一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備制造技術

本發明專利技術涉及一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，屬于紡織領域。本發明專利技術所提供的超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，具有獨特設計的共溶劑系統、煮漂染系統和分離回收系統，通過共溶劑、染料與二氧化碳的均勻分散溶解，可以實現麻纖維粗紗的煮漂染生產；同時，超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，集合煮、漂、染三種功能，可以實現煮漂染工序的一步完成，具有高效性特點，從而解決了麻纖維煮漂染工序的高污染、高能耗難題。

【技術實現步驟摘要】
一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備
本專利技術涉及一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，屬于紡織領域。
技術介紹
麻纖維化學組成主要包括纖維素、半纖維素、果膠、木質素、蠟質和含氮物質等，其中半纖維素、木質素、果膠難以去除，且麻纖維分子的結晶度和取向度較高，易于對纖維的延伸度、彈性、集束性、柔軟性和卷曲性產生影響，給麻纖維紡紗織造過程帶來了諸多不便。因此，麻纖維粗紗煮漂一直是麻紡行業關注的難題，多年以來，許多研究工作都立足解決此問題，直到20世紀50年代后期，人們才開始研究粗紗煮練工藝，將粗紗煮練后進行濕紡，使伴生物充分溶脹，從而除去部分雜質，增加纖維可紡性。50年代末，我國成功研發了亞麻粗紗煮練技術。亞麻經過粗紗煮練后，成紗強度比原紗大10％左右，使用漂白粗紗后，強度又可增大10％。傳統麻纖維煮漂加工過程中主要利用水為介質，依次經過堿煮、亞氯酸鈉漂白、水洗、雙氧水漂白、水冼、酸冼、水冼工序，去除纖維中的半纖維素、木質素和果膠，最終滿足紡紗工序中對麻粗紗纖維強度和白度的要求。經過煮漂處理后，麻單纖維間粘合力減弱，纖維間的粘合物質得到去除，纖維較易產生分劈，有利于加工成高支紗及高檔產品。然而，傳統麻纖維煮漂工序顯示了耗水耗能多、工藝流程長、經濟成本高等缺點。同時，煮漂生產后，排放的污水中含有大量的亞氯酸鈉、純堿、雙氧水等助劑，難以處理，給環境帶來了嚴重的污染。當常態下物質的溫度和壓力高于其臨界溫度和臨界壓力時，該物質即轉化成為超臨界流體。在超臨界狀態下，壓力和溫度的微小改變，均會導致流體密度的顯著差異，并表現為流體溶解度的變化，從而使得超臨界流體極具有應用價值。自1978年西德Essen舉行第一屆“超臨界流體萃取”國際會議起，30多年來，超臨界流體萃取技術已廣泛應用于醫藥、化工、食品及環保等領域。超臨界流體萃取技術是在不改變化學組成的條件下，利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，將超臨界流體與分離物質接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來，然后利用溫度和壓力對超臨界流體溶解能力的影響而實現萃取分離目的。在常用的物質中，二氧化碳以其無毒、無害、不燃、具有化學惰性和獨特的四極矩結構，臨界溫度(31.1℃)和臨界壓力(7.37MPa)較低等特點，成為應用最為廣泛的超臨界流體。
技術實現思路
為了解決麻纖維煮漂工序的高污染、高能耗難題，本專利技術提供了一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，利用二氧化碳代替水介質實現了麻纖維的清潔化煮、漂、染生產，并可完成煮漂染工序的一步完成，對于麻紡行業的技術轉型升級具有重大意義。一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，包括下述設備單元：用于存儲和/或產生二氧化碳氣體的二氧化碳貯存系統；用于存儲共溶劑的共溶劑罐；用于接收來自二氧化碳貯存系統的二氧化碳和共溶液劑儲罐的共溶劑的超聲霧化器，共溶劑在所述超聲霧化器中霧化后與二氧化碳混合形成混合流體；增壓泵和加熱器，所述增壓泵和加熱器用于接收來自超聲霧化器的二氧化碳與共溶劑混合流體或二氧化碳或接收來自二氧化碳貯存系統的二氧化碳；二氧化碳與共溶劑混合流體經增壓泵增壓及加熱器加熱后使混合流體變為溶解有共溶劑的超臨界二氧化碳流體；二氧化碳經增壓泵增壓及加熱器加熱后使二氧化碳變為超臨界二氧化碳流體；接收來自加熱器的超臨界二氧化碳流體的染料釜；接收來自加熱器的溶解有共溶劑的超臨界二氧化碳流體或來自染料釜的溶解有染料的超臨界二氧化碳流體的煮漂染釜；接收來自煮漂染釜的物料的分離系統，分離系統可使物料進行氣固分離。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備中具有相同功能的設備單元均可包含多個，如可包括若干共溶劑罐、若干超聲霧化器、若干增壓泵和加熱器、若干染料釜、若干煮漂染釜等。本領域技術人員可根據處理量的需要進行設置。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括紅外在線監測系統，所述紅外在線監測系統由紅外光譜檢測器、高分辨率攝像裝置和BaF2視窗組成。紅外在線監測系統與煮漂染系統和分離系統相連接，可以通過管道線路變化，適時監測煮漂染效果和分離回收效果。所述煮漂染系統由煮漂染釜、染料釜和磁力循環泵組成。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括用于連接設備單元的管道及管道連接裝置。所述管道為本領域熟練技術人員所知的連接用管道，如鋼管等；所述管道連接裝置指機械緊固零件，如法蘭、螺栓等。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括流體輸送裝置和流量顯示裝置，所述流體輸送裝置指本領域熟練技術人員所知的用于流體的泵；流量顯示裝置指用于顯示通過管道流體流量的裝置，如計量器、流量指示器等。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括壓力檢測及顯示裝置，所述壓力檢測及顯示指本領域熟練技術人員所知的用于檢測流體或氣體壓力的壓力表等。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括溫度檢測及顯示裝置，所述溫度檢測及顯示指本領域熟練技術人員所知的用于檢測流體或氣體溫度的溫度計等。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括流量調節裝置，用于控制管道中的流量，如閥門等。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括加熱系統，所述加熱系統用于為設備單元提供所需熱源。更進一步地，所述加熱系統為導熱油系統，其包括用于儲存導熱油的導熱油存儲罐、導熱油加熱罐及油泵。所述導熱油系統可為設備中的分離釜、染料釜、煮漂染釜等提供熱源。本專利技術所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備進一步包括循環制冷系統，所述循環制冷系統用于為設備單元提供所需冷源。更進一步地，所述循環制冷系統由壓縮機、涼水塔、乙二醇泵、清水泵組成。所述循環制冷系統用于為冷凝器提供所需冷源。本專利技術優選所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備包括磁力循環泵，所述磁力循環泵用于使煮漂染釜內的物料進行循環。為對纖維進行有效充分的煮漂染步驟，本專利技術所述煮漂染釜配有循環泵，該循環泵可將流經煮漂染釜的超臨界二氧化碳流體重新注入煮漂染釜，進行反復的煮漂染。所述循環泵一端通過管道連接煮漂染釜的流體入口，另一端通過管道連接煮漂染釜的流體出口。本專利技術優選所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備所述二氧化碳貯存系統包括氣體儲罐，二氧化碳氣體源通過氣體輸送泵連接氣體儲罐，所述氣體儲罐通過管道連接超聲霧化器。利用氣體輸送泵及其附屬管道可實現與二氧化碳運輸車輛上的氣罐直接連接，并完成液態二氧化碳向氣體儲罐的充裝，具有節能、快速充裝的特點。上述技術方案中，所述二氧化碳氣體源可為二氧化碳發生裝置或二氧化碳氣體罐車。本專利技術優選所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備所述分離系統包括接收來自煮漂染釜的物料的冷卻器，冷卻器下游通過管道連接分離釜，物料在分離釜中進行分離；分離釜下游連接吸附釜，所述吸附釜用于吸附超臨界二氧化碳流體中殘留的煮漂產物及染料助劑。所述分離釜內設有分離床，分離床為多層漸變網格結構，網格孔徑自下到上為5mm-0.05mm漸變。同時，通過管路變化，可以實現二氧化碳氣體反吹，從而解決了分離床的清洗問題。本專利技術優選所述超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備包括冷凝器，所述冷凝器接收來自吸附釜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，包括下述設備單元：用于存儲和/或產生二氧化碳氣體的二氧化碳貯存系統；用于存儲共溶劑的共溶劑罐；用于接收來自二氧化碳貯存系統的二氧化碳和共溶液劑儲罐的共溶劑的超聲霧化器，共溶劑在所述超聲霧化器中霧化后與二氧化碳混合形成混合流體；增壓泵和加熱器，所述增壓泵和加熱器用于接收來自超聲霧化器的混合流體或二氧化碳或接收來自二氧化碳貯存系統的二氧化碳；二氧化碳與共溶劑混合流體經增壓泵增壓及加熱器加熱后使混合流體變為溶解有共溶劑的超臨界二氧化碳流體；二氧化碳經增壓泵增壓及加熱器加熱后變為超臨界二氧化碳流體；接收來自加熱器的超臨界二氧化碳流體的染料釜；接收來自加熱器的溶解有共溶劑的超臨界二氧化碳流體或來自染料釜的溶解有染料的超臨界二氧化碳流體的煮漂染釜；接收來自煮漂染釜的物料的分離系統，分離系統可使物料進行氣固分離。

