印染厂成本管理中的技术改进


【导读】印染厂当前面临环境压力和利润空间小的困境,必须对染色成本进行合理控制,提高管理水平。文中分析了染色工艺的技术改进(前处理、染色、后整理);加工过程中各工序和设备的热能回收与利用;污水处理与处理成本控制;增强自动化管理,降低劳动力成本;染化料的成本控制与管理;染厂ERP信息技术管理等具体措施,以提高染厂竞争力。

 

近几年印染厂面临的形势非常严峻,生产成本越来越高,竞争压力越来越大。造成这种现状的主要原因有:一是劳动力成本越来越高,招工难,用工问题将是企业以后面临的重要问题之一;二是市场经济下,纺织业的格局发生了变化,东南亚国家纺织业崛起,中国的大量订单慢慢流向越南、印度等国家;三是国内人民币不断升值,影响了外销订单企业的利润;四是政府对碳排量的限制,对排污的控制和排污标准的提高,2013年排污标准从原来的500 mg/kg提高到200 mg/kg,使得许多印染企业节能减排压力增大。面对这些压力,染厂需要考虑如何生存和发展。

 

(1)有实力的企业首先要考虑从产品出口转为资本出口,利用目前东南亚国家的资源和税收政策的优势,把生产工厂转移到国外,国内工厂作为研发中心。

(2)要从企业内部着力,不断开发新产品,提升产品档次和附加值,加强内部管理,最大限度降低生产成本。企业抓“二个中心,一个基本点”,即对外以顾客为中心,对内以员工为中心,一个基本点是成本控制。

(3)创建自己的品牌。

本文从前处理、染色、后处理、能源回收利用、污水管理、自动化管理、染化料成本管理以及染厂信息技术管理等方面,提出一些成本管理的建议,供染厂参考。

 

1 工艺技术改进及成本管理

化验室是染厂的关键部门,化验室的成本管理、染色技术员的成本意识,决定着整个染厂的成本控制。染料、助剂的选用,直接关系到染化料助剂的成本,通过染色工艺的改进和创新,减少染色过程中汽、电、水的耗用,也可以降低生产成本。所以,要控制染厂的成本,首先就要从化验室的成本管理抓起。

 

1.1 前处理工艺技术改进

1.1.1低温练漂技术

冷轧堆练漂虽然冷堆练漂的时间会比较长,但不需要用蒸汽,节省了蒸汽成本。

煮练酶利用纤维素煮练酶,在50~60℃温度下进行煮练,代替原高温98℃煮练,节省了蒸汽,而且应用煮练酶可减少污水处理的负担。

1.1.2低温氧漂技术

通常双氧水的氧漂温度要在95℃以上,而采用低温氧漂助剂在60~70℃即可以起到漂白作用,节省了能源,减少了氧漂引起的损耗。

1.1.3低温真丝精练技术

常规真丝精练温度是90~95℃,低温精练是用精练蛋白酶在55℃的温度下精练脱胶,节省了蒸汽,同时也防止了高温精练对真丝造成的灰伤,还减少了污水处理的压力。

 

1.2 染色工艺技术改进

染色工艺技术的改进、创新和管理对成本控制起了很大的作用。

 

1.2.1精练除油、染色一浴法工艺技术

对化纤类产品(如锦纶、涤纶等)和一些再生纤维素纤维类产品(如天丝、莫代尔等),无需氧漂,只需精练除油即可,可以考虑精练除油与染色同浴进行。

工艺流程:精练除油→水洗→染色。

同浴工艺把上面三道工序合成了一道工序,节省了二道水,节省了精练用的蒸汽和电耗,减少2/3的排污量。

 

1.2.2活性染料低温染色工艺技术

棉和再生纤维素纤维活性染料染色通常在60℃中温下进行,有时在80℃。目前,低温染色的活性染料主要有二类,一是40℃染色,如上海安诺其的L型活性染料;另一是常温活性染料冷堆染色,虽时间较长但节能减排,成本降低。

