Đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ và vật liệu hóa dệt Thiết kế nhà máy Nhuộm và hoàn tất dải vải đàn tính PolyamitElastan với công suất 50 triệu métnăm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN DỆT MAY – DA GIẦY & THỜI TRANG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VÀ VẬT LIỆU HÓA DỆT o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (TEX5913) Đề tài: Thiết kế nhà máy Nhuộm hồn tất dải vải đàn tính Polyamit/Elastan với cơng suất 50 triệu mét/năm Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Ngọc Thắng Sinh viên thực : Bùi Thị Thoa MSSV : 20133784 Lớp : Cơng nghệ Nhuộm & Hồn Tất K58 Hà Nội, 2017 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PA/EL : Polyamit/elastan ngh : Nghìn đồng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chuyên đề đồ án tốt nghiệp trước hết em xin gửi đến quý thầy,cô giáo viện Dệt may-Da giày & Thời trang Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội lời cảm ơn chân thành Đặc biệt, em xin gởi đến thầy Nghuyễn Ngọc Thắng người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hồn thành chun đề đồ án tốt nghiệp lời cảm ơn sâu sắc Đồng thời nhà trường tạo cho em có hội thưc tập nơi mà em yêu thích, cho em bước đời sống thực tế để áp dụng kiến thức mà thầy cô giáo giảng dạy Qua công việc làm chuyên đề em nhận nhiều điều mẻ bổ ích để giúp ích cho cơng việc sau thân Vì kiến thức thân cịn hạn chế, q trình tìm hiểu, hồn thiện chun đề em khơng tránh khỏi sai sót, kính mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Bùi Thị Thoa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ dệt may ngành quan trọng nhiều nước phát triển Trong năm gần , ngành Dệt may nước ta không ngừng phát triển có vai trị quan trọng q trình cơng nghiệp hóa đất nước Ngành Dệt may nước ta khơng đáp ứng nhu cầu nước, giải lao động đặc biệt mang nguồn thu ngoại tệ nhờ xuất Xu hướng phát triển yêu cầu ngành dệt may nước ta hội nhập kinh tế quốc tế tạo chất lượng hiệu xuất khẩu, đem lại giá trị gia tăng thật cho ngành cho kinh tế Một nhiệm vụ phải tìm vật liệu dệt may đáp ứng nhu cầu ngày cao người tiêu dùng Các loại xơ sợi nhà khoa học tìm tịi nghiên cứu nhằm đưa thị trường sản phẩn đáp ứng yêu cầu khắt khe người tiêu dùng Điển hình loại xơ, sợi tổng hợp nhân tạo có xơ, sợi elastan có độ đàn hồi cao, có khả phục hồi nếp gấp lớn, dễ pha trộn với vật liệu khác cotton, polyester, polyamit…vv nguồn nguyên liệu cung cấp cho ngành may mặc Polyamit sản xuất khoảng triệu năm đóng vai trị xơ dệt phổ biến thứ ba sau polyeste bông, polyamit có nhiều ưu điểm so với xơ sợi khác, đặc biệt tính đàn hồi, co giãn cao độ bền học chúng Polymit pha trộn với xơ elastan vật liệu dệt số thương vụ phục vụ phục trang kín đáo sang trọng bùng nổ quần áo bơi, tắm Nắm bắt nhu cầu thiết yếu sản phẩm dệt từ vật liệu polyamit elastan đồ án em lựa chọn mảng nhỏ ứng dụng loại vật liệu với tên đề tài là: “Thiết kế nhà máy Nhuộm xử lý hồn tất dải vải đàn tính với cơng suất 50 triệu mét/ m” Nội dung đồ án chia thành phần bao gồm: - Chương 1: Tổng quan dải vải đàn tính thị trường tiêu thụ Chương 2: Cơ sở thiết kế Chương 3: Tính tốn thiết kế Chương 4: Tính tốn kinh tế - Tính tốn kỹ thuật