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新技术实现零排放 纺织品染色无需再用水

发表时间:2021-01-06 21:05

无水染色,学名超临界流体无水染色技术。

在超临界状态下,超临界流体处于半液气状态,这使得超临界流体既具有液体的溶解能力,又具有气体的扩散能力。在超临界流体无水染色工艺中,超临界流体即可以溶解染料,又可以轻易地渗透至纺织品内部,完成染料溶解→吸附→上染的工艺过程。

今天,就来了解一下无水染色技术的历史与发展。

一、无水染色的技术背景

传统的染色工艺都是以水为载体,每染色1Kg织物大约要耗费80-100L水,全球水资源的危机和环保意识的加强,如何少水和无水染色是染整研究的重要方向。因此,无水染色技术值得整个染整行业所关注。

利用超临界流体的半液气状态,即可以溶解染料,又可以轻易地渗透至纺织品内部,完成染料溶解---吸附---上染的工艺过程,消除了传统水染色工艺的主要缺点,将染色周期从数小时缩短到数十分钟,同时实现“零”排放,环保而且高效。这是即发集团创新“科学—技术—工程—产业-市场”全链条产业化模式,自主研发纺织材料超临界CO2无水染色技术产业化应用的效果并成为世界首条且**的智能化无水染色产业化生产线,经济和生态效益巨大。

  近日,中国工程院院士俞建勇到位于青岛即墨区的即发集团调研纺织用聚酯材料超临界CO2无水染色产业化生产示范线项目时表示,该企业无水染色示范线的建设运行,标志着我国无水染色工艺技术日渐成熟并产业化实现重大突破。

  目前,我国纺织废水年排放量为25亿吨(约230个西湖水量),其中印染废水排放量为20亿吨,由于传统印染对水资源的依赖和废水排放造成的环境问题,制约着该行业的可持续发展。因此,亟需研发一种少水或无水染色技术,从源头上解决印染行业发展的瓶颈问题。早在2014年,即发集团通过产学研合作开始了超临界CO2无水染色技术的产业化研究与应用,不断改进完善无水染色技术,解决了设备、工艺、检测等多项影响产业化生产的关键技术问题,攻克了专业部件的瓶颈,实现了“科学—技术—工程—产业-市场”全链条产业化模式及设备的连续正常运行。2017年开始了世界首条1200L拥有自主知识产权的无水染色产业化示范生产线的建设,实现了设备连续正常运行,实验出适合聚酯筒子纱超临界CO2无水染色的多支染料,现已申请30余件专利,为产业化应用奠定了坚实的基础。

  纺织用聚酯材料超临界CO2无水染色项目的技术原理是把染料与被染物分别置入染料釜和染色釜内,染色时,通过加热加压系统将液态CO2转变为超临界状态后,进入染料釜中与染料充分接触;超临界CO2流体通过装有被染物的染色釜,实现染料的吸附、扩散、固着过程;多次循环后,最终完成染色。染色后,CO2经过减压,在分离釜中与未上染的染料分离,多余染料留在分离釜中,CO2通过冷凝器液化,回收至贮罐中循环利用。即发集团副总经理万刚介绍,纺织用聚酯材料超临界CO2无水染色技术产业化项目的实施符合国家“十三五”规划,属于国家重点支持的高新技术领域,对于全面推进节约型社会建设、创建资源节约型和环境友好型企业,大力发展高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺及装备有积极的推动作用。

无水染色技术的原理

将CO2加热加压到既非气体也非液体的超临界流体状态,由循环泵打压到染料罐和染色罐之间不断循环,超临界CO2流体边溶解染料边为织物上染。染色条件是20~30MPa,80~160℃,染色时间1h左右,染色完成后剩余染料和CO2均可回收并循环使用。
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