 

1.2.3 纤维素纤维与锦纶交织面料的一浴染色工艺

棉或再生纤维素纤维/锦纶类面料一浴法染色工艺,活性染料的选择是关键。需选用高温型中性固色的活性染料,如日本化药的CN型活性染料、上海雅运的NF型活性染料、上海安诺其的N型活性染料,以及安诺其新研发的NC型活性染料。这些中性固色的活性染料在无碱或低碱条件下可以上染纤维并固着。

传统工艺流程:精练氧漂→热水洗→酶除氧处理→水洗→染棉→热水洗→酸中和→皂洗→水洗→染锦纶→热水洗→水洗→后处理(功能性处理和柔软处理)→出缸。

一浴法染色工艺流程:精练氧漂→热水洗→酶除氧处理→水洗→棉/锦纶同浴染色→热水洗→水洗→后处理。

染色工序从原来13步减至8步,缩短染色时间,减少蒸汽用量,节水达38.5%,减少排污38.5%。

 

1.2.4 涤/锦/氨组分面料的一浴染色工艺技术

常规工艺流程:精练除油→染涤纶→水洗→还原清洗→水洗→染锦纶→水洗→后处理。

改进工艺流程:精练染涤染锦纶同浴→水洗→60℃皂洗→水洗→后处理。

染色工序从8步减少到5步,缩短了染色时间,减少了蒸汽用量,节水达37.5%,减少排污37.5%。

 

1.2.5涤纶/锦纶/纶多组分面料一浴染色

常规工艺流程:氧漂除油→水洗→酶处理→染涤纶→水洗→还原清洗→水洗→染棉→中和→皂洗→水洗→染锦纶→水洗→后处理。

一浴法染色工艺流程:氧漂除油→水洗→酶处理→涤/棉/锦同浴染色→水洗→60℃皂洗→水洗→后处理。

一浴法染色工序从常规的14步减少到8步,缩短了染色时间,减少了蒸汽用量,节水达42.8%,减少排污42.8%。

1.2.6阳离子改性涤纶与锦纶交织面料一浴染色

常规工艺流程:精练除油→水洗→阳离子染料染改性涤纶→水洗→60~80℃皂洗→水洗→_弱酸性染料染锦纶→水洗→80℃皂洗→水洗→柔软处理。

一浴法染色工艺流程:精练除油、染改性涤纶、染锦纶同浴→水洗→60~80℃皂洗→水洗→柔软处理。

一浴法染色工序从常规的11步减少到5步,缩短了染色时间,节水达54.5%,减少排污54.5%。

1.2.7腈纶/锦纶交织面料的一浴染色

参考l.2.6节工艺。

1.2.8腈纶/粘胶/锦纶/氨纶多组分面料二浴染色

常规工艺流程:精练除油→水洗→染腈纶→热水洗→腈纶皂洗→水洗→染粘胶→水洗→中和→皂洗→水洗→染锦纶→热水洗→水洗→后处理。

中深色短流程工艺:精练、染腈/锦同浴→热水洗→皂洗二次→水洗→染粘胶→热水洗→皂洗→水洗→后处理。

改进后染色工序从常规的15步减少到9步,缩短了染色时间,减少了蒸汽用量,节水40%,减少排污40%。

1.3 后整理工艺

染色后处理主要是指染色后的皂洗、固色等,以及柔软、抗菌、护肤等功能性整理。

 

1.3.1酶皂洗工艺技术

活性染料染色后的皂洗一般需在95℃进行,而采用皂洗酶只需在50~60℃的条件下,减少蒸汽成本,且酶皂洗对污水处理的压力也小。

1.3.2锦纶面料染色/固色同浴技术

通过锦纶固色剂和恰当的固色工艺,可以将染色与固色同浴进行。锦纶染色结束后降温到80℃,加锦纶固色剂,调节pH值,固色处理l5~20 min。由于免除了单独固色升温到80℃所用的蒸汽和时间,降低了固色成本。