bố trí mặt nhà xưởng Chương 5: Chuyên đề xử lý nước thải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DẢI VẢI ĐÀN TÍNH VÀ THỊ TRƯỜNG TIÊU THỤ 1.1 Dải vải đàn tính phạm vi sử dụng [1] Những năm 1920 công ty cao su Mỹ bọc sợi filament cao su với sợi bọc đưa vào sử dụng ngành cơng nghiệp dệt, có nhiều hạn chế ứng dụng tính đàn hồi, độ mảnh sợi, dễ bị lão hóa chịu tác động nhiệt độ, mồ hôi, loại mỹ phẩm dành cho da dung dịch giặt tẩy Quá trình tổng hợp xơ đàn hồi polyurethane xuất thị trường trình diisocyanatepolyaddition phát triển O.Bayer, H.Rinke cộng phát minh vào năm 1937, với nghiên cứu xơ tổng hợp Polyurethane phân tử cao sản xuất thành cơng Sau nhà khoa học DuPont Joseph C Shivers phát minh sợi spandex DuPont vào năm 1959 sau thập kỷ nghiên cứu Sợi elastan (Polyurethane PU) hay gọi Spandex (Lycra, đặt Dupont) thường xuyên sử dụng hàng may mặc phụ nữ nam giới, áo khốc ngồi đồ thể thao Spandex Lycra (polyurethane hóa học) trở thành phổ biến lên gần lựa chọn cho trường hợp cần tính chất đàn hồi, dễ dàng pha trộn với sợi khác bông, len, lụa trộn lẫn với xơ nhân tạo khác polyme nylon, polyester… Sợi elastan pha trộn với sợi tự nhiên nhân tạo khác bông, len, lụa, vải lanh tạo vải đàn tính có trọng lượng nhẹ so với sợi cao su Và không giống sợi cao su, sợi elastan không phá vỡ với việc tiếp xúc với loại dầu thể, đổ mồ hôi, thuốc nước chất tẩy rửa Hơn loại xơ sợi khác, xơ đàn hồi elastan đa đóng góp vào việc cải tiến mẫu, mốt thời trang, tạo cảm giác tự vận động thoải mái lúc mặc ôm chặt chỉnh hình thể thon gọn Cho đến sợi đàn hồi sử dụng hầu hết để nâng cao thoải mái hàng dệt kim tính chất may mặc khác Trong năm gần đặc biệt quần áo mặc bó bao gồm áo nịt, quần áo chỉnh hình, đồ mặc ơm sát thể đáp ứng đòi hỏi thị trường quốc tế Mặc dù chiếm tỷ trọng nhỏ (0.09%) tổng số xơ sợi tự nhiên hóa học, song ngày nay, xơ đàn hồi sử dụng nhiều sản phẩm dệt may Các loại elastan có màu suốt để thuận tiện cho việc nhuộm màu, pha trộn với loại xơ khác Các lĩnh vực sử dụng sợi elastan My, Tây Âu toàn giới sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A Bảng 1.1 Các lĩnh vực sử dụng sợi elastan Mỹ, Tây Âu toàn giới năm 1999 Mỹ (%) Tây Âu (%) Trên giới (%) Hàng dệt kim 20 28 18 Đồ mặc lót 20 15 Quần áo bơi 20 15 17 Quần áo thể thao 10 15 30 Vải mặc 18 12 Giầy dép 6 Dây đeo 12 Vải khơng dệt Nhìn chung giới, sợi đàn hồi sử dụng chủ yếu lĩnh vực quần áo thể thao, đồ lót, vải mặc ngồi, vải khơng dệt, sau đến dây đeo giày dép Có thể thấy dây đeo dạng dây vải chiếm tỷ trọng khơng nhiều có xuất thị trường Một số dạng thường gặp dây vải mà đời sống bắt gặp như: dây đeo đồng hồ, dây quai túi sách, đai áo áo lót, dây thắt an tồn cho ô tô, máy bay 1.2 Phân loại dải vải đàn tính [2, 3] a, Ribbon [2] Ribbon dải vật liệu mỏng, điển hình vải plastic đơi kim loại, chủ yếu sử dụng làm trang trí ràng buộc buộc Vải ruy băng làm từ vật liệu tự nhiên lụa, nhung, bông, đay vật liệu tổng hợp, polyester, nylon, polyproylene Ribbon sử dụng cho vơ số hữu ích, trang trí, tượng trưng cho mục đích Các văn hố giới sử dụng ribbon tóc, xung quanh thể, làm đồ trang trí cho động vật, tịa nhà bao bì khơng phải người Một số loại vải phổ biến dùng làm băng