0406110120孙丽艳.docx
《0406110120孙丽艳.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《0406110120孙丽艳.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
0406110120孙丽艳
毕业设计（论文）
（2015届）
浙江纺织品碳足迹测量与纺织行业的可持续发展
学生姓名孙丽艳
学号0406110120
系别服装与艺术设计系
专业班级纺织工程1101班
指导教师王瑾
填写日期2015年4月1日
浙江纺织品碳足迹测量与纺织行业的可持续发展
摘要
在强调可持续发展的今天，气候问题越来越被人们所重视；同时，在低碳经济的影响之下，碳足迹这个名词逐渐成为了热点词汇。
对于碳足迹的研究与讨论，能够帮助企业了解产品的生命周期之中碳排放在各个工艺流程之中的分布情况，从而采取有效的方法来减少产品的碳排放量。
本文对碳足迹的相关概念进行了介绍，并且分析了棉纺织染整过程中的碳足迹，随后提出实际有效的方法减少染整工艺过程中的碳足迹，以达到可持续发展这一最终目的。
关键词：
纺织，碳足迹，染整，可持续发展
textilecarbonfootprintmeasurementofZhejiangandthesustainabledevelopmentofthetextileindustry
ABSTRACT
Intoday'semphasisonsustainabledevelopment,climateproblembecomesmoreandmoreimportantforpeople;Atthesametime,undertheinfluenceoflowcarboneconomy,carbonfootprint,thewordgraduallybecameahotword.Anddiscussiononthestudyofcarbonfootprint,canhelpenterprisestounderstandtheproductlifecycleofthedistributionofcarbonemissionsineachprocess,soastotakeeffectivemethodstoreducecarbonemissionsbyproducts.
Inthispaper,thecarbonfootprintoftherelatedconceptsareintroduced,andanalysesthecottontextiledyeingandfinishingprocessofcarbonfootprint,thenputforwardpracticalandeffectivemethodtoreducethecarbonfootprintintheprocessofdyeingandfinishingprocess,theultimategoaltoachievesustainabledevelopment.
KEYWORDSCarbonfootprint,dyeingandfinishing,sustain
目录
摘要I
ABSTRACTII
1.碳足迹概述1
1.1碳足迹的定义2
1.2碳足迹的评估方法3
2.纺织品染整加工过程中的碳足迹5
2.1棉织物染整加工的基本工艺流程5
2.2染整加工过程中的碳足迹核算6
2.2.1定义分析的目的7
2.2.2确定分析的范围7
2.3以浙江某印染厂为例分析该过程中的碳足迹7
3.浙江纺织品可持续发展的路径11
3.1生产工艺11
3.1.1前处理11
3.1.2染色12
3.1.3印花13
3.1.4整理14
3.2能源的运用14
4.结语15
参考文献16
在2014的十一月份，IPCC公布的第五次的评估报告表明，全球的气温升高已经是既定的事实。
而导致全球气温变暖的主要原因来自于人类的活动。
