CN101429722A - 一种自循环干洗机 - Google Patents

Abstract

一种自循环干洗机，涉及一种干洗机，尤其是涉及一种以亚临界或结合超临界流体进行自循环干洗的装置。提供一种无泵驱动、利用亚临界或结合超临界流体进行自循环干洗的自循环干洗机。设有洗涤釜、虹吸管、污物釜、提升管和冷凝器；洗涤釜设有压力流体源的进口，虹吸管设于洗涤釜与污物釜之间，污物釜设有加热装置，污物釜设有排污口，提升管设于污物釜与冷凝器之间，冷凝器的出口与洗涤釜之间设有回水管。

Description

一种自循环干洗机

技术领域

本发明涉及一种干洗机，尤其是涉及一种以亚临界或结合超临界流体进行自循环干洗的装置。

背景技术

目前，世界上广泛应用四氯乙烯作为干洗溶剂，所使用的机器称四氯乙烯干洗机。虽然四氯乙烯作为干洗溶剂具有优良的洗涤效果，但是四氯乙烯会对环境和人体造成显著的危害。由于四氯乙烯溶剂的泄漏，挥发而污染干洗工场环境的空气，使其含氯气体的含量增加。当浓度大于100ppm时，人会闻到不适的气味；当大于200ppm时，会引起眼睛的轻刺激和轻微头痛；当大于400ppm时，会感到鼻腔刺激，身体感到不适；当浓度大于600ppm时，人们会感到非常浓的不适气味并对眼，鼻有较强的刺激，如果长期在这种环境下，会发生眩晕和麻木的感觉；当浓度大于1000ppm时，将会感到强烈的刺激气味，眼睛和呼吸道受到强烈刺激，在半小时内含异常眩晕，可能会失去知觉；当浓度大于1500ppm时，少则几分钟，多则半小时，即会失去知觉，仍至死亡。作为替代，目前还有一些应用其它干洗溶剂的方法，如氟素干洗机(使用F113、F141B等作洗涤溶剂)和石油干洗机(使用石油溶剂，即烃类溶剂，作洗涤溶剂)等。而使用亚临界(液体)二氧化碳或超临界二氧化碳作为干洗溶剂，则是近些年来开发的高压干洗方法之一。

相比之下，二氧化碳是一种适合时代要求、健康环保的溶剂，它不仅没有危险，而且容易制备，不燃、无毒、无菌、无异味。不同颜色、不同质地的衣物可同时洗涤，洗涤效果好，其洗净率略低于四氯乙烯，却高于石油类干洗溶剂。在渗色、防污物再凝集效果上比四氯乙烯更好，洗涤过程中细菌无法生存，洗涤柔和，对被洗衣物无损伤。因此这是一种绿色干洗技术，材料取之自然，回归于自然。并且二氧化碳可以回收或控制一定的消耗量达到其接近零排放，水和电消耗甚微，因此运用二氧化碳进行干洗，其运行费用低廉。

目前，采用液态二氧化碳或超临界二氧化碳进行干洗的相关技术已有报道：如申请号为95105169.5的中国发明专利申请提供一种用液态二氧化碳作清洗剂的搅动下的干洗，在用液体二氧化碳进行干洗时，由于设有搅动装置，因此增加洗涤的效果(污物的传质效果)。申请号为97115475.9的中国发明专利申请提供一种具有液流驱动的篮筐的液态二氧化碳干洗系统，在用液体二氧化碳进行干洗时，用于盛放待干洗衣物的篮筐设有绕其周围设置的多个孔，篮筐可在容器内旋转，多个产生搅拌衣物的液态二氧化碳喷射流的喷嘴，使篮筐旋转。专利号为00263102.4的中国实用新型专利提供一种二氧化碳干洗机，包括干洗筒(筒内装有转动篮)、高速泵、CO₂工作罐、蒸馏器、冷凝器和压缩机等。

上述专利技术的共同点是衣物在高压容器中与搅拌下的亚临界二氧化碳接触，污物进入二氧化碳流体，由于污物和衣物始终处在同一容器中，因此随着污物在二氧化碳流体中浓度的增加，洗涤效果和洗涤效率会下降。超临界二氧化碳干洗工艺类似于普通的超临界萃取工艺，干洗工艺设备需要泵和压缩机，干洗时需要由泵和压缩机的配合才实现流体循环，干洗工艺要求高，无法高度集成，成本较高。

