CN103061066B - 多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于包括：液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、抽真空总线、气相介质压缩总线、气相平衡总线、热风进口总线、热风出口总线、热蒸汽进口总线、热蒸汽出口总线、冷却水进口总线和冷却水出口总线；并联在上述总线上的n个改性釜，n≥1。本发明还提供了一种基于上述装备的晶变改性工艺。本发明的装备与工艺使天然纤维、纱线、织物的纤维素晶格结构发生变化，提高了天然纤维、纱线、织物的品质及其纺织染性能，同时，系统能耗小、生产效率高、运行成本低、工艺易实现、对环境无污染、可产业化生产。

Description

多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺

技术领域

本发明涉及一种天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺，尤其是涉及一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺，属于高端纺织装备领域。

背景技术

目前针对天然纤维、纱线、织物的改性方法有：物理改性法，包括机械研磨法、蒸汽闪爆发法、电子/微波/超声波辐射法、等离子体改性法；化学改性法，包括碱丝光处理、树脂/壳聚糖整理、尿素法改性、阳离子改性、化学接枝改性；生物技术改性法，包括生物酶改性、丝胶胶原蛋白整理；纳米技术改性；超临界流体介质改性等。

上述改性方法中机械研磨法效率低；蒸汽闪爆发法、等离子体改性法的设备多用于实验室研究；电子/微波/超声波辐射法成本高；碱丝光处理、树脂/壳聚糖整理、尿素法改性、阳离子改性对环境有污染；生物酶改性、丝胶胶原蛋白整理工艺复杂，原料成本高；化学接枝改性、纳米技术改性的研究处在理论阶段或实验室阶段；超临界流体介质改性由于介质很难达到超临界流体状态而不能产业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种使天然纤维、纱线、织物的纤维素晶格结构发生变化的改性装备与工艺，以提高天然纤维、纱线、织物的品质及其纺织染性能，同时，系统能耗小、生产效率高、运行成本低、工艺易实现、对环境无污染、可产业化生产。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：包括液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、抽真空总线、气相介质压缩总线、气相平衡总线、热风进口总线、热风出口总线、热蒸汽进口总线、热蒸汽出口总线、冷却水进口总线和冷却水出口总线；n个改性釜并联在上述总线上，n≥1；低压大流量充液支路、高压小流量充液支路、低压大流量回液支路、低压小流量回液支路、抽真空支路、气相介质压缩支路和平衡支路分别接入液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、抽真空总线、气相介质压缩总线和气相平衡总线，热风循环系统的出口和进口分别接入热风进口总线和热风出口总线，热蒸汽循环系统的出口和进口分别接入热蒸汽进口总线和热蒸汽出口总线，冷却水循环系统的出口和进口分别接入冷却水进口总线和冷却水出口总线。

优选地，所述改性釜具有快开门装置，内部安装承载待改性物料的转笼、热交换盘管和传感器系统，天然纤维、纱线、织物的晶变改性在所述改性釜内进行，各所述改性釜并发运行、同时工作在不同的工艺段。

优选地，所述低压大流量充液支路包括低压大流量液态介质泵一；所述高压小流量充液支路包括高压小流量液态介质泵；所述低压大流量充液支路和所述高压小流量充液支路汇合后串联液态介质过滤器一并与充液储罐的出液口相联接。

优选地，所述低压大流量回液支路包括依次串联的液态介质释压器、液态介质过滤器二、低压大流量液态介质泵二和单向阀一；所述低压小流量回液支路包括依次串联的液态介质过滤器三、低压小流量液态介质泵和单向阀二；所述低压大流量回液支路和所述低压小流量回液支路汇合后与回液储罐的进液口相联接。