由于社会经济的快速发展，人们对于自然界的影响正在日趋变大。
若是对于这种情况不加以制止。
全球的生态环境将会更加糟糕。
中国气象局也在今年的3月23号发布了报告，结果表明，改革开放以来，中国的国内的气候也发生了巨大的变化，其变化的程度超过了全球的平均水平，达到了两倍之多。
大量排放的温室气体加剧了全球的环境压力，致使全球的气温升高，这是当下国际社会所面临的巨大的难题。
在这样的背景之下，各国纷纷开始注重发展低碳经济，降低温室气体的排放，减少由于人类活动而给环境法造成的巨大压力。
碳足迹这一名词就是在这样的背景之下产生的。
而在浙江，纺织行业一直都是浙江经济的命脉，是浙江的经济支柱。
但同时，纺织行业也是八大高耗能、高污染的行业之一。
因此，重视纺织行业的发展，顺应低碳经济的发展形势，对于整个行业甚至是浙江省的环境变化都有着极大的推动作用。
1.碳足迹概述
关于碳足迹这个名词可以一直追溯到1996年，最开始，是由Wackernagel和Ress两位学者提出的。
当时文章中所涉及的内容为生态足迹，碳足迹就是由此演变而来的。
在那时，英国的碳信托公司首先将碳足迹定义为用以确定和衡量每件产品或每一项活动的供应链流程步骤中温室气体总排放碳当量的一种明确的方法和技术[1]。
对于碳足迹这个名词，多年来有许多学者都对其做过定义。
而学者ThomasWiedmann所提出的对于碳足迹定义是被广泛接受的。
该学者认为碳足迹的主要来源之一是人类所进行的社会活动所产生的温室气体；另一个来源则是产品生产，即产品从原材料开始，到其生命周期的终结这一整个过程中产生的温室气体的总量。
当然温室气体不仅仅只包括二氧化碳，它还包括了氧化亚氮等一系列会导致全球气温变高的气体，但碳足迹的测算是以二氧化碳的量来表示全部的温室气体量，即其他可以使得全球气温变暖的含碳气体都用二氧化碳来表示。
碳足迹表明人们应对气候变化的决心，帮助个人和组织评估其对环境的影响，同时碳足迹也是参考的基准，有助于评估和减少今后温室气体的排放量，还可为企业的环境报告提供有效的信息[2]。
本文从纺织品碳足迹的角度出发，以某一类纺织品为例，评价其一整个生命周期之中不同工艺流程的碳排放量。
根据得到的结果，分析出该纺织品的工艺流程当中碳排放量较多的环节。
最后结合浙江纺织行业的发展现状，提出实际可行的措施减少纺织品的碳足迹，最终达到纺织行业可持续发展这一最终目的。
1.1碳足迹的定义
碳足迹这一名词的来源与生态足迹有着一定的渊源。
它表示的主要内容是：
人类的各种活动，例如生产和消费这些活动过程中都会排放出气体，而这些气体的排放与外界气候的变化有着一定的关系，在影响到气候变化的气体总量当中占有一定的比例。
与其他的方法进行对比，该方法还是存在一定的差异的。
产品碳足迹的研究，是以该产品的一整个生命周期作为研究的对象，探究其从原料的生产开始，到产品最终被回收这整个过程当中碳的直接排放与间接排放的过程。
但如今，由于产品的种类繁多，再加上测量产品碳足迹的方式局限较多，所以对于碳足迹这一名词的定义，各国的学者的观点还没有得到统一，他们都有着不同的简介，具体的内容如表1所示。
表1碳足迹的定[3]
1.2碳足迹的评估方法
对产品碳足迹进行评估需要使用一定的方法，以及正规的程序来测量产品的生命周期过程中的碳排放量的大小。
从而找到有效降低碳排放量的机会，以减少温室气体的排放，从而实现浙江纺织行业的可持续发展。
对产品的碳足迹进行评估有许多益处。
对于企业来讲，企业在购买原料、原料的使用、原料的检验出仓的过程中都会产生碳足迹。
而如果可以找到温室气体在这些过程中排放的量较大的过程，便有机会减少该过程中的碳排放量，从而减少产品的碳足迹，从而减少企业的成本。
不仅如此，企业减少产品的碳足迹，不仅适应了当下低碳经济的需求，还可以给其他企业树立起一个良好的形象，这对于企业的发展是百利而无一害的。
关于产品的碳足迹，在1990年的国际研讨会上，“生命周期评价”首次被提出。
