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魏文达
规划咨询部成员
  魏文达先生毕业于浙江理工大学服装设计与工程专业,工学硕士,2021年加入中国纺织建设规划院,已参与行业规划、工程咨询等各类项目10余个。  
印染企业的5方面降碳路径
作者: 魏文达  时间:2022-09-26

 《温室气体排放核算与报告要求 第12部分 纺织服装企业》(GB/T 32151.12-2018)提出纺织服装企业温室气体排放有5个源头,包括化石燃料燃烧、过程排放、废水处理、购入电力、购入热力,主要涉及二氧化碳和甲烷2类气体。印染生产的工艺流程包括前处理、染色及后整理,这些工艺过程会涉及化石燃料燃烧、碳酸盐的使用、电力及蒸汽的消耗;印染废水的处理会产生甲烷排放,因此印染企业碳排放5个源头都涉及。根据源头排放量从大到小,提出以下5方面降碳路径。
  一、减少购入热力
  购入热力产生的排放是指企业生产购入蒸汽所对应的二氧化碳排放,印染企业若全部采用外购蒸汽,则该部分的碳排放占比最大,可达70%左右,因此该部分是主要的降碳路径。减少购热能降低购入热力产生的排放。

  2、提高蒸汽利用效率

  热能梯级利用,蒸汽经过定型等对蒸汽的温度、压强要求高的工序后继续供给其他对蒸汽要求较低的工序或装置,实现蒸汽热能的充分利用,可整体节约蒸汽25%以上;通过规范化管路布局,减少跑冒滴漏现象,降低热能损耗,如智能型疏水系统,和传统的疏水器相比,节约蒸汽消耗25%以上;加强染色机保温,减少设备表面热量散失,对高温高压染色机机身进行保温可以减少30%热能消耗。

  热能回收,将印染生产过程会产生废水、废气的余热回收用于生产。印染废水余热可用换热器、热泵技术进行回收,板式换热器、热管式换热器热能回收效率在50%~80%;热泵技术回收效率在30%~70%。先使用换热器加热新水,再利用热泵技术进一步回收热量,可综合回收60%以上。热定型机的废气余热回用方式一般有两种,第一种方式是“气-气”换热,即采用热管换热器将定型机废热气中的热能回用到定型机烘箱内;第二种是“气-水”换热,即从定型机排出的废热气体经换热设备对清水进行加温。综合两种方式,先利用定型机尾气对定新风进行“气-气”换热,降温后的尾气继续对冷水进行“气-水”,最大限度的对余热进行回收利用,可回收80%以上。

  3、提升清洁热能利用水平

  使用太阳能预加热,再利用蒸汽加热至工艺所需温度,可节约蒸汽用量,每平方米太阳能热水器每年可吸收转换的有效热量相当于1.125吨蒸汽的热量。

  二、减少购入电力

  购入电力产生的排放是指企业生产购电对应的二氧化碳排放量,该部分占总碳排放量20%左右。减少购电量能降低购入电力产生的排放。

  1、使用节电设备

  在各种工艺设备及辅助设备上采用永磁+变频电机,以替代传统电机,降低用电量,在一般的退煮漂联合机、拉幅定型机及其他通用性水泵、风机等设备上均可配置。如在印染设备上采用交流变频调速传动技术可节电10%~30%;印染废水曝气处理时选择磁悬浮风机,相比传统的罗茨风机、多级离心鼓风机分别节电25%、20%左右;选择节能照明灯具,减少电能消耗。

  2、提升绿色电力利用水平

  利用太阳能绿电,在屋顶铺设光伏发电装置,采用自发自用、余电上网模式,可降低企业总外购电量3%-5%。 

  三、减少化石燃料燃烧

  燃料燃烧排放是指使用化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放,生产中的烧毛、热定型及园区内汽车运输等都可能产生,若企业有自备锅炉,则该部分排放占比相对较高,可达20%以上。减少化石燃料燃烧能降低燃料燃烧产生的排放。

  1、使用清洁能源

  生产企业内货物运输优先选择电动车辆替代燃油车辆,使用生物质燃料替代化石燃料、天然气替代煤,能大幅降低碳排放。如改用天然气锅炉、生物质燃料锅炉,其中生物质燃料燃烧不计入碳排放核算。浙江省某印染产业园使用生物质燃料锅炉替换燃煤锅炉,改造后每年减少煤用量26,435t,折合碳减排约10.4万tCO2。

