一種超臨界二氧化碳染色設(shè)備中釜體的清洗裝置及清洗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超臨界二氧化碳染色設(shè)備的清洗裝置及清洗方法，屬于紡織印染領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)紡織品染色主要以水為介質(zhì)，在染液中加入大量的染料、助劑和表面活性劑等化學(xué)物質(zhì)，不僅對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，同時(shí)也制約著紡織印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，“十二.五”期間，發(fā)展少水、節(jié)能、無(wú)污染的染色技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外迫切需求。在20世紀(jì)末，超臨界二氧化碳無(wú)水染色技術(shù)因其無(wú)污染、短流程、高效率等突出特點(diǎn)被認(rèn)為是一種“清潔化、綠色化、環(huán)保化”而備受青睞。
[0003]目前隨著國(guó)內(nèi)外不斷研究，超臨界二氧化碳染色技術(shù)作為一種新型綠色染色技術(shù)，在染色設(shè)備、染色原理和染色工藝方面都已達(dá)到較為成熟的階段。由于染色設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、染色工藝條件較高，染料可能滯留在釜體內(nèi)壁。若染色溫度過(guò)高，染料可能生成聚合物，牢固地附著在釜體內(nèi)壁。染色結(jié)束后，這些殘留的染料不能進(jìn)行及時(shí)清除，勢(shì)必會(huì)影響下次染色效果及換色生產(chǎn)。然而，目前未見(jiàn)一種超臨界二氧化碳染色釜體的清洗裝置，可以徹底解決染色釜體的清洗難題。因此，本專利發(fā)明了一種超臨界二氧化碳染色設(shè)備的清洗裝置系統(tǒng)及清洗方法，適用于各種釜體及系統(tǒng)的清洗工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種超臨界二氧化碳染色設(shè)備的清洗裝置及清洗方法。
[0005]—種超臨界二氧化碳染色設(shè)備中釜體的清洗裝置，包括二氧化碳入口管道(I)、溶劑入口管道(2)、中心軸(3)、葉輪(4)、清洗濃度檢測(cè)探頭(6)、電動(dòng)機(jī)(7)、絲杠(8)，加熱單元(9)。
[0006]其中，中心軸(3)為兩端開(kāi)口的中空結(jié)構(gòu)；所述中心軸(3)內(nèi)部和絲杠(8)外部設(shè)有相互匹配的螺紋；所述中心軸和絲杠通過(guò)螺紋進(jìn)行連接；所述絲杠(8)頂部通過(guò)氣孔連接葉輪⑷；所述絲杠⑶為中空結(jié)構(gòu)；所述葉輪⑷為中空、雙吸、開(kāi)放結(jié)構(gòu)；所述葉輪
(4)設(shè)有6個(gè)葉片(5);所述葉片(5)為后彎式、機(jī)翼型、中空結(jié)構(gòu)；所述葉片(5)外緣設(shè)有葉片孔道(10);所述葉片孔道為雙排孔，以降低葉片結(jié)構(gòu)與流體的摩擦，增加動(dòng)能，滿足清洗需要。
[0007]所述中心軸(3)中部連接電動(dòng)機(jī)(7);中心軸(3)旋轉(zhuǎn)時(shí)可以帶動(dòng)絲杠和葉輪做豎直和周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其旋轉(zhuǎn)速度為10-500r/min，優(yōu)選100r/min，升降速度為0.5_5m/min,優(yōu)選 4m/min。
[0008]所述二氧化碳入口管道(I)通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接中心軸(3)底部；所述溶劑入口管道(2)通過(guò)閥門(mén)連接二氧化碳入口管道(I);所述溶劑入口管道上設(shè)有加熱單元(9)。
[0009]所述葉輪頂部設(shè)有清洗濃度檢測(cè)探頭(6)。
[0010]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中所述中心軸(3)與電動(dòng)機(jī)(7)通過(guò)齒輪或傳送帶連接。
[0011 ] 清洗前，首先要把清洗裝置與染料釜，染色釜或分離釜鏈接，氣瓶?jī)?nèi)的二氧化碳通過(guò)加熱器加熱，再經(jīng)過(guò)冷凝器冷卻，變成液態(tài)儲(chǔ)存在二氧化碳循環(huán)罐中。清洗開(kāi)始后，循環(huán)罐中液態(tài)的二氧化碳首先通過(guò)冷凝器冷卻，再通過(guò)高壓栗加壓、換熱器加熱達(dá)到超臨界狀態(tài)。超臨界二氧化碳流體進(jìn)入釜體后，流體經(jīng)二氧化碳入口進(jìn)入中心軸與絲杠；清洗溶劑進(jìn)入溶劑入口，并通過(guò)加熱單元轉(zhuǎn)化為氣態(tài)與二氧化碳流體充分混合。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，中心軸帶動(dòng)絲杠和葉輪做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，二氧化碳流體通過(guò)葉片上的雙排孔道噴射向釜體內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)清洗過(guò)程。