生命周期评价的主要方式是从产品的生产开始，到成品被使用，直到最后的回收这整个过程之中，原材料的消耗、能源的使用所产生的温室气体的排放。
它首先是先确定产品的生命周期，然后再细化到具体的工艺过程，找出各个工艺工程中的能源的消耗以及温室气体的排放，再根据排放的量进行分析于评价，最后，根据结果找出有效的措施来减少着整个生命周期中的温室气体的排放，从而达到减少产品碳足迹的目的。
评估一个产品的碳足迹，首先要做的是选择一个合适的产品，然后确定它的功能单位。
功能单位是就某一特定产品来说一个有意义的数量，通常设定为该产品被最终用户实际消费的方式。
功能单位是碳足迹评估分析的基础，也是对外通报结果的基础，一般将其设定为一个易于理解并用于实际使用的单位。
以LCA为方法论开展产品碳足迹评估，需要识别产品从原材料，到生产制造，再到最终使用及处置的全生命周期阶段的所有材料、活动和过程、可通过绘制一张过程图来实现和描述[4]。
用生命周期评价来评价一个产品，一般分为一下四个步骤：
（1）目标与范围定义
这是对于某一产品的碳足迹进行评估的第一步，这阶段的主要人物是对于需要研究的产品做一个规范。
在整个阶段之中起着极其重要的作用。
目标定义主要说明进行LCA的原因和应用意图，范围界定则主要描述所研究产品系统的功能单位、系统边界、数据分配程序、数据要求及原始数据质量要求等[4]。
目标与范围定义直接决定了LCA研究的深度和广度。
鉴于LCA的重复性，可能需要对研究范围进行不断的调整和完善。
（2）清单分析
清单分析是对所研究系统中输入和输出数据建立清单的过程。
由于对于产品的碳足迹的测算涉及到许多数据。
因此该过程首先要进行的是收集数据。
然后再根据评估的要求，对得到的数据进行进一步的处理，使得所评估的产品更加具体化地体现出来。
过程主要为产品的模型的建立，然后进行单元过程数据收集，并根据数据收集进行计算汇总得到产品生命周期的清单结果[5]。
（3）影响评价
影响评价的目的是根据清单分析阶段的结果对产品生命周期的环境影响进行评价。
这一过程将清单数据转化为具体的影响类型和指标参数，更便于认识产品生命周期的环境影响。
此外，此阶段还未生命周期结果解释阶段提供必要的信息。
（4）结果解释
结果解释是基于清单分析和影响评价的结果识别出产品生命周期中的重大问题，并对结果进行评估，包括完整性、敏感性和一致性检查，进而给出结论、局限和建议[5]。
2.纺织品染整加工过程中的碳足迹
目前，随着中国经济的快速发展，人们的可支配的资金的数额日渐增加，因此，人们对于物质的需求也进一步提高。
服装行业作为日常消费的必需品，人们对于它的需求已经突破了传统意义上的功能要求。
浙江，作为东部的一个重要的省份，其经济的发展速度一直处于全国的前列，也由此，人们对于服装的消费需求也在逐年增加。
同时，浙江又是中国纺织品的主要生产基地之一，在我国纺织品的出口方面，也占到了极大的份额。
在这样的大背景之下，纺织行业的规模不断地进行扩大。
在纺织行业的整个生产工艺之中，印染工艺所产生的碳足迹占到了整个工艺的70%以上，甚至更高。
本文以棉织物的染整工艺过程为例，探究讨论该工艺过程中的碳足迹。
2.1棉织物染整加工的基本工艺流程
纯棉织物染整工艺的选择，主要是根据织物的品种、规格、成品要求等，可分为练漂、染色、印花、整理等。
练漂：
天然纤维都含有杂质，在纺织加工过程中又加入了各种浆料、油迹和沾染的污物等，这些杂质的存在，既妨碍染整加工的顺利进行，也影响织物的服用性能。
练漂的目的是利用化学和物理机械作用，除去织物上的杂质。
使织物洁白柔软，具有良好的渗透性能，以满足服用要求。
并为染色、印花、整理提供合格的半制品。
纯棉织物练漂加工的主要过程有：
原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光[6]。
染色：
对于染色这一工序，一般来说就是染料与纤维相互接触进而使得纤维着色来达到染色这一目的过程。
