纺织印染是一个多学科交叉应用专业,如果要实现有效降碳,将是一项复杂系统创新改造工程。但创新改造不能脱离原常规产业化质量认知及常规标准执行,才能有效推进与实现愿景。工业产业化的生产过程,如印染工艺,是由以下的 8 项技术和管理标准组成的系统工程,
如:生产工艺管理标准、化学品应用标准、设备管理标准、计量管理标准、质量管理标准、能耗管理标准、环境保护管理标准和员工职业培训标准。一个时代的要求,催生一个时代的系统及其标准。就纺织印染工业来说,只有严格执行这些标准,才能生产出满足市场需求的产品,如:服装面料和各类工业用布。作为一个多学科交叉系统工程,我们要认识到化学是对系统改造能起到“质变”,物理(热能,水能,时间,电能)的改变,只能起到“量变”。纺织印染的创新改造应遵循"化学品决定工艺,工艺决定设备,设备决定操作,操作决定质量"的原则。
时代不同了,人们对美好生活追求不断提升。消费者除了追求面料舒适感、花色新颖感、纤维功能感受好、成本不断降低外,还对产品的全价值链提出了社会责任、绿色环保、可持续发展方面的要求。这给纺织印染产业的创新改造升级提出了新挑战。更加严峻的是,近年来国家制定了“单位国内生产总值能源消耗比 2020 年下降 13.5%”的“十四五”节能减排目标,多数国际买家还提出了“到 2030 年将排放量减半,到2040 年实现净零排放”的价值链科学碳目标。若要在 2040 年实现行业的零碳(碳中和)目标,在尽可能利用绿能及采用绿色纤维外,纺
织印染的创新改造升级,必须从改变原有过程中使用的化学品的结构,开发新材料开始,以达到―产品质量提高、生产效率提高、节能、综合成本下降、实现(废水,污泥,VOC)的零排放,然后完善工艺,优化生产设备等。只有这样,才能助力产业的可持续健康发展,也为地球的生态保护做出贡献。因此,纺织印染产业的创新改造升级,是时代的要求;这个时代需要升级版的纺织印染系统工程工艺技术包。
纵观纺织印染产业的发展进程,我们认为本产业发展可分为三个系统工程技术工艺阶段:
A、纺织印染 1.0 系统工程技术工艺版
2007 年之前,在产品标准质量达标情况下,用水即排污 100 吨水/吨布、用蒸汽 10 吨/吨布(其中前处理用汽 6 吨/吨布),生产过程一次性合格率 75%、生产流程长、污水处理量大、对社会环境破坏大。该系统技术工艺,在当时是与世界同步的。(当时我国印染技术研发及应用都是在国有计划经济体制中实现的,我国较为先进)。东南亚国家目前还在应用该系统工程工艺技术。
B、纺织印染 2.0 系统工程技术工艺版
2008 年至今,采用将原单独的多组分化学品合成为混合组分助剂;原长流程煮、练、漂,改成短流程堆、漂;大浴比缸改用高效小浴比缸;低组分染料改成高组分染料;皂洗+水洗走出缸改用连续长车洗,等。该工艺实现了用水 70 吨/吨布,用蒸汽 7 吨/吨布(其中前处理用汽 4 吨/吨布),排污 50 吨/吨布,中水回用 20 吨/吨布。但也带来如下结果是:在产品标准质量达标情况下,污水处理成本大幅提升,污泥产生量大帽提升(每吨布产污泥约 120kg),生产过程一次性合格率 70~75%。由于对污水处理成本大幅提升,对社会环境影响大幅下降。但由于生产综合成本上升,企业生存与发展空间大幅下降(25%)。该系统工艺在当今世界还是走在先进前列。
C、纺织印染 3.0 系统工程技术工艺版
在当前联合国倡议,全世界各国共同努力,实现碳中和的形势下,我们纺织印染产业面临更严峻的挑战,势必要求我们提升印染系统工程工艺技术水平,我们称之为 3.0 版。我们在 8项技术和管理标准组成的体系下,通过创新改造升级来达到“节能减排和净零碳排放”目标。
创新改造升级的指导思想是:化学品的改变是质变,物理方面的改变是量变。其实现路径为:改变助剂—提升质量—提高效率—降低能耗—降低排放—更新设备—完善工艺(自动化控制)—降低综合生产成本。C:纺织印染 3.0 系统工程技术工艺版,是上海金堂轻纺新材料科技建立在 2009 至今的科研、产业应用研究、理论总结的基础上,后返回实践应用示范,经国家三部委联合鉴定为“国际先进”的技术,并获得多项国家专利。
应用金堂技术,未来纺织印染企业可以实现的目标为:
1、在产品标准质量达标的前提下,一次合格率达到 90%;
2、前处理生产效率提升 50%;
3、每吨纺织品前处理用水量 2 吨;
4、用蒸汽 4 吨/吨布(其中前处理用汽 1 吨/吨布),蒸汽用量下降 70%;
5、前处理实现完全的零排放;前处理综合生产成本下降 20%;
6、废液不废完全回用与固废循环资源化应用。
注(1.0,2.0 系统工程技术工艺版中,存在的问题是:1、碱氧前处理工艺产生纤维损伤,导致“氧化破洞”不能解决;2、大量低聚合返沾,引起产品质量问题;3、水的硬度大、蚀度高,无法回用;4、前处理排污占到整个印染工序排污量的 75%,由于前处理废液中物质成分复杂,处理后无法循环回用。)依据 3.0 系统工艺技术版,所设定的各项指标,完全能在整个印染生产工艺中实现减少碳排量 50%以上(纺织品从棉花到上市服装的全生命周期的碳排放量,70%在印染)。这就为整个纺织行业实现减碳,提供了有力保障。