超臨界染色裝置

一、 超臨(lin) 界染色裝置簡介：
水是一種極其珍貴的資源，不能無止境地消耗，而直到今天，紡織品染色仍然以水為(wei) 介質，染整加工在整個(ge) 紡織工業(ye) 中是耗水量 大的產(chan) 業(ye) ，每100米印染布的耗水量為(wei) (2.5-4)m3。傳(chuan) 統的染色方法不僅(jin) 用水量多，染色後還要排放含有未固著染料和助劑的廢水，這些物質增大了廢水的負荷，是環境汙染的一大根源，而且傳(chuan) 統印染工業(ye) 的汙水處理費用將來會(hui) 上升，因此人們(men) 開始開發新的無水工藝，而超臨(lin) 界流體(ti) 染色在整個(ge) 染色過程中*不用水，不造成汙染，不需要助劑，殘餘(yu) 的染料還可回收利用。
二、超臨(lin) 界染色裝置染色原理：
超臨(lin) 界流體(ti) 的擴散係數大、粘度小，使其具有良好的傳(chuan) 遞性能。 超臨(lin) 界流體(ti) 具有非常低的表麵張力，使染料溶於(yu) 超臨(lin) 界流體(ti) ，同時加劇了纖維的溶脹，使染料易於(yu) 向纖維內(nei) 部結構滲透，從(cong) 而加速染料分子與(yu) 纖維的結合。
三、 主要技術參數：
a) 染色染料釜：容積1L
    高設計壓力：50MPa 
高設計溫度：200℃
b) 電源電壓380V  三相四線製
c) 功率：10KW
四、 應用範圍和前景：
在諸多物質中，CO2為(wei) 非極性分子，適於(yu) 疏水性合成纖維的染色，其中滌綸是重要的合成纖維，具有疏水性強，上染基團少，吸濕性能差，在水中膨化小的特點，隻有分子量較小的染料易於(yu) 上染，難以用親(qin) 水性染料染色，並且不易染得深從(cong) 而達到堅牢的色澤，超臨(lin) 界CO2染色能使染料更好地滲透進纖維滌綸中，加劇了滌綸的溶脹，促進了染料分子的擴散和傳(chuan) 遞，加速了染料分子與(yu) 滌綸的結合。超臨(lin) 界染色技術對合成纖維染色效果好，對極性天然纖維進行超臨(lin) 界染色我國尚處在探索研究階段，用對天然纖維染色研究已取得一定進展。
綜合考慮環境和上述技術因素使得超臨(lin) 界CO2成為(wei) 紡織工業(ye) 的 好的選擇，超臨(lin) 界流體(ti) 的低粘度及高溶解度使其有很高的應用價(jia) 值，能很好地進入到非常小的孔中而無需孔間向對流推動力。
我國是一個(ge) 紡織大國，從(cong) 事紡織行業(ye) 的企業(ye) 很多，傳(chuan) 統染色方法帶來的水汙染及末端處理已成為(wei) 困擾企業(ye) 發展的攔路虎，開發盡量不用水的染色技術已成為(wei) 印染行業(ye) 的發展方向。
五、 主要配置說明：
1、染色染料釜：釜體(ti) 設計壓力為(wei) 50MPa， 高溫度為(wei) 200℃，內(nei) 裝布料籃和染料籃，上部為(wei) 布料籃，下部染料籃，為(wei) 增加染料與(yu) CO2的傳(chuan) 質速率，我們(men) 在釜體(ti) 下部設計了磁力攪拌機構，使染料不斷溶於(yu) 超臨(lin) 界CO2流體(ti) 中，染色染料釜主要由釜體(ti) 、電加熱套及保溫套、染色布支撐架、染料池及磁力攪拌機構組成。
2、分離釜：釜體(ti) 設計壓力為(wei) 30MPa， 高設計溫度為(wei) 85℃，主要用於(yu) 染料的再回收和CO2循環利用。內(nei) 壁采用特殊工藝加工，使釜體(ti) 內(nei) 壁表麵粗糙度提高，有效改善內(nei) 壁染料滯留現象。釜體(ti) 外加水套循環。