优选地，所述充液储罐的液态平衡口、气相平衡口分别与所述回液储罐的液态平衡口、气相平衡口相联接。

优选地，所述抽真空支路包括真空泵组，真空泵组的出口端形成两条支路，一条支路通入大气，另一条支路通入气相介质缓存器一。

优选地，所述气相介质压缩支路分为两条支路，一条支路直接通入气相介质缓存器二，另一条支路经一级压缩机组后再通入气相介质缓存器二。

优选地，所述气相介质缓存器一的容积远远大于所述改性釜的容积，气相介质缓存器一内的气相介质经一级压缩机组压缩回收至气相介质缓存器二，气相介质缓存器一的最大极限压力、最小极限压力与一级压缩机组相匹配；所述气相介质缓存器二的容积远远大于所述改性釜的容积，气相介质缓存器二内的气相介质经二级压缩机组压缩回收至冷凝器后冷凝为液态介质，以循环利用，气相介质缓存器二的最大极限压力、最小极限压力与二级压缩机组、冷凝器相匹配，且气相介质缓存器二的最大极限压力小于所述改性釜内的压力。

优选地，所述一级压缩机组为小功率压缩机组；所述二级压缩机组为大功率压缩机组。

优选地，所述平衡支路与充液储罐、回液储罐的气相平衡口相联接。

本发明还提供了一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺，其特征在于，包括依次进行的以下工艺步骤：准备工序、充液工序、保压工序、液态介质回收工序、气相介质回收工序和平衡工序。

优选地，所述准备工序的过程为：待充液储罐与回液储罐液态平衡并气相平衡后，开启改性釜的快开门装置，将烘干预处理后的物料装入转笼，将转笼装入改性釜，关闭改性釜的快开门装置；由抽真空支路通过抽真空总线对改性釜进行空气抽真空，将改性釜内的空气排至大气中；当改性釜内满足压力要求时，由平衡支路通过气相平衡总线对改性釜进行气相平衡。

优选地，所述充液工序的过程为：在改性系统气相平衡条件下由低压大流量充液支路通过液态介质低压大流量充液总线对改性釜进行大流量平衡充液，将充液储罐内的液态介质充入改性釜内，使浸没全部物料后，关闭改性釜与气相平衡总线相连的阀门；由高压小流量充液支路通过液态介质高压小流量充液总线对改性釜进行小流量升压充液，继续将充液储罐内的液态介质充入改性釜内，使达到所需的改性压力。

优选地，所述保压工序的过程为：当充液完成并改性釜内达到所需的改性压力后，保压3-5min，使液态介质渗透到改性釜内物料的纤维晶格结构中，使纤维素的晶格结构发生变化。

优选地，所述液态介质回收工序的过程为：由低压大流量回液支路通过液态介质低压大流量回液总线对改性釜进行大流量释压回液，将改性釜内的液态介质快速回收至液态介质释压器后再回收至回液储罐；当改性釜内压力与液态介质释压器内压力平衡后，在改性系统气相平衡条件下对改性釜进行大流量平衡回液，将改性釜内的液态介质回收至回液储罐；当改性釜内液态介质约为充入量的10％时，改性釜内的转笼转动，由低压小流量回液支路通过液态介质低压小流量回液总线对改性釜进行小流量平衡回液，将改性釜内剩余的液态介质回收至回液储罐；当回收尽改性釜内的液态介质时，转笼停止转动。

优选地，所述气相介质回收工序的过程为：改性釜内蒸发气化的气相介质在压力能作用下经气相介质压缩总线自然回收至气相介质压缩支路的气相介质缓存器二，直到改性釜与气相介质缓存器二气压平衡；改性釜内的气相介质经气相介质压缩总线后经气相介质压缩支路的一级压缩机组压缩回收至气相介质缓存器二，直到改性釜内约为大气压力；由热蒸汽循环系统通过热蒸汽进口总线和热蒸汽出口总线向改性釜内的热交换盘管通入热蒸汽，使物料中残留液态介质快速蒸发气化；由抽真空支路通过抽真空总线对改性釜进行介质抽真空，将改性釜内的气相介质回收至抽真空支路的气相介质缓存器一，直到改性釜内满足压力要求；当气相介质缓存器一内压力达设定的上极限压力时，气相介质缓存器一内的气相介质经一级压缩机组压缩回收至气相介质缓存器二；当气相介质缓存器一内压力为设定的下极限压力时，停止一级压缩机组；当气相介质缓存器二内压力达设定的上极限压力时，气相介质缓存器二内的气相介质经二级压缩机组压缩回收至冷凝器冷凝为液态介质；当气相介质缓存器二内压力为设定的下极限压力时，停止二级压缩机组。