【技術特征摘要】
1.一種超臨界二氧化碳流體無水煮漂染一體化設備，包括下述設備單元：用于存儲和/或產生二氧化碳氣體的二氧化碳貯存系統；用于存儲共溶劑的共溶劑罐；用于接收來自二氧化碳貯存系統的二氧化碳和共溶液劑儲罐的共溶劑的超聲霧化器，共溶劑在所述超聲霧化器中霧化后與二氧化碳混合形成混合流體；增壓泵和加熱器，所述增壓泵和加熱器用于接收來自超聲霧化器的混合流體或二氧化碳或接收來自二氧化碳貯存系統的二氧化碳；二氧化碳與共溶劑混合流體經增壓泵增壓及加熱器加熱后使混合流體變為溶解有共溶劑的超臨界二氧化碳流體；二氧化碳經增壓泵增壓及加熱器加熱后變為超臨界二氧化碳流體；接收來自加熱器的超臨界二氧化碳流體的染料釜；接收來自加熱器的溶解有共溶劑的超臨界二氧化碳流體或來自染料釜的溶解有染料的超臨界二氧化碳流體的煮漂染釜；接收來自煮漂染釜的物料的分離系統，分離系統可使物料進行氣固分離。2.根據要求1所述的設備，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭來久，高世會，鄭環達，閆俊，張娟，韓益桐，李飛霞，吳勁松，
申請(專利權)人：大連工業大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21