3、預熱器： 高設計壓力為(wei) 55MPa， 大工作壓力可達50MPa， 高操作溫度200℃，預熱器置於(yu) 沙浴中，外加保溫層，並設有不鏽鋼裝飾層。
4、高壓計量泵(CO2泵) ： 高排出壓力50MPa， 大流量為(wei) 50L/h，調頻控製流量，流量調節範圍為(wei) 15％－100％，泵頭采用冷箱中的冷卻液冷卻，主要用於(yu) CO2流體(ti) 的輸送。
5、製冷係統：
(1)、風冷機組采用國產(chan) 組裝機組，其中核心件製冷機采用進口的法國美優(you) 樂(le) 全封閉壓縮機。
(2)、冷箱裝有製冷溫度自動控製係統，可隨意設定製冷所需溫度，冷箱分為(wei) 內(nei) 膽、保溫層、CO2盤管、氟利昂螺旋盤管蒸發器及不鏽鋼裝飾層。
(3)、貯罐：為(wei) 液態CO2貯存處，容積為(wei) 2L，壓力為(wei) 16MPa。
6、過濾器： 高設計壓力16MPa，內(nei) 部充滿分子篩或矽膠，可過濾雜質及水分。
7、淨化器：設計壓力40MPa，內(nei) 裝過濾網和矽膠。
8、壓力控製、溫度控製、流量顯示
(1)溫度控製：萃取釜、分離釜均配備測溫和控溫雙層係統，即一隻儀(yi) 表測量釜體(ti) 溫度，另一隻控製加熱源溫度，有效控製熱慣性現象。          
(2) 壓力顯示：應選用精度為(wei) 0.4級和1.5級，染色染料釜、分離釜全部采用0.4級壓力表，因為(wei) 其讀數準確性將關(guan) 係到染色及分離過程 佳參數的確定。
對壓力源起安全保護作用的電接點壓力表均采用1.5級，鋼瓶壓力保護采用1.6級電接點壓力表。
(3)、染色染料釜、分離釜均采用高壓節流截止閥控製壓力，該閥由本公司生產(chan) ，調壓平穩、壓力波動小。
(4) 、流量顯示
CO2 流量計量采用金屬管浮子流量計，帶二次儀(yi) 表，可顯示瞬時流量，又可顯示累積流量，由蘇州流量計廠生產(chan) 。
9、緩衝(chong) 罐：容積為(wei) 1L，設計壓力為(wei) 50MPa，主要用於(yu) 泵前起緩衝(chong) 作用。
六、 具體(ti) 染色說明：
1、流程示意圖參見下頁圖。
2、超臨(lin) 界流體(ti) 染色過程：
(1) 加壓形成超臨(lin) 界過程：待染色染料釜接近所需溫度後，打開相應進口閥門，關(guan) 閉出口閥，再打開主泵電源及磁力攪拌機構，對染色染料釜通常在20-30MPa高壓下進行染色，染色溫度的高低取決(jue) 於(yu) 被染織物的種類，染色溫度一般在80～160℃。在達到所需壓力後幾分鍾，開始進入染色過程，在加壓形成超臨(lin) 界過程中，染料溶解於(yu) 超臨(lin) 界流體(ti) CO2中，同時由於(yu) 磁力攪拌的作用使CO2流動，使染料不斷上染纖維，染色一定時間後，纖維上的染料達到飽和，染色過程結束。這裏說明一下：染色染料釜出口閥門到*級分離釜間管線采用內(nei) 徑為(wei) 4毫米管線(Φ8×2管線)。
3、 染料回收及CO2循環再利用：
   染色完成後，通過分離釜破壞超臨(lin) 界狀態，殘留染料從(cong) 分離釜下方放出，CO2則從(cong) 上方流回回路中循環使用。
4、 卸壓取布料過程：關(guan) 閉染色釜周圍閥門，打開放空閥，待壓力為(wei) 零後，打開釜蓋，取出布料。