或者是利用一些化学反应，在纤维上生成所需要的颜料以达到染色的效果。
在染色的过程当中，还有许多的注意点，其一是温度，染料与助剂在一定的温度下面才能发挥到最大的活性以达到最佳的染色效果。
其二是时间，仅仅是温度还不够，纤维与染料还需要一定的时间相互接触，相互结合。
染液的酸碱度也十分重要。
这极大地影响到了助剂的活性与染色的效果。
达到了以上的要求之后，为使织物拥有良好的色牢度，对织物的染色方法也要进行准确的选择。
一般来说，织物进行染色的方法有浸染和轧染。
竟然就是将织物浸在染液之中，从而使织物中的纤维与染业中的染料相互接触结合，从而大刀染色的效果。
此方法多试用于绳状染色、卷染。
特点就是需要染色的批量较少而且有多个品种多种颜色需要染色。
而轧染除了将织物浸渍与染液中与染料相互接触之外，还使织物通过轧辊。
轧染是先把织物浸渍于染液中，然后使织物通过轧辊，把染液均匀轧入织物内部，再经汽蒸或热熔等处理的染色方法[7]。
这种工艺方式一般使用在需要进行大批量染色的织物。
印花：
印花与染色的原理不同，该方法是将原糊作为载体，借助于原糊的作用使得织物上获得图案的工艺过程。
不同于方法，印花与染色的目的其实是相同的，它都是使织物进行着色的一个过程。
印花的方法有很多，根据其不同的工艺，可以分为一下几种。
直接印花；防染印花：
该方法是先对织物进行印花，然后才是染色。
在用于印花的色浆中含有防止染色染料上染的防染剂；拔染印花是先进行染色然后再完成印花这一流程，在印花色浆中含有拨染剂，拨染剂的作用就是破坏地色染料。
棉织物一般采用的印花方法是直接印花。
整理：
为了使织物获得良好的外观，改善织物的手感，使得织物获得更多的功能，就需要对织物进行整理。
一般来说，整理的方法有化学与物理这两种方法。
对棉织物进行整理，主要是为了是棉织物获得吸湿、透气等优良性能，同时改善织物的手感，使其更适合于服用的要求或符合特殊用途的需要。
棉织物整理方法有机械方法：
包括拉幅、轧光、电光、轧纹以及机械预缩整理等。
化学方法有柔软整理、硬挺整理、增白整理、防缩整理等。
2.2染整加工过程中的碳足迹核算
对于纺织品的碳足迹进行评估研究，大多学者所使用的方法都是利用生命周期评价法。
多年来，许多学者根据一些现有的关于碳足迹核算的规范，已经核算了部分纺织品一个生命周期当中的碳足迹。
目前，在国际上被大多数行业所接受的用于评价产品的温室气体排放的评估标准是由英国标准协会所制定的PSA2050规范。
PAS2050规范是建立在现有的生命周期评估方法的基础之上的。
它可以用来测算产品的一个生命周期之中温室气体的排放，它也是世界上出现的最早的用来盘查碳足迹的标准。
英国，在倡导低碳经济这一方面一直都处于全球的前列。
英国标准协会，作为英国的国家标准机构，为了能够有效帮助企业减少生产生活当中温室气体的排放，从而提高企业的资源利用率，实现企业发展的可持续，在2009年，该协会发布了能量管理体系标准。
目前在世界范围内较为认可的碳足迹测量方法是由英国政府于2008年10月颁布的一项公众可获取的规范，即《商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》（PAS2050），它专门针对产品／服务的碳足迹进行评价[8]。
该规范是由碳基金和英国环境、食品和乡村事务部联合发起，英国标准协会（BSI）为评价产品生命周期内温室气体排放而编制的一套公众可获取的规范。
2008年10月，英国标准协会就发布了全球首个产品碳足迹方法标准——《PAS2050:
2008商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范》。
该规范是由碳基金和英国环境、食品和乡村事务部联合发起，英国标准协会（BSI）为评价产品生命周期内温室气体排放而编制的一套公众可获取的规范[8]。
2.2.1定义分析的目的
对棉织物的生命周期中的碳足迹进行评估研究，可以找出生产工艺过程当中碳排放量较多的阶段。