天然物或固体废料的开发利用前景广阔，从中提取有效成份仍然成为众多研究的热点。然而天然物中成分复杂，必须选择适当的分离方法，才能得到高纯产品。一些传统的方法，诸如沉淀分离、溶剂萃取、层析分离等技术，已得到工业界的广泛应用。在不断满足高纯度，提高设备性能的同时，自20世纪80年代以来，超临界流体萃取技术倍受学术界和工业界重视，并迅速得到发展。传统的亚/超临界流体(以二氧化碳为例)萃取技术已经很成熟，工艺设备上主要包括二氧化碳的泵送单元、萃取器、分离器、二氧化碳的压缩回收装置。但工艺设备同样需要依赖泵和压缩机来实现流体的循环操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无泵驱动、利用亚临界或结合超临界流体进行自循环干洗的自循环干洗机。

本发明设有洗涤釜、虹吸管、污物釜、提升管和冷凝器；洗涤釜设有压力流体源的进口，虹吸管设于洗涤釜与污物釜之间，污物釜设有加热装置，污物釜设有排污口，提升管设于污物釜与冷凝器之间，冷凝器的出口与洗涤釜之间设有回水管。

洗涤釜上最好设有液位视窗。洗涤釜上最好设有压力显示器。洗涤釜的压力流体源进口最好装有截止阀。洗涤釜上最好设有卸压阀。

洗涤釜与污物釜之间最好设有连接管。连接管上最好设有开关阀。

虹吸管上最好设有开关阀。

污物釜的排污口最好装有截止阀。

回水管上最好设有开关阀。

洗涤釜、污物釜和冷凝器上最好均设有温度显示控制器。

本发明所述的自循环干洗机的干洗的操作方法包括以下步骤：

1)将待处理的物料放入洗涤釜，可适当添加低沸点添加剂，关闭洗涤釜；

2)开启外接的储存液体流体的压力瓶，使液体流体进入洗涤釜，当液体流体的液位升至洗涤釜的视窗高度时关闭压力瓶，然后开启所有阀门，设定洗涤釜、污物釜和冷凝器温度，液体流体可形成汽体、液体或超临界流体，并可在洗涤釜、污物釜和冷凝器中进行自循环，实现对物料进行洗涤；

3)洗涤一定时间后，确保洗涤釜中没有液体，关闭所有开启的阀门，停止控温，将洗涤釜卸压阀开启排气后，打开洗涤釜取出物料，开启污物釜排污口处的截止阀，将污物的产品排出并收集。

在步骤1)中，所述的物料一般为衣物，衣物可为毛料、棉、涤纶、睛纶、麻中的至少1种材料制成的衣物，所述的低沸点添加剂是指能和步骤2)中所述的能形成液体、汽体或超临界流体的液体具有相溶性，在操作温度范围内能以汽相或汽液两相存在的物质，低沸点添加剂可为乙醇、丙酮、香味剂、薄荷醇、苯甲醇、苯乙醇中的至少1种。

在步骤2)中，所述的液体、汽体或超临界流体是指液态二氧化碳、汽态二氧化碳或超临界二氧化碳，或是指轻质烃中的至少1种所对应的液态、汽态或超临界流体状态。所述的轻质烃可为乙烯、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷或液化气。所述的洗涤釜的温度最好为20～50℃，污物釜的温度最好为30～50℃，冷凝器的温度最好为—5～5℃。

在步骤3)中，所述的污物主要指油渍、血渍、异味物等。所述的洗涤的时间可为0.5～10h，具体根据不同物料设定。

本发明的控制显示部分包括洗涤釜压力显示器(注：整体系统根据需要操作压力0.1～30MPa)、洗涤釜温度显示控制器(一般温度为10～50℃，非超临界流体操作10～30℃)、污物釜温度显示控制器(一般温度为30～50℃)和冷凝器温度显示控制器(一般温度为—5～5℃)。