 

1.3.3功能性处理

许多面料需要进行各种功能性整理,如抗菌整理、吸湿排汗整理、芦荟整理、远红外整理、凉感整理和防紫外线整理等。这些整理剂价格较高,处理成本会相应提高,可以考虑处理脚水的重复回用,只要补加20%~30%的整理剂和少量水,就可以重复回用3~4次,减少整理剂用量70%~80%,大大降低了处理成本。

 

2 蒸汽、热能回收与管理

2.1 蒸汽余热的回收利用

印染厂所用的设备,如练漂设备、染色设备、印花设备、汽蒸箱、烘箱、定形机等,都依赖蒸汽。目前,这些设备在加热过程中产生的多余蒸汽、冷却水、冷凝水都是直接排出,浪费严重。通过管路串联,收集疏水器中多余的蒸汽、冷却水、冷凝水(收集的热水温度约在70℃),可回用于染色后的热水洗.皂洗、固色等达到节水节能的目的。

染色后的热水洗温度一般为60℃,皂洗和固色温度一般为80℃,若蒸汽不加回收,约有20%的热能和10%水资源浪费。通过上述改进的回收装置,利用这些热能和水资源,无需再用蒸汽将冷水升温到60~80℃,节省了升温所用的时间,节能、节水、减排,降低了成本。

 

2.2 污水热能的回收利用

染色后排出的污水温度通常为50~60℃,有的染厂染涤的污水温度可高达90℃,因此通过热交换器,可以将高温污水的热能转移到染色用的清水中。目前该热转换率可达到90%以上,即10℃的染色用水通过50℃污水热交换后,可升温到45℃以上,而污水温度可以从50℃降至20℃以下。这样既节省了染色用水从10℃升温到45℃所用的蒸汽,又可在污水处理时减少降温处理成本。

 

2.3 染色脚水的重复回用

对间歇式染色设备,如散毛染色、筒子纱染色、无缝内衣、袜子染色等浸染设备,在进行煮练、氧漂、精练除油、增白、活性染料染色和各种功能性整理后,可以回用脚水。具体做法:染同样产品的两台染色设备,一台染色设备处理后的脚水通过泵打入处理设备上方同样大小体积的容器中,该染色设备接着进行下道工序,上方容器中的脚水放入另一台染色设备中,添加一定量助剂后重复第一台的处理工序。一般处理脚水可重复回用3~4次,既节省了处理所用的染化料和处理时间,又节省了升温所用的蒸汽,节约了能源。

 

2.4 染色机尾气的回收利用

染缸在间接加热时,会有多余的蒸汽、冷凝水以及降温时的冷却水从疏水器中排出,一般情况下这些多余蒸汽、冷却水、冷凝水被直接排走。通过疏水器,可以将多余的蒸汽转变为热水,与冷却水、冷凝水一起输送至l m高的储水桶,将疏水器中的冷却水、冷凝水连接到染色机边上的储水桶里收集,用于后续工序的热水洗、皂洗、固色等,从而起到节汽、节水、减排的作用,降低了成本。

 

2.5 染色机热汽的回收利用

常温常压染色机在加热到80℃以上时,染缸中开始产生蒸汽,水蒸气一般直接散发到空气中,造成染色车间环境温度上升,影响生产工作环境。将这些散发到空气中的水蒸气收集起来回用于染色,可回收不少热能。可在染色机与染机盖之间加橡皮密封条,在染色机的顶部打开一处出汽口,并连接到储水桶中,在储水桶中放满冷水,将出气管通入冷水中。当染色加热温度超过80℃后,染机中产生的热汽通过热汽回收管至储水桶中,预加热加料桶中冷水,用于后续热水洗、皂洗、固色等工序。此方法可节省10%左右的蒸汽,且改善了染色车间的工作环境。