从而可以根据所达到的数据提出能够降低碳排放量的建议。
从而降低产品的碳足迹，进而实现经济的可持续发展。
2.2.2确定分析的范围
由于纺织品的种类繁多，涉及的工艺过程也不尽相同。
例如棉的染整工艺这一流程，就涉及到了练漂、染色、印花、整理这些步骤。
因此，在进行棉织物的碳足迹研究的过程当中，首先要先确定好进行分析的范围。
然后再根据PSA2050规范，对染整工艺这一过程当中的碳足迹进行评估。
2.3以浙江某印染厂为例分析该过程中的碳足迹
低碳问题是阻碍纺织行业可持续发展所面临的主要问题。
每年，大约有80%的工业废水是来自于纺织行业的。
而这些废水的主要来源就是印染这样工艺流程。
本节以浙江某印染厂一天的能源用量为例。
探究讨论该过程中碳足迹的主要来源。
下图1，图2分别是一天当中棉织物的染整工艺流程当中所要消耗的能量与能源消耗的比重。
图1染整工艺过程中的能源消耗
图2各能源消耗的比重
从以上两张图片可以得出，染整过程当中蒸汽的消耗量最大，达到了65%，因此减少该过程的碳足迹存在着巨大的潜力。
其次是原煤的消耗，由于印染厂使用电锅炉的成本最高，因此许多企业都是用原煤作为燃料，造成了温室气体的大量排放，增加了环境的负担。
电力的消耗也不容小觑，达到了总量的12%。
图3，图4是印染过程当中水资源的消耗量与水资源在染整的各个工艺过程中所占有的百分比。
图3印染工艺过程中一天的用水量
图4各工艺过程所消耗的水资源
由图3可知，染整工艺过程需要消耗掉大量的水资源，需要进行离子交换的软水占有很大的比重，这意味着该过程在消耗掉大量水资源的同时还需要消耗大量的电能来保证软水的供应。
由图4可知，染色、退煮漂、丝光这些过程当中用到的水资源占到了总用量的89%，而这些过程当中需要用到大量的化学物品，致使该过程当中产生大量的废水和废料。
而这些废水、废料的处理会产生大量的温室气体，如图5所示。
废水处理过程中的碳排放量占到了总量的99.63%。
因此，减少染整工艺过程中的水的用量，对于减少产品的碳足迹起着重要的作用。
图5废水、废料处理过程中的碳排放量比重
3.浙江纺织品可持续发展的路径
纺织行业的生产过程之中，尤其是在印染这一阶段要消耗大量的不可再生能源如水电等，同时该阶段还会使用到不同的化学染料，所产生的废水会给环境带来巨大的影响。
纺织行业在浙江为主流产业，与其他地区一样，在给浙江带来经济增长的同时，也对浙江的环境造成了重大的影响。
因此，努力寻找实际可行的方法减少纺织品生命周期当中的碳足迹，在当下显得十分重要。
以下是根据纯棉织物的染整过程中涉及的工艺过程所提出的一些减少碳排放量的措施。
3.1生产工艺
纯棉织物的染整工艺练漂、染色、印花、整理等阶段都需要消耗大量的水，燃料和化学用品等资源。
因此，对于纯棉织物的印染行业，针对其染整工艺过程，寻找出能够减少对环境影响，实现经济的可持续发展的方法，在当下显得十分重要。
下文将对纺织品的染整工艺过程当中的，能够有效减少环境影响的一些措施做简单的介绍。
3.1.1前处理
棉纤维作为天然纤维在其生长的过程当中会使用到杀虫剂、除草剂等必要的一些化学药品。
而这些药品也会残留在棉纤维上，随着后续的退浆、煮练等加工过程，会从棉纤维上脱落。
这些化学品的存在，从一定的程度上也会影响到当地的土质以及棉纤维的质量。
面对这个问题，可以通过改变化学品的性质来解决。
另一种解决的方法是种植具有抗虫性能，从种子到农产品全天然无污染的有机棉。
它可以有效减少降低等肥料对于土地质量的影响。
多年来，许多学者致力于棉织物的节能研究。
9月24日，由中国纺织工业联合会科技发展部、中国印染行业协会、中国家用纺织品行业协会、纺织之光科技教育基金会联合举办的“棉织物低温连续练漂工艺”现场推广活动造山西省永济市举行。
“棉织物低温连续快速冷堆练漂工艺技术”研发了高效分散、乳化、渗透、稳定的快速低温练漂助剂；实现了棉织物的高效低温连续一浴一步法退煮漂工艺，为促进纺织染整实现节能降耗进行了有益尝试，取得了显著的成效。