与现有采用液态二氧化碳或超临界二氧化碳进行干洗的相关技术比较，本发明具有以下突出优点和效果：(1)衣物和亚或超临界流体(如二氧化碳)在高压洗涤釜中短暂接触后，污物和液态流体通过虹吸机理进入污物釜并进行污物和流体的分离，流体冷凝后重新回到高压洗涤釜中。(2)洗涤釜可以通过改变洗涤温度达到超临界流体状态进行超临界流体下的预洗，然后通过降低温度切换到亚临界流体，因此可以进行亚/超临界流体的结合；并且亚、超临界所需的温度变化范围小(10～50℃)。(3)污物可以在污物釜中积累到一定的时间排放，无需一次洗涤一次排放。(4)该工艺装置无需高压泵输送溶剂过程，而仅仅依靠虹吸现象和控制小范围的温差来输送高压流体，从而实现溶剂的封闭循环回流，实现新鲜溶剂连续接触、洗涤衣物，达到提高传质推动力的作用。(5)可以在系统中加入低沸点的填加剂来增加水溶性物的洗涤效果和增加衣物的性能(如增香等)。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明设有洗涤釜B、虹吸管C、污物釜D、提升管E和冷凝器F；洗涤釜B外接高压流体源瓶A(内装高压气体或液体)，虹吸管C设于洗涤釜B与污物釜D之间，污物釜D设有加热装置，污物釜D设有排污口，提升管E设于污物釜D与冷凝器F之间，冷凝器F的出口与洗涤釜B之间设有回水管H。

洗涤釜B上部设有液位视窗G和压力显示器P，洗涤釜B的高压流体源入口装有截止阀V1。洗涤釜B底部设有卸压阀V2。洗涤釜B与污物釜D之间设有连接管，连接管上设有开关阀V4。虹吸管C上设有开关阀V5。污物釜D的排污口装有截止阀V3。回水管上设有开关阀V6。

控制显示部分包括洗涤釜压力显示器(注：整体系统根据需要操作压力0.1～30MPa)、洗涤釜温度显示控制器T1(一般温度为10～50℃，非超临界流体操作10～30℃)、污物釜温度显示控制器T2(一般温度为30～50℃)和冷凝器温度显示控制器T3(一般温度为—5～5℃)。

下面结合自循环干洗机的具体结构和操作步骤进一步说明本发明：

参见图1，干洗部分由带视窗G的高压洗涤釜B、污物釜D和虹吸管C组成。洗涤釜B为体积为50mL～5000L的耐压容器(最高耐压30MPa)，其可以用夹套式水浴或浸入式水浴的方法控制操作温度为10～50℃，另外其顶端部位配有耐高压的观察窗，其内设有可方便取出的不锈钢篮子(图中未画出)。虹吸管C根据洗涤釜B的大小可以是外径2～20mm的耐压钢管或其多根管组合。除虹吸管C外，洗涤釜B与污物釜D之间还设有一连接管作为洗涤釜B的排空之用。连接管上安装截至阀V4，虹吸管C上安装截至阀V5。洗涤釜B的入口有和高压气瓶相连的管线并有截至阀V1；洗涤釜B的底部有放空的管线并有截至阀V2。污物分离部分由污物釜D、蒸气提升管E和连接蒸气提升管E的冷凝器F组成。污物釜D为50mL～5000L的耐压容器(最高耐压10MPa)，底部有污物放空管并装有截至阀V3，顶部和蒸气提升管E相连；污物釜D有电加热装置(加热管或加热带)，控制其操作温度为32～60℃之间。蒸气提升管E为外径6mm～200mm的耐压钢管或其多根管组合，其外部用保温材料保温。冷凝器F可以是耐压的管壳式换热器，也可以是耐压的夹套式换热器和浸入冰水式换热器(最高耐压10MPa)。冷凝器F(换热器)的冷媒可以是冰水或冷冻的酒精(温度—5～5℃之间均可以)。冷凝器F底部和洗涤釜B的顶部相连，连接的耐压钢管外径2～20mm，或其多根管组合，其上有截至阀V6。控制显示部分包括洗涤釜B的压力显示器P(根据系统操作压力需要，P可为0.1～30MPa)、洗涤釜温度显示控制器T1(10～50℃)(非超临界流体操作10～30°℃)、污物釜温度显示控制器T2(30～50℃)和冷凝器温度显示控制器T3(—5～5℃)。

