应配置不锈钢管道。

(4)冷轧堆短流程工艺要配用973B型汽蒸箱,以强化前处理工艺条件,除净棉籽壳,保证毛效,并较好地回收利用蒸洗废碱液。

2.5闭路循环前处理工艺的经济效益

2.5.1蒸洗废碱液用于烧毛后的灭火、退浆

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由表1,将蒸洗废碱液用于烧毛后灭火、退浆,

较传统碱退浆节约烧碱1.1%,节约精练剂0.2%。以

24 h加工8.2 t织物计,每天可节约固体碱88 kg,精练

16.4 kg。全年节约费用:

烧碱88 kg×1.8/kg×300=47 520

精练剂16.4 kg×6/kg×300=29 520

按年产1 600万米计,100 m布节约0.48元。

该工艺还具有环保效益,每天可减少7.8 t蒸洗废

碱液污水,并回收水和热能。

2.5.2蒸洗废碱液用于预轧废碱

实践证明,经过863A废碱回用轧槽浸轧蒸洗废碱液后,再浸轧常规冷堆短流程的碱氧液,在保证达到常规短流程轧槽的烧碱、精练剂等浓度的条件下,可以大

大节约化学品,降低成本,其结果见表2

2.5.3回收蒸洗废碱液

用冷轧堆后回收织物上剩余蒸汽废碱液,可回收烧碱1.3%(owf),精练剂0.22%(owf)。此外,每天减少了20 t的重污染水源,并回收了水和热。

2.5.4蒸洗废碱液回收利用

经测算,每天可用去蒸洗废碱液5.3,t可回收烧碱0.64%(owf),精练剂0.25%(owf)。另外,每天减少了5.3 t的重污染水源,并回收了水和热能。

2.5.5三格逆流串联高效去碱蒸箱代替常规平洗槽

常规的冷轧堆后六格热水平洗,需消耗大量95℃以上的热水。日耗水量为19 t/h×24 h=456,t日耗汽量为0.56 t/h×24 h=13.44 t。而且这些热的污水都排入下水道,需要进行污水处理,是前处理工艺主要的重污染水源。采用箱体有保温层的逆流串联高效去碱蒸箱后,日耗水量为2.29 t/h×24 h=55,t日耗汽量为0.40 t/h×24 h=9.6;t另外,55 t较为浓缩的废碱液,通过另外四个层次的循环回用,回收了绝大部分的水、蒸汽和化学品,显著减轻了污水处理负担,大大降低成本。

2.5.6总经济效益和环保效果

(1)节约化学品

经过五个层次对蒸洗废碱液回收利用后,对烧碱

和精练剂总的回收利用率见表3

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效益核算:

每日生产的布重为8.2,t全年以300天计,产量1 600万米,可节约烧碱:

8.2 t×5.07%×300×0.18万元/t=22.45万元,

每百米节约1.40;

节约精练剂:

8.2 t×0.56%×300×0.6万元/t=8.262万元,100 m布节约0.516元。

(2)节约水和蒸汽

节水及减少重污染水量每天可以节约水及减少重污染水量454.5,t若全年以300天计,则可以节约耗水为454.5 t×300=136 320;t每吨水价及污水处理费为2.3,全年可节约136 320 t×2.3=31.353万元。按全年产量1 600万米计,100 m布节约1.96,节水率达90%以上。

节约蒸汽全年节约蒸汽1 773,t23.049万元,节约率42.45%

以一条前处理生产线年产量1 600万米计算,以上4项合计,全年节约85.11万元,100 m布可节约5.31元。更重要的是,通过应用863A轧槽等设备,对蒸洗碱液进行多层次循环利用,能够从源头上大幅度地减少污水,从而解决印染厂因污水pH值和COD,而难以达标排放的难题。由于实行闭路循环的前处理工艺,可以使全厂的污水pH值由原来的13左右降低到10,有利于降低污水处理成本和达标排放。

3结论

(1)采用专利设计的863A废碱回用轧槽等设备与闭路循环前处理工艺是可行的。

(2)闭路循环前处理工艺解决了常规冷轧堆和履带箱连续碱汽蒸前处理工艺的化学品耗用量大和污水排放量大的缺点,达到了节能、减排的目的。

(3)对蒸洗废碱液进行五方面的循环回用,可充分回收回用残留化学药剂,节能节水,并大量减少了重污染水源,经济效益和社会效益显著。

参考文献:

[1]印染手册(第二版)[M].北京:中国纺织出版社,2003.

[2]谈仲亨.863A废碱回用轧槽与封闭式循环丝光工艺[J].印染,

2007,33(11):36-38.


              

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