经鉴定，该项技术已达到“国际领先水平”[9]。
据山西彩佳印染有限公司董事长柴化珍介绍，棉织物低温连续练漂工艺较之常规冷堆工艺，其堆置时间从12~24h减少到75~90min；较之常规两步法气蒸工艺，使传统练漂工艺温度由100℃降低到40℃，耗汽，耗水及化学用品量均减少50%以上，耗电量减少40%以上；克服了传统冷堆工艺效率低和连续气蒸工艺能耗高的弊病，练漂污水pH值由12降至7~8，COD总量降低60%以上[9]。
这使棉织物的节能印染走向了新的高峰。
3.1.2染色
天然染料，顾名思义，这些染料就是来自于大自然。
主要来源包括植物、动物和矿物质。
一般情况下，天然染料多来自于植物。
植物的根、茎、叶及果实是都可用于提取植物染料。
相对于植物染料拥有的广泛来源，动物染料的数量就相对少了。
虽然自然界中动物的种类繁多，但是能够用于提取染料的是少之又少，一般来说，一些贝类动物是主要的来源之一，而有些是来自于胭脂虫体内提取物。
而矿物染料多为无机物，它主要从一些有色的矿物质中提取而来。
随着人们对于天然染料的进一步研究。
一些结果显示，微生物产生的色素同样具有染色效果，微生物也将会作为天然染料的来源之一。
虽然天然染料的来源相对于化学染料而言更加清洁，但是在使用的过程当中，需要和媒染剂一起使用才能固着在纤维上，其原因是天然燃料中的大部分染料对纤维没有亲和力活间接性，这些染料属于媒染染料，如茜草、苏木、胭脂红等。
常用的媒染剂为金属氧化物或金属盐，如铝、镁的氧化物等。
茜素在用铝盐处理过的棉纤维上可染得红色，而采用氧化铁作为媒染剂时，可染得紫色和黑色。
从苏木中提取的苏木精用氧化铬作为媒染剂，可染得黑色，称为苏木黑。
也有部分的染料对纤维具有直接性，不需要媒处理，可直接对纤维进行染色[10]。
由于多数天然燃料对纺织纤维没有亲和力或直接性，需要和媒染剂一起使用才能固着在纤维上，同时由于天然纤维染料的耐光牢度和耐水洗牢度较差，色泽鲜艳度不及合成染料，因此合成染料出现后，天然染料在纺织纤维上的应用越来越少。
但由于合成染料在生产和使用的过程中会污染环境，某些合成染料甚至对人体具有过敏性和致癌性，而天然染料与生态环境的相容性较好，可生物降解，毒性较低，无过敏性和致癌性，而且生产原料可以再生，因此天然染料现在由重新引起人们的重视。
在强调经济可持续发展的今天，天然染料由于来源比较广泛、绿色环保的特点受到了许多环保机构的亲睐。
但是，由于天然染料大多来自于绿色植物，植物的生长满足不了人们对于天然染料的日渐需求，而大量使用天然染料不仅会造成植被覆盖的下降，其提取过程中也要消耗大量的能源。
特别是矿物染料，其提取过程还会产生许多废弃物。
针对天然染料的这种性状，可以尝试对天然染料的性能进行化学改性，使其能够直接对纤维进行着色，而又不会对于工艺过程造成巨大的经济负担，这仍需要许多学者的共同努力。
一些染料生产的巨头公司，将石油作为合成染料的生产原料。
所生产的染料经过严格的试验，保证其不会对人体产生过敏性或致癌性，使其符合相关机构所制定的规范。
同时，在保证染料安全的前提之下，该种染料在车间中使用的过程当中，还要严格要求工人的操作规范，使得染料的使用人员尽量少接触或者不接触染料，以减少对于车间工人的身体所造成的伤害。
对于偶氮染料,在许多的染料生产之中多种芳香胺都已被禁用；许多商家也在致力于推广使用无金属染料。
对于天然纤维，例如棉，一般采用的都是小浴比。
寻找有效的方法减少浴比，不仅可以减少生产过程当中电解质和水的用量，同时还可以缩短工艺过程。
冷轧堆染色具有设备简单、匀染性好、能耗低、染料利用率高的特点，与传统工艺相比，更加节能环保。
3.1.3印花
以棉织物的活性染料转移印花为例。
纤维素纤维染色和印花最为常用的一类染料是活性染料，由于它是离子性染料，很难升华转移。
所以，研究活性染料在湿态下的转移印花备受关注。
丹麦的Dansk与
升级会员 