先打开洗涤B，装入需要干洗的衣物以及添加剂于洗涤釜B中的料篮中，合上洗涤釜B的盖。操作前检查气密性，检查污物釜D加热保温情况，检查仪表显示和控制情况，确认没有问题后，用氮气(或二氧化碳)吹扫系统，关闭所有阀门。设计和控制好污物釜D的温度。开高压气瓶或液瓶A和阀门V1往洗涤釜B中装入液体流体(如二氧化碳)，观测视窗G，当达到所需的液位后关闭V1。亚临界或亚临界结合超临界干洗约一定时间，然后开启V5和V6，洗涤釜中液体流体在虹吸作用下，很快完全流入污物釜D。污物釜D中流体受热蒸发，很快通过蒸气提升管E在冷凝器F中冷却经V6回到洗涤釜B。如此循环，一定时间后停止干洗：首先停止污物釜D的加热；然后打开V4将洗涤釜B中的液态流体完全放到污物釜D中，将污物釜D的温度降低，以尽量减少气相密度；关闭所有阀门，然后打开阀门V2卸压，待压力表表压P为零时，打开洗涤釜B，取出衣物。污物用阀门V3压出(一般累积一定量后排放)。下一次干洗时则根据卸压等损失的二氧化碳量进行二氧化碳的补充，无需将洗涤釜B加满。下面给出几种不同的应用实施例。

实施例1

油污的棉织物亚临界二氧化碳洗涤

涂有机油的棉织物；二氧化碳，纯度≥98％。污物釜D温度321K。压力P为6MPa，温度T1为291K。干洗自循环3次(约27分钟)，棉织物无油附着，去除率96％；自循环4次(约36分钟)，油去除率99％。当洗涤釜B温度297K时，干洗自循环2次(约18分钟)，棉织物无油附着，去除率94％；自循环3次，油去除率97％。

实施例2

油污的毛料布亚临界二氧化碳洗涤

涂有机油的棉织物；二氧化碳，纯度≥98％。污物釜D温度321K，压力P为6MPa，洗涤釜B的温度T1为297K，干洗自循环2次，棉织物无油附着，去除率89％；自循环3次，油去除率98％。

实施例3

油污的棉织物亚临界结合超临界二氧化碳洗涤

涂有机油的棉织物；二氧化碳，纯度≥98％。洗涤釜B温度先保持313K，压力P显示约9MPa，保持10分钟。然后保持洗涤釜B温度保持297K，进行干洗自循环2次，棉织物无油附着，去除率99％。

实施例4

鸡血渍的棉织物亚临界二氧化碳洗涤(加添加剂)

涂有鸡血渍的棉织物(面积约4cm²)；二氧化碳，纯度≥98％。污物釜D温度321K，压力P显示约6MPa，洗涤釜B温度297K。干洗自循环4次，棉织物仍有少量血渍；滴加1ml丙酮，自循环4次，棉织物上无血渍。

Claims (10)

1.一种自循环干洗机，其特征在于设有洗涤釜、虹吸管、污物釜、提升管和冷凝器；洗涤釜设有压力流体源的进口，虹吸管设于洗涤釜与污物釜之间，污物釜设有加热装置，污物釜设有排污口，提升管设于污物釜与冷凝器之间，冷凝器的出口与洗涤釜之间设有回水管。

2.如权利要求1所述的一种白循环干洗机，其特征在于洗涤釜上设有液位视窗。

3.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于洗涤釜上设有压力显示器。

4.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于洗涤釜的压力流体源进口装有截止阀。

5.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于洗涤釜上设有卸压阀。

6.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于洗涤釜与污物釜之间设有连接管，连接管上设有开关阀。

7.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于虹吸管上设有开关阀。

8.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于污物釜的排污口装有截止阀。

9.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于回水管上设有开关阀。

10.如权利要求1所述的一种自循环干洗机，其特征在于洗涤釜上设有温度显示控制器，污物釜上设有温度显示控制器，冷凝器上设有温度显示控制器。

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