 

2.6 滚筒式烘干机热能的回收利用

立式滚筒烘干机在作业时,会有部分热空气直接散发到空气中,造成能源浪费,并影响环境。通过设备改进,将散发的热能回收用于产品烘干。具体做法是,在散热器上加一个热能回收罩子,通过一个鼓风机,将回收的热气吹至烘箱中的滚筒内,对产品进行烘干,可以回收利用散发的20%~30%的热能,同时还减少了30min烘干时间。

 

3 污水管理及污水处理成本控制

3.1 污水管理

2013年污水排放提标后,污水处理问题已成为印染厂的一大难题、要降低污水处理成本,污水处理方案必须根据染厂的产品结构及染色工艺来确定。

3.1.1染化料的选用

污水处理不单是印染厂的事情,还需得到染料、助剂生产企业的支持和帮助。化工企业在生产染料、助剂时要考虑所生产的产品是否环保,是否含有害物质,是否会对印染厂后续的污水处理带来困难。印染厂在选择染料、助剂时,不仅要考虑产品的质量和稳定性,还需考虑这些染化料产生的污水排污指标情况,要求COD尽可能低,色度和氨氮值小等。

3.1.2污水处理系统要符合产品结构及染色工艺情况

目前染厂主要的产品生产工艺为:用活性染料染棉及再生纤维素纤维产品,用弱酸性染料或中性染料染锦纶产品,用分散染料染涤纶产品,用阳离子染料染腈纶或阳离子改性涤纶。染厂在设计污水处理方案时,需考虑工厂目前加工产品的结构。比如,染厂以染锦纶为主,污水呈酸性,COD不是很高,电解质含量少,生化处理时要加一定量的碱,如果处理得好,不经过反渗透膜处理就可以回用。如果染厂以染棉为主,污水呈碱性,电解质含量很高,污水处理时所加药剂就要相应地调整,一般要经过反渗透膜处理才能回用。

3.1.3清浊分流

清浊分流可减小污水处理成本。清浊分流是根据污水情况,分开进行管理和处理,分离出相对清洁的污水,处理较容易,使处理成本降低,而且处理后还可以回用于染色后的水洗、皂洗。

3.1.4分污分流

分污分流是将不同产品染色后的不同污水进行分开处理,减少因不同产品污水混合后的处理难度,降低污水处理成本。

3.1.5污水处理设备的定期保养

染厂污水处理能否正常运行,关键在于污水处理设备的维护和保养。比如,RO(反渗透)膜和过滤器的维护和保养,污水池的定期清理,气浮池的及时清理,中间水池的定期清洗,生化池中细菌的定期饲养驯化。以上这些都是降低COD最有效、成本最低的有效举措。

 

3.2 污水处理成本控制

污水处理成本主要是处理药剂的成本和运行成本,运行成本包括设备维护成本、电费、人工成本和污泥处理成本等。

综上,污水处理要在符合排放标准的前提下,尽量减少药剂成本,要采用合理的污水处理工艺和处理流程,从而减少污水处理成本。

 

4 增强自动化管理,降低劳动力成本

染色全过程采用自动化技术主要有以下几方面。

4.1 染色设备的中央集控管理

只需很少员工即可监控车间所有染色设备的运行情况,如温度、压力、pH值、进程等。如果发现某染缸有异常情况,即时派人检查维修,无需每台设备都配有专人监控,也可避免现场操作失误或更改工艺的情况,可大大减少车间的劳动力成本,稳定染色工艺,提高染色产品的质量。

4.2 染化料自动称量和自动配送系统

染化料助剂的自动称量和自动配送系统分为两部分,一是固体物,如染料、元明粉、纯碱等的自动称量和自动配送;二是液体助剂的自动称量和配送。将实验室染色配方电脑与自动称量和自动配送系统联接,将开具染色配方、称料、送料、染色串联在一起,可大大减少劳动力成本,缓解用工难。