vải satin, organza, lụa, nhung…được thể bảng 1.2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A Bảng 1.2 Một số mặt hàng ribbon đàn tính [3] STT Loại vải Khổ vải Trọng lượng (mm) riêng (g/m) Kiểu dệt Thành phần Dệt thoi 98% PET, 2% elastan 25 10 Dệt thoi 90% Cotton, 10% elastan 45 34 Dệt kim 85% silk, 15% elastan 50 35 b, Tape Tape dạng dải vải có kích thước chiều ngang bé so với chiều dài vải, tape coi tên gọi khác ribbon, thường dung làm dây ruy băng để trang trí… Một số mặt hàng tape thể bảng 1.3 Bảng 1.3 Một số mặt hàng tape đàn tính [3] STT Loại vải Khổ vải Trọng lượng (mm) riêng (g/m) Kiểu dệt Thành phần Satanh 90% PA, 10% elastan 15 18 Dệt thoi 85% PA, 15% elastan 15 20 Vân điểm 98% PET, 2% elastan 45 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 10 c, Strap [2] Strap loại dải vải dài hay cịn gọi dải vải có kích ty lớn so với ribbon, thường làm từ vải từ da, dây đai mỏng dùng để tạo thành phận quần áo đai thắt eo, hành lý giường túi ngủ Các dây đai gắn với ốc vít để tạo thành vật dụng dây đeo đồng hồ Strap tạo từ nguyên liệu đặc biệt dệt theo dạng mặt phẳng dạng ống sử dụng thay cho dây thừng, loại vải sử dụng vật liệu có độ bền cao cịn sử dụng làm dây an tồn tơ, vận chuyển, kéo, may mặc qn sự, khóa móc hàng hóa nhiều lĩnh vực khác Một số mặt hang strap thể bảng 1.4 Bảng 1.4 Một số mặt hàng strap đàn tính [3] STT Loại vải Kiểu dệt Thành phần Khổ vải (mm) Trọng lượng riêng (g/m) Dệt kim 90% PET, 10% elastan 25 23 Dệt kim 70% PA, 30% elastan 38 35 Dệt thoi 70% PA, 30% elastan 10 20 d, Lace [2] Lace ren loại chất liệu có hoa văn tạo thành từ nhiều lỗ trống thực thủ công máy Người ta tạo lỗ trống cách bỏ mũi đục lỗ chất liệu dệt có sẵn, thơng thường lỗ trống phần ren Nghệ thuật làm ren nghề thủ công cổ xưa, xuất phát từ cuối kỷ XV đầu kỷ XVI Ren trước làm từ chất liệu linen, lụa, vàng hay bạc Ngày nay, người ta dùng chủ yếu cotton để làm ren, nhiên có loại làm từ linen lụa Ren cơng nghiệp làm từ sợi tổng hợp Tuy nhiên lace có kích thước ngang hẹp, dùng để trang trí cho quần áo, nội thất… Một số mặt hàng lace thể bảng 1.5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 60 điều hòa làm giảm nước thải xáo trộn tránh lắng cặn bể, tránh tượng phân hủy kị khí tạo mùi hơi, giảm phần chất hữu có nước thải Ngồi ra, nước thải dệt nhuộm có pH cao, dao động từ 7-12 nên CaCO3 định lượng vào bể trung hòa pH Sau đó, nước thải bơm sang cụm bể hóa lý I Cuối nước thải bơm lên bể trung hịa pH Bể trung hịa: có nhiệm vụ ổn định mơi trường trung tính 6,5-8,5 nhờ hệ thống cấp axit tự động Bể keo tụ - bể tạo bơng: với nhiệm vụ khử SS, độ màu giảm COD Bể keo tụ: nơi diễn q trình tiếp xúc, phản ứng hóa chất keo tụ PAC/FeCl với nước thải Tại bể keo tụ lắp đặt thiết bị khuấy trộn nhằm tăng hiệu cho phản ứng keo tụ Motor khuấy có tốc độ 50-100 vòng/phút nhằm tăng khả tiếp xúc hóa chất nước thải, giúp cho q trình tương tác PAC/Fecl với chất rắn lơ lửng nước thải, hình thành dạng nước thải Bể tạo bơng: hóa chất trợ keo tụ pholymer amino kích thích q trình hình thành bơng cặn lớn châm hòa trộn với nước thải Motor khuấy có tốc độ 15-20 vịng/phút nhằm tránh phá vỡ bơng cặn hình thành, thuận lợi cho q trình lắng phía sau Nước