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工艺参数在线测控助力节能减排

2013-5-13  来源: 中国纺织报  点击率: 1657

纺织工业“十二五”科技进步纲要中,要求重点研究印染生产过程全流程的网络监控系统、高效数字化印染集成技术等印染在线监测及数字化技术,提高生产效率,促进节能减排。

染整生产从小批量、多品种加工,提升为实现及时化生产和一次精确化生产。这就需要不仅能迅速地进行生产过程的工艺变量监视,而且能迅速进行工况分析、判断,作出工艺优化的操作决策。生产过程的自动检测、控制,严格、准确的信息采样、变送,可以替代操作者的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动进行。

生产过程按规定的工艺变量值(如温度、湿度、速度、张力、浓度、液位、色泽、时间、克重、门幅、异布、含氧量、pH值、纬密、预缩率及化学药剂的施加量等)的要求,确保产品质量的稳定性、再现性,达到节能、降耗、低成本、安全、可靠、少污染的清洁生产,提高染整企业综合技术实力和市场竞争能力。

染整自动测控

染整生产过程中,由于自然或人为的原因,工艺变量值往往发生波动,偏离工艺变量的规定值。要达到稳定的工况、良好的工艺再现性,就必须在生产过程中实现自动控制。

检测的任务是正确及时地掌握各种工艺变量的信息,而信息采集的主要含义就是测量和取得工艺数据。计算机的发展,促进了常规传感器的革新,适合染整生产信息采集的数字、智能传感器应运而生。

除浸染工艺采用间歇式的单台机生产外,染整生产过程大多数是连续生产,由多台单元机组成的联合机完成这一工艺加工过程。生产过程中的某一工艺条件发生变动时,皆可能涉及到其他工艺变量的波动,导致偏离正常的工艺条件。为此,就需要自动控制装置将传感器采集、变送的信息,由计算机的运算,在数据库的支持下做出纠正偏离工艺设定值的变量,或优化工艺保证生产过程正常、可控地进行。

湿布丝光的碱浓度测控

湿布丝光可以免除退煮漂预制品的烘燥热能,按全年6000小时工作计,可节省圆筒烘燥蒸汽3000吨。湿布丝光的织物不仅得色均匀、丰满,而且缩水率亦好于干布丝光工艺。因此,这项优质节能的工艺,极受业内欢迎。

湿布丝光工艺必须严格控制半制品的含水率波动。棉纤维与烧碱的亲和力,致使碱槽内碱浓度的衰减应及时得到补偿。只有控制半制品所浸轧、渗透的碱浓度,才能保证半制品的丝光钡值可靠的一致性,以利后续染色无色差弊端。国家工信部在《印染行业准入条件》中,规定“丝光必须配置浓碱自动控制和浓碱回收”。这些都需要采用MAX-300丝光浓碱浓度在线监测及自动加碱系统,实时监测、控制配碱、循环过滤输液。

一次准(RFT)染色

国家规定每百米织物的取水量及综合能耗,是指入库合格品的织物。而修色、剥色、重染都将增加耗水、能耗、加大排污量。表1是RET与有缺陷的染色成本、生产率、利润的对比。

成本生产率、利润对比(%)

     
       表1成本生产率、利润对比(%)

工艺

成本

生产率

利润

RFT

100

100

100

偏色小修色

110

80

48

偏色大修色

135

64

-45

剥色、重染

206

48

-375

 

实现RFT染色是一个复杂多因素的染整系统工程,其涉及到企业的科学管理、工艺优化、高效环保的染化料助剂的应用、装备的创新组合。RFT是一种先进的受控染色技术,工艺参数在线测控是RFT生产的一个先决条件。

H2O2残留量在线测控

活性染料对H2O2非常敏感,染浴中一旦有微量H2O2存在,活性集团就会不同程度地遭到破坏,从而产生明显的色差、色花等染疵。采用过氧化氢酶脱氧,快捷有效,可缩短20%的水洗时间。氧漂工艺完成后,H2O2的残留浓度大于60毫克/升,传统水洗90分钟(酶洗50分钟),H2O2残留0.5毫克/升,再洗20分钟残留0毫克/升。氧漂后的H2O2残留量有多少?酶洗多久为好?只能依靠HD-100双氧水浓度在线检测控制系统的实施测控。

pH值在线测控

根据现场检测,工艺设定的pH值不等于实际染浴的pH值。其原因是染前pH值的调节未到位,实际染浴的pH值受着水质、待染半制品、染料、助剂等因素的影响。

根据测试,我国许多地区的水为碱性水,冷时基本为中性,工艺升温后则为弱碱性;待染半制品(特别是含纤维素纤维的织物)大多带碱,在热的染浴中有释碱现象;常用分散染料的5克/升染液的pH值可达8~9(受热后有所下降);常用染色助剂2克/升的溶液pH值可达7~8。外界带入的这些碱性物质完全有可能使原本正确的染浴pH值突破安全上限,进入工艺pH值超标的危险区。

弱碱性染料染锦纶pH值控制在5,吸附速率和吸色量都很高,当pH值变化到6则变得很低,其深浅差距在1倍以上。从得色深度和匀染效果考虑,中性染料染锦纶的染浴pH值控制在5~6,在pH值为7时增得5%~10%。而丽华素翠蓝3G在pH值为7时几乎不上色,pH值为5~6时得色可提高4倍以上。表2是活性染料染锦纶pH值影响得色的对比。因此,浸染工艺过程采用pH500pH值检测及控制系统实施测控十分必要。

活性染料染锦纶不同pH值得色对比(%)

2 活性染料染锦纶不同ph值得色对比(%

项目

Ph=4

Ph=5

Ph=6

Ph=7

M-3BE

95

100

40

25

M-2bg

100

100

50

25

KN-B

100

100

50

30

艳蓝KN-R

得色严重灰暗

得色深艳

 

电异率在线测控

染色用水的电异率要求低于1200μs/厘米为好,高于2000μs/厘米会产生严重色花;电异率在24小时内的波动范围不宜超过10%,否则会产生严重色差。这也是打小样、放大样符样率低及产生缸差的重要原因之一。

目前染整企业要求回用水35%,“盐”的累积将大幅提高电异率。采用pH800电异率在线测控系统,测控染色进水的电异率,实现一次准染色;然后洗涤在线测控电异率,可管控水洗时间,有利于节能、省水。

热风拉幅排气测控

热平衡计算表明:织物热风拉幅时水分蒸发需要热量占总能耗的65%~70%;加热织物占3%~5%;机体热损耗3%;排气损耗占20%~30%。可知拉幅工艺节能重点是织物含水量及排气损耗两项。

某织物常规拉幅工艺的节液率68%,工艺车速40米/分钟,排气相对湿度10%RH,全年工作6000小时,消耗蒸汽1222.4吨。将织物进布含水率降至38%;排气采用节能湿度20%RH,由MRC-X气份湿度在线监测及控制系统实施测控,全年蒸汽消耗降到371吨,使蒸汽消耗下降到30%。