优选地，所述平衡工序的过程为：由热风循环系统通过热风进口总线和热风出口总线向改性釜内通入热风对物料进行热风空气洗2min左右；由冷却水循环系统通过冷却水进口总线和冷却水出口总线向改性釜的热交换盘管通入冷却水，直到改性釜内温度低于45℃；开启改性釜的快开门装置，将转笼从改性釜内提起，移至改性釜外。

本发明提供的多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺将具有高压、负压、动密封、间歇式运行特点的单改性釜工作模式变成了多改性釜并发运行的连续式工作模式，即在同一时刻各改性釜并发运行不同的工艺内容。在晶变改性过程中可插入等待时间，从而在时序保证了多改性釜并发运行时液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、气相介质压缩总线、抽真空总线互不干涉，热风总线和冷却水总线也互不干涉，各改性釜的工艺流程按时序并发运行。

本发明采用以上技术方案的优点如下：

1、将具有高压、负压、动密封、间歇式运行特点的单改性釜间歇运行的工作模式变成了多改性釜并发运行的连续式工作模式，全程流水线、自动化操作，劳动强度小，改性效率高，提高了设备利用率，降低了设备成本和生产成本。

2、液态介质泵、真空泵组、压缩机组等大功率设备在连续稳定状态下运行，优化了工况，节能降耗，并提高了设备的使用寿命。

3、改性介质的相变过程和系统的工艺参数可调控，拓宽了装备与工艺的适用范围，可用于各种天然纤维、纱线、织物的晶变改性。

4、充液、液态介质回收、气相介质回收充分利用液态介质和气相介质的平衡原理及压力能，降低了系统能耗。

5、液态介质释压器的采用，使改性釜内的液态介质快速释压回收，对物料具有压力突变的膨化作用，有利于提高改性效果。

6、液态介质变速回收、气相介质分级压缩和高效冷凝、介质抽真空、转笼脱液、热蒸汽换热等使液态介质蒸发气化量最小、改性介质充分回收并循环利用，实现了改性过程无污染、零排放。

7、在晶变改性过程中可插入等待时间，在时序上保证了多改性釜并发运行时各总线互不干涉，各改性釜的工艺流程按时序并发运行。

附图说明

图1为本发明多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备原理图；

图2为本发明多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺流程图；

图3为本发明多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺中改性釜的工作压力一时序图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实施例所用改性介质为液态氨。

本发明提供的多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备如图1所示，包括：液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、抽真空总线、气相介质压缩总线、气相平衡总线、热风进口总线、热风出口总线、热蒸汽进口总线、热蒸汽出口总线、冷却水进口总线和冷却水出口总线；并联在上述总线上的n个改性釜，n≥1；并联在液态介质低压大流量充液总线上的低压大流量充液支路、并联在液态介质高压小流量充液总线上的高压小流量充液支路、并联在液态介质低压大流量回液总线上的低压大流量回液支路、并联在液态介质低压小流量回液总线上的低压小流量回液支路、并联在抽真空总线上的抽真空支路、并联在气相介质压缩总线上的气相介质压缩支路、并联在气相平衡总线上的平衡支路；若干阀门。