  2、提高燃料利用效率

  提高能源利用效率,减少能源在储存、转换、输送和使用过程中的消耗。如改造烧毛机喷射火口,精确控制火焰强度,提高燃料利用效率;定型机选择天然气直燃式,替代用导热油或蒸汽的热媒式,来提高热能利用效率,天然气直燃热风加热相比于燃煤导热油锅炉间接加热节能30%以上,碳减排88%以上。

  四、减少废水处理

  废水处理排放是指在废水厌氧处理过程中产生的甲烷排放,该部分排放占总排放量5%以下,排放量取决于废水处理量和废水COD浓度。减少废水处理能降低废水处理排放。

  1、降低废水处理量

  采用节水染色设备和更优化的染色工艺,从源头减少废水量。工信部颁布的《国家鼓励的工业节水工艺、技术和装备目录(2021年)》针对纺织印染行业列出24项相关节水措施。如筒子纱智能染色工艺可实现吨纱节水50%以上、印染生产精确耗水在线测控装置节水率可达到20%-30%、针织物高效绳状连续染色/印花后水洗技术,节水30%等。

  2、减少COD排放

  使用清洁生产工艺,对棉及其混纺织物的生物酶前处理,使用酶退浆技术,降低化学品用量,减少COD排放;使用低浴比设备,降低染化料用量,降低污水COD浓度;采用冷轧堆工艺,相比传统卷染工艺节水20%,COD减排15%以上;使用节水、少污染的数码印花技术,可以达到工业废水零排放。

  使用清洁生产原料,如环保植物染料染色,实现COD零排放。

  五、减少碳酸盐分解

  过程排放是指碳酸盐使用过程(包括水净化使用碳酸钠、印染过程使用碳酸钠和碳酸氢钠等)分解产生的二氧化碳排放,该部分碳排放占总排放量不到0.1%。减少碳酸盐的消耗能降低过程排放。

  1、减少碳酸盐使用

  选择低浓度或碳酸盐替代工艺,如使用代碱剂替代碳酸钠对活性染料进行固色,减少碳酸盐使用70%。

  2、减少碳酸盐浪费

  精确称量碳酸盐,减少消耗,如采用染染化料自动称量、配送系统,精确称量、准确配送确保生产过程中不过多施加碳酸盐,减少碳酸盐消耗10%。

  

  综合运用上述5方面的降碳路径,能实现降碳35~55%。对于企业而言,不同降碳措施有着不同的减碳效果、经济效益及技术含量,应根据实际情况,全方位考虑,综合运用和推行降碳措施,以助力“双碳”目标。

排放源头

占比%

降碳潜力%

降碳路径

理想效果%

具体措施

购入热力排放

~70

40~60

减少工艺耗热

25

高效短流程前处理技术

节能高效染色技术

节能后整理技术

提升蒸汽利用效率

30

蒸汽梯级利用

规范化管路布局

加强设备保温

印染废水余热回收

热定型机的废气余热回收

提升清洁热能利用水平

5

使用太阳能加热生产用水

购入电力排放

~20

15~35

减少设备耗电

30

在各种工艺设备及辅助设备上采用永磁+变频电机

提升绿色电力利用水平

5

在屋顶铺设光伏发电装置

燃料燃烧排放

~5

20~40

减少化石燃料消耗

10

电动车辆替代燃油车辆

生物质燃料替代化石燃料、天然气替代煤

提高燃料利用效率

30

改造烧毛机喷射火口

选择天然气直燃式定型机

废水处理排放

~5

50~60

降低废水处理量

45

《国家鼓励的工业节水工艺、技术和装备目录(2021年)》针对纺织印染行业列出的24项相关节水措施

减少COD排放

15

使用清洁生产原料

使用清洁生产工艺

过程排放

~0.1

80

减少碳酸盐消耗

80

选择碳酸盐替代工艺

精确称量碳酸盐

汇总

100

35~55

—— 作者观点仅代表本人,不代表中国纺织建设规划院立场 ——
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