thải sau bể tạo bơng tiếp tục tự chảy qua bể lắng hóa lý I Quá trình keo tụ làm phát sinh gia tăng liên tục theo lượng bùn Bể lắng hóa lý I: có nhiệm vụ phân tách hỗn hợp nước bùn, nên thiết kế đặc biệt tạo môi trường tĩnh cho bùn lắng xuống đáy bể Tại bể lắng, nước thải từ lên qua ống trung tâm, bùn lắng xuống gom vào tâm nhờ hệ thống gom bùn lắp đặt đáy bể, lượng bùn bơm qua bể nén bùn Phần nước sau lắng thu lại hệ thống máng thu nước cưa bố trí mặt bể Sau chảy bể trung chuyển Bể trung chuyển: có nhiệm vụ làm trung gian để điều hịa lượng nước từ bể bơm điều hòa, ổn đinh lưu lượng bơm cấp cho bể kị khí UAF Bể kị khí UAF: thực phân hủy hợp chất hữu điều kiện kị khí thành dạng khí sinh học sản phẩm hữu khác Bể sinh học kị khí cơng trình xử lý kị khí ứng dụng rộng rãi giới đặc điểm chính: - Có q trình phân hủy – lắng – tách khí lắp đặt cơng trình, thích nghi với nồng độ chất hữu nhiệt độ cao nhà máy dệt nhuộm - Tạo thành loại bùn hạt dạng lơ lửng có mật độ vi sinh cao tốc độ lắng vượt xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 61 Qua trình Nitrerate hóa q trình oxy hóa hợp chất Nito, ammonia thành nitrite sau oxy hóa thành nitrate Quá trình Nitrate ammonia diễn theo giai đoạn liên quan đến loại vi sinh vật tự dưỡng Nitrosomonas Nitrobacter Bước 1: Ammonium chuyển hóa thành nitrite thực Nitrosomonaas: NH4+ + 1,5 O2 → NO2 + H+ + H2O Bước 2: Nitrite chuyển hóa thành nitrate thực lồi Nitrobacter: NO2- + 0,5 O2 → NO3Bể sinh học bùn hoạt tính có dàng chữ nhật, hàm lượng bùn hoạt tính cầu oxy đồng trịng tồn thể tích bể Bể có ưu điểm chịu tải tốt METCALF DDDY (1991) đưa tải trọng thiết kế khoảng 0,8-2.0kgBOD 5/m3.ngày với hàm lượng bùn 2500-4000 mg/L, tỉ số F/M 0,2-0,6 Trong bể sinh học hiếu khí kết hợp q trình bùn hoạt tính, chất hữu hịa tan khơng hịa tan chuyển thành bùn sinh học – quần thể vi sinh vật hiếu khí – có khả lắng xuống tác dụng trọng lực Nước thải chảy liên tục so với bể sinh học đưa vào xáo trộn với bùn hoạt tính (oxy hào tan DO>2mg/l), cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy chất hữu Dưới điều kiện thế, vi sinh vật trưởng thành tăng sinh khối kết thành bơng bùn Hỗn hợp bùn hoạt tính nước thải gọi dung dịch xáo trộn (mixed loquor), hỗn hợp tự chảy sang bể lắng bùn hoạt tính sinh học nhằm tiến hành trình tách nước bùn Bể lắng bùn sinh học có nhiệm vụ phân tách hỗ hợp nước bùn (bùn hoạt tính) Phần bùn sau lắng đáy bể lắng có hàm lượng MLSS = 8000-12000 MG/L chia thành dòng: dòng tuần hòa bể đầu Aerotank, dòng dẫn qua bể nén bùn bùn già nhiều, gọi bùn dư Phần nước sâu lắng thu lại hệ máng thu cưa bố trí bề mặt bể dẫn sang bể keo tụ + tạo bơng hóa lý Độ ẩm bùn hoạt tính dao động khoảng 98-99,5% Bể keo tụ - tạo bơng: Mục đích làm giảm độ đục, khử màu, cặn lơ lửng, COD, nước thải, đảm bảo đầu nước thải đạt loại A, QCVN 13:2015/B BTNMT Nước thải sau châm hóa chất Decolor, PAC/Phèn chảy qua bể tạo bơng Tại bể tạo bơng hóa chất trợ keo tụ polymer Anion kích thích q trình hình thành bơng cặn lớn châm vào hòa trộn với nước thải để dảm bảo vận hành hiệu bể lắng phía sau Quá trinh keo tụ làm phát sinh giá tăng liên tục lượng bùn Do đó, bể lứng hóa lý thiết kể để phân tách bùn phía sau ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 62 Bể hóa lý 2: thiết kế để tách bùn phía sau Bể lắng bùn thiết kế đặc biệt tạo môi trường tĩnh cho lắng xuống đáy bể gom vào tâm nhờ hệ thống gom bùn lắp đặt đáy bể Phần nước sau lắng thu lại hệ máng thu nước cưa bố trí bề mặt chảy sang bể khử trùng Bể khử trùng: Nước thải sau tách bùn châm Chlorine javen khử trùng trước xả nguồn tiếp nhận Chlorine javen, chất oxy hóa mạnh thường sử dụng rộng rãi trình khử trùng nước thải Hàm lượng Chlorine javen cần thiết để khử trùng cho nước sau lắng 3-15mg/l Hàm lượng Chlorine javen cung cấp vào nước thải ổn định bơm định lượng hóa chất Phần nước sau qua khử trùng thải nguồn tiếp nhận đạt tiêu chuẩn cột A – QCVN 12:2015 BTNMT Xử lý bùn Quá trình xử lý bùn sinh học làm gia tăng liên tục lượng bùn vi sinh bể sinh học Đồng thời lượng bùn ban đầu sau thời gian sinh trưởng phát triển giảm khả xử lý chất ô nhiễm nước thải chết Lượng bùn gọi bùn dư đưa bể nén bùn Ngoài lượng bùn vi sinh phát sinh trình xử lý sinh học, trình xử lý nước thải phương pháp hóa lý phát sinh lượng bùn đáng kể (cịn gọi bùn hóa lý) Lượng bùn thu gom đưa bể nén bùn Tại bể nén bùn sau thời gian nén cố định để gia tăng nồng độ cô đặc, bùn đưa vào máy ép bùn để tiến hành tách nước làm giảm độ ẩm thể tích bùn để thuận tiện cho q trình xử lý bùn Bùn khơ sau xử lý ép tách nước thu gom – vận chuyển xử lý nơi quy định pha trộn với phân bón cho trồng Nước thải phát sinh từ bể nén bùn máy ép bùn đưa bể điều hòa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 63 KẾT LUẬN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 65 [1] Nguyễn Thị Bích Un, Nghiên cứu lựa chọn điều kiện cơng nghệ cho cơng đoạn Nhuộm-Hồn tất phù hợp với vải dệt kim đàn tính, 2014 [2] http://wwwwikipedia [3] http://wwwalibabacom [4] PGSTS Cao Hữu Trượng, Cơng nghệ hóa học sợi dệt, 1990 [5] Trần Lan Phương, Nghiên cứu lựa chọn điều kiện công nghệ cho công đoạn Tiền xử lý phù hợp với vải dệt kim đàn tính, áp dụng để lựa chọn công nghệ làm hàng trắng cho vải, 2014 [6] PGSTS Đặng Trấn Phòng, Chất trợ mới, Thuốc nhuộm mới, Cơng nghệ mới, 2015 [7] TS Trần Thủy Bình, Ths Lê Thị Mai Hoa, NXB Giáo dục, Giáo trình Vật liệu may, [8] Nguyễn Trung Thu, Vật liệu dệt may [9] http://wwwmathiscombr/arquivos/PDF/ing/MTF-Geral-ingpdf [10] http://prolabvncom/san-pham/712/may-so-mau-nh310-3nhhtml [11]http://wwwbonoit/export/sites/bono/home/en/utils/brochure/brochuredownload/CA T-SG-GB-NEWpdf [12] http://wwwalibabacom ĐỒ ÁN KỸ THUẬT SVTH: Phạm Thị Ngọc ... thiết yếu sản phẩm dệt từ vật liệu polyamit elastan đồ án em lựa chọn mảng nhỏ ứng dụng loại vật liệu với tên đề tài là: ? ?Thiết kế nhà máy Nhuộm xử lý hồn tất dải vải đàn tính với công suất 50. .. Đóng gói Hình 2.7 Sơ đồ q trình xử lý hồn tất dải vải đàn tính PA/EL ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 30 CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ 3.1 Cơ sở thiết kế 3.1.1 Chế độ làm việc nhà máy Tính số ngày làm việc... nhuộm axit phức kim loại 2:1 thuốc nhuộm hoạt tính mới, … Thuốc nhuộm phân tán ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Văn A 24 Thuốc nhuộm phân tán cho kết nhuộm màu đồng tốt với vải nylon – elastan, không yêu