 

5 染化料的成本控制和管理

5.1 正确合理选用染料助剂

染料、助剂的选用要根据颜色、面料以及客户对颜色性能的要求来选择。例如,分别用兰纳洒脱黑B和依利尼尔黑A-MR染同样深度的锦氨包芯纱面料,结果兰纳洒脱黑8染得的黑色面料洗涤牢度只有2~3级,而用依利尼尔黑A-MR染得的黑色面料有4级,而染料价格后者相对便宜。这主要是因为兰纳洒脱黑B对氨纶的沾色要比依利尼尔黑A-MR严重,从而影响了其在含氨纶的锦纶面料上的色牢度,但其在纯锦纶面料上的色牢度很好。所以生产实践中,在选用染料、助剂时要进行多次试验,分析面料的组分和结构,还要结合染色工艺综合考虑。笔者曾在一个染厂看到,锦纶固色用日产的固色剂555,固色后牢度很好,但对于锦纶包氨纶的面料色牢度不佳,因为氨纶沾色严重。通过在染色中加入氨纶沾色防止剂,再改用501固色剂,用量只需l.5 g/L,色牢度大大改善。

5.2 特殊助剂脚水的回收利用

一般的助剂无需回收利用,但对一些价格较高的特殊功能处理剂(如吸湿排汗整理剂、芦荟整理剂、抗菌消臭处理剂、芳香整理剂、凉感整理剂和热感整理剂等)进行回收利用,可以降低助剂成本。经过多次试验发现,下一缸功能整理时只要补充20%~25%的整理剂,处理结果能基本保持一致,一般可以回用3~4次,对白色或浅色回用的次数更多。例如,某产品进行芦荟护肤整理,芦荟整理剂价格为500元/kg,处理100 kg内衣产品,芦荟整理剂的用量是3%(omf),处理一缸产品,芦荟整理剂成本为1500元,则4缸助剂成本为6000元,如果脚水回用4次,助剂成本即为:

1500+3×(1500×25%)=2625元

可节省助剂成本3375元,同时也减少了3/4的排污,减少了污水处理费用。

 

6 染厂信息技术管理

6.1 染厂的ERP技术应用

印染厂的ERP管理包括:生产现场的生产管理、数量管理、印染产品的质量管理、颜色管理、颜色缸差管理、自坯仓库管理、成品仓库管理、车间排缸管理、染料助剂管理、工艺管理、染色配方管理、电脑中央控制管理、人员及工资管理和行政管理等,每个环节都要做到标准化管理。印染厂ERP管理除生产现场管理外,还体现在ERP技术管理。ERP技术管理可分为配方管理线和中央控制管理线。

6.1.1配方管理线

测配色管理系统→实验室自动滴液样品试验→染色配方管理中心→染料的自动称量系统和自动传送系统、助剂的自动称量系统和自动传送系统、染料和助剂的用量统计和成本核算。

6.1.2中央控制管理线

中央控制管理线包括:监控车间所有染色设备的运行情况和工艺参数的变化情况;进行染色工艺的数据传送和修改,以利于统一染色工艺;染色工艺曲线的历史记录和分析,便于染色工艺的改进和优化;控制自动排缸运行,产量统计和记录;稳定染色工艺,确保生产有序顺利进行。

印染厂的ERP管理有利于生产计划有序进行,有利于生产线各种数据的统计以及数据的准确性,有利于染料助剂的成本核算,有利于稳定染色工艺,稳定缸差,提高染色产品的质量,有利于减轻劳动强度,减少劳动力成本。

6.2 电脑和信息技术的应用

化验室要建立电脑测配色系统,以节省染色打样时间,提高打样效率;还需建立染料、助剂的全自动滴液系统,以提高配制染液浓度的准确性,节省时间,减少打样人员,降低试验成本。