热风进口总线和热风出口总线分别与热风机17的出口和进口相联接。

热蒸汽进口总线和热蒸汽出口总线分别与蒸汽锅炉18的出口和进口相联接。

冷却水进口总线和冷却水出口总线分别与冷却塔19的出口和进口相联接。

改性釜i(i＝1，2，...，n)内压力为p_i(i＝1，2，...，n)，容积相等为v_i(i＝1，2，...，n)，具有快开门装置，内部安装承载待改性物料的转笼、热交换盘管和传感器系统，天然纤维、纱线、织物的晶变改性在改性釜内进行，各改性釜并发运行、同时工作在不同的工艺段。改性过程中液态氨回收后，改性釜内充满蒸发气化的氨气，压力为p_0i。物料为天然纤维和纱线。传感器系统包括压力传感器、温度传感器和液位传感器等，用于实时测控改性釜内压力、温度和液位。

低压大流量充液支路包括低压大流量液态介质泵一1；高压小流量充液支路包括高压小流量液态介质泵2；低压大流量充液支路和高压小流量充液支路汇合后串联液态介质过滤器一3并与充液储罐的出液口相联接。

低压大流量回液支路包括依次串联的液态介质释压器4、液态介质过滤器二5、低压大流量液态介质泵二6和单向阀一9；低压小流量回液支路包括依次串联的液态介质过滤器三7、低压小流量液态介质泵8和单向阀二10；低压大流量回液支路和低压小流量回液支路汇合后与回液储罐的进液口相联接。单向阀一9和单向阀二10防止非正常情况下回液储罐内的液态氨反冲至低压大流量液态介质泵二6和低压小流量液态介质泵8。

抽真空支路包括真空泵组11，真空泵组11后分为通入大气和通入气相介质缓存器一12的两条分支路。

气相介质压缩支路分为直接通入气相介质缓存器二13和经一级压缩机组14再通入气相介质缓存器二13的两条分支路。

平衡支路与充液储罐、回液储罐的气相平衡口相联接。

低压大流量液态介质泵一1、高压小流量液态介质泵2、低压大流量液态介质泵二6和低压小流量液态介质泵8为可变压、可变流的泵组。

液态介质过滤器一3过滤进入低压大流量液态介质泵一1和高压小流量液态介质泵2的液态氨；液态介质过滤器二5和液态介质过滤器三7分别过滤进入低压大流量液态介质泵二6和进入低压小流量液态介质泵8的液态氨。

充液储罐存储液态氨；回液储罐存储从改性釜回收的液态氨；充液储罐的液态平衡口、气相平衡口分别与回液储罐的液态平衡口、气相平衡口相联接。

气相介质缓存器一12内压力为P₁、容积为V₁，V₁＞＞v_i(i＝1，2，...，n)，存储真空泵组回收的氨气，气相介质缓存器一12内的氨气经一级压缩机组14压缩回收至气相介质缓存器二13，设定与一级压缩机组14匹配的P₁的极限压力为P_1max和P_1min。

气相介质缓存器二13内压力为P₂、容积为V₂，存储自然回收的氨气和一级压缩机组14压缩回收的氨气，气相介质缓存器二13内的氨气经二级压缩机组15压缩回收至冷凝器16后冷凝为液态氨，以循环利用，设定与二级压缩机组15和冷凝器16匹配的P₂的极限压力为P_2max和P_2min，且P_2max＜p_0i(i＝1，2，...，n)、V₂＞＞v_i(i＝1，2，...，n)。

一级压缩机组14为小功率压缩机组。

二级压缩机组15为大功率压缩机组。

若干阀门控制介质通断和流向。

本发明提供的多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺如图2所示，包括依次进行的准备工序、充液工序、保压工序、液态介质回收工序、气相介质回收工序和平衡工序。