通過(guò)調(diào)節(jié)中心軸轉(zhuǎn)速，不斷增加離心力，可以提高噴出的流體對(duì)釜壁的沖擊力，進(jìn)而提高清洗效果。同時(shí)，在葉輪中心處，由于流體在離心力的作用下被噴射出后形成真空，二氧化碳入口管道內(nèi)的流體更易于被壓進(jìn)葉輪，從而形成了流體進(jìn)入與流出的循環(huán)過(guò)程，降低了能量消耗。同時(shí)，在葉輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，中心軸與絲杠通過(guò)螺紋進(jìn)行豎直運(yùn)動(dòng)，從而可以使流體完成整個(gè)釜體的清洗操作。另外，在清洗的過(guò)程中，葉輪上端的清洗濃度檢測(cè)探頭可以實(shí)時(shí)檢測(cè)清洗狀態(tài)，當(dāng)清洗流體濃度小于5%時(shí)，表明已達(dá)到清洗標(biāo)準(zhǔn)，清洗工作自動(dòng)停止；當(dāng)流體濃度大于5%時(shí)，表明清洗尚未完成，清洗裝置會(huì)繼續(xù)清洗，直到達(dá)到清洗標(biāo)準(zhǔn)為止。清洗結(jié)束后，在分離釜中，超臨界二氧化碳流體、清洗溶劑與殘留染料進(jìn)行分離，二氧化碳?xì)饣蠼?jīng)冷凝器將純凈的二氧化碳回收至二氧化碳存儲(chǔ)罐中。
[0012]本發(fā)明的超臨界二氧化碳染色設(shè)備的清洗裝置可適用于染料釜、染色釜和分離釜等各種釜體的清洗。
[0013]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，葉片入口角、出口角小于90°。葉片入口角:進(jìn)口處的葉片翼型滑線的切線與圓周方向的夾角；出口角:出水口處的切線與圓周方向的夾角。
[0014]每片葉片外緣設(shè)有雙排孔；葉片孔道孔徑大小為0.5-2mm，孔間距為0.5mm。
[0015]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述葉輪上端設(shè)有清洗濃度檢測(cè)探頭，可以實(shí)現(xiàn)清洗狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。當(dāng)達(dá)到清洗標(biāo)準(zhǔn)要求后，清洗工作自動(dòng)停止。
[0016]本發(fā)明的再一目的是提供超臨界二氧化碳染色設(shè)備清洗方法，所述清洗條件為50-100°C、10-25MPa，清洗的同時(shí)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，清洗時(shí)間一般為20_60min。
[0017]所述清洗過(guò)程由關(guān)鍵部件釜體清洗和管道系統(tǒng)清洗組成。
[0018]進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述清洗溶劑為乙醇、甲醇、水。清洗溶劑用量為二氧化碳總質(zhì)量的0.5-5%。
[0019]清洗后設(shè)備符合中華人名共和國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25146-2010《工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。清洗后其洗凈率可達(dá)到95%以上，且對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕。
[0020]發(fā)明有益效果
[0021]1、發(fā)明的超臨界二氧化碳染色設(shè)備的清洗裝置及清洗方法，利用二氧化碳流體與清洗溶劑對(duì)釜體進(jìn)行清洗，清洗過(guò)程無(wú)腐蝕損傷，二氧化碳可回收再用，符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求；
[0022]2、發(fā)明的超臨界二氧化碳染色設(shè)備的清洗裝置及清洗方法，可根據(jù)清洗的需要，直接將清洗裝置放到釜體中進(jìn)行清洗，操作簡(jiǎn)單方便，可適用于染料釜、染色釜和分離釜等各種釜體的清洗過(guò)程；
[0023]3、發(fā)明的超臨界二氧化碳染色設(shè)備的清洗裝置及清洗方法，其葉輪上端設(shè)有清洗濃度檢測(cè)探頭，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)清洗效果，裝置智能化較高，滿足了工業(yè)化生產(chǎn)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0024]本發(fā)明附圖4幅，
[0025]圖1是清洗裝置與釜體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是葉輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是葉輪俯視圖；
[0028]圖4是葉片孔道不意圖；
[0029]圖中，1、二氧化碳入口管道；2、溶劑入口管道；3、中心軸；4、葉輪；5、葉片；6、清洗濃度檢測(cè)探頭；7、電動(dòng)機(jī)；8、絲桿；9、加熱單元；10、葉片孔道；11、旋轉(zhuǎn)接頭；12、閥門(mén)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖1所示，一種超臨界二氧化碳染色設(shè)備中釜體的清洗裝置，包括二氧化碳入口管道1、溶劑入口管道2、中心軸3、葉輪4、清洗濃度檢測(cè)探頭6、電動(dòng)機(jī)7、絲杠8，加熱單元9ο
[0033]其中，中心軸3