准备工序包括快开门开启、转笼入釜、快开门关闭、空气抽真空、气相平衡。准备工序过程为：开启充液储罐、回液储罐的液态平衡口，使充液储罐与回液储罐液态平衡；开启充液储罐、回液储罐的气相平衡口，使充液储罐与回液储罐气相平衡。开启快开门装置，将烘干预处理后的纤维和纱线装入转笼，将转笼装入改性釜，关闭快开门装置。开启第一个改性釜上与抽真空总线相连的阀门、抽真空后通入大气的阀门，使第一个改性釜内的空气通过抽真空总线经真空泵组11排至大气中，当第一个改性釜内压力约为130Pa时，关闭第一个改性釜上与抽真空总线相连的阀门。对其他改性釜亦相同，当最后一个改性釜空气抽真空后，关闭通入大气的阀门。开启第一个改性釜上与气相平衡总线相连的阀门，通过气相平衡总线和气相平衡支路使第一个改性釜与充液储罐、回液储罐为气相平衡压力P₀′。对其他改性釜亦相同。

充液工序包括大流量平衡充液、小流量升压充液。充液工序过程为：开启充液储罐出液口的阀门、低压大流量充液支路上的阀门、第一个改性釜与液态介质低压大流量充液总线相连的阀门，充液储罐内的液态氨经液态介质过滤器一3、低压大流量液态介质泵一1、液态介质低压大流量充液总线充入第一个改性釜内，使浸没全部纤维和纱线，关闭第一个改性釜与液态介质低压大流量充液总线相连的阀门、与气相平衡总线相连的阀门。对其他改性釜亦相同，当最后一个改性釜大流量平衡充液后，关闭低压大流量充液支路上的阀门。开启高压小流量充液支路上的阀门、第一个改性釜与液态介质高压小流量充液总线相连的阀门，充液储罐内的液态氨经液态介质过滤器一3、高压小流量液态介质泵2、液态介质高压小流量充液总线充入第一个改性釜内，使第一个改性釜内达到所需的改性压力Pg，关闭第一个改性釜与液态介质高压小流量充液总线相连的阀门。对其他改性釜亦相同，当最后一个改性釜小流量升压充液后，关闭高压小流量充液支路上的阀门、充液储罐出液口的阀门。

保压工序是指液态氨充入完成并改性釜内达到所需的改性压力后，保压3-5min，使液态氨渗透到纤维和纱线的纤维晶格结构中，使纤维素的晶格结构发生变化。

液态介质回收工序包括大流量释压回液、大流量平衡回液、小流量平衡回液并转笼脱液。液态介质回收工序过程为：开启第一个改性釜上与液态介质低压大流量回液总线相连的阀门、回液储罐进液口的阀门，第一个改性釜内的液态氨通过液态介质低压大流量回液总线快速进入液态介质释压器4，并经液态介质过滤器二5、低压大流量液态介质泵二6和单向阀一9回收至回液储罐。当第一个改性釜内为设定的液态介质释压压力Psy时，开启第一个改性釜上与气相平衡总线相连的阀门，通过气相平衡总线使第一个改性釜与回液储罐、充液储罐为气相平衡压力P₀′。当第一个改性釜内液态氨约为充入量的10％时，关闭第一个改性釜上与液态介质低压大流量回液总线相连的阀门。转笼转动，开启第一个改性釜上与液态介质低压小流量回液总线相连的阀门，第一个改性釜内剩余的液态氨经液态介质低压小流量回液总线、液态介质过滤器三7、低压小流量液态介质泵8和单向阀二10回收至回液储罐，当回收尽第一个改性釜内的液态氨时，转笼停止转动，关闭第一个改性釜上与液态介质低压小流量回液总线相连的阀门、与气相平衡总线相连的阀门。对其他改性釜亦相同，当最后一个改性釜小流量平衡回液后，关闭回液储罐进液口的阀门。

气相介质回收工序包括气相介质自然回收、气相介质压缩回收、介质抽真空同时蒸汽换热。气相介质回收工序过程为：开启第一个改性釜上与气相介质压缩总线相连的阀门、气相介质压缩支路上直接与气相介质缓存器二13相连的阀门，由于p_0i＞P_2max(i＝1，2，...，n)、v_i＜＜V₂(i＝1，2，...，n)，第一个改性釜内蒸发气化的氨气在压力能作用下通过气相介质压缩总线自然回收至气相介质压缩支路的气相介质缓存器二13，当p₁＝P₂时，关闭气相介质压缩支路上直接与气相介质缓存器二13相连的阀门。开启气相介质压缩支路上位于一级压缩机组14与气相介质缓存器一12之间的阀门，第一个改性釜内的氨气通过气相介质压缩总线经一级压缩机组14压缩回收至气相介质缓存器二13，当p₁约为大气压力时，关闭位于一级压缩机组14与气相介质缓存器一12之间的阀门、第一个改性釜上与气相介质压缩总线相连的阀门。对其他改性釜亦相同。开启第一个改性釜上与热蒸汽进口总线相连的阀门、与热蒸汽出口总线相连的阀门，通过热蒸汽进口总线和热蒸汽出口总线向第一个改性釜的热交换盘管通入热蒸汽，使纤维和纱线中残留液态氨快速蒸发气化。开启第一个改性釜上与抽真空总线相连的阀门、抽真空支路上位于真空泵组11与气相介质缓存器一12之间的阀门，第一个改性釜内的氨气通过抽真空总线经真空泵组11回收至气相介质缓存器一12，当p₁约为130Pa并稳定Δt时间后，关闭第一个改性釜上与抽真空总线相连的阀门、与热蒸汽进口总线相连的阀门、与热蒸汽出口总线相连的阀门。对其他改性釜亦相同。当气相介质缓存器一12内压力P₁＝P_1max时，开启位于一级压缩机组14与气相介质缓存器一12之间的阀门，气相介质缓存器一12内的氨气经一级压缩机组14压缩回收至气相介质缓存器二13；当气相介质缓存器一12内压力P₁＝P_1min时，关闭位于一级压缩机组14与气相介质缓存器一12之间的阀门。当气相介质缓存器二13内压力P₂＝P_2max时，开启位于气相介质缓存器二13与二级压缩机组15之间的阀门，气相介质缓存器二13内的氨气经二级压缩机组15压缩回收至冷凝器16冷凝为液态氨；当气相介质缓存器二13内压力P₂＝P_2min时，关闭位于气相介质缓存器二13与二级压缩机组15之间的阀门。

平衡工序包括热风空气洗、冷却水冷却、快开门开启、转笼出釜。平衡工序过程为：开启第一个改性釜上与热风进口总线相连的阀门、与热风出口总线相连的阀门，通过热风进口总线和热风出口总线向第一个改性釜内通入热风对纤维和纱线进行热风空气洗2min左右，关闭第一个改性釜上与热风进口总线相连的阀门、与热风出口总线相连的阀门。对其他改性釜亦相同。开启第一个改性釜上与冷却水进口总线相连的阀门、与冷却水出口总线相连的阀门，通过冷却水进口总线和冷却水出口总线向第一个改性釜的热交换盘管通入冷却水，当第一个改性釜内温度低于45℃时，关闭第一个改性釜上与冷却水进口总线相连的阀门、与冷却水出口总线相连的阀门。开启快开门装置，将转笼从第一个改性釜内提起，移至第一个改性釜外。对其他改性釜亦相同。

至此完成一个改性过程。继续按上述准备工序、充液工序、保压工序、液态介质回收工序、气相介质回收工序、平衡工序循环进行，且多改性釜并发运行。

多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺中改性釜的工作压力-时序如图3所示，包括t1-t19共19个工作时间节点：t1为开启快开门装置的时刻，工作压力为大气压力P₀；t2为将转笼装入改性釜的时刻，工作压力为大气压力P₀；t3为关闭快开门装置的时刻，工作压力为大气压力P₀；t4为空气抽真空、改性釜内压力为130Pa的时刻；t5为改性系统气相平衡的时刻，工作压力为气相平衡压力P₀′；t6为大流量平衡充液、浸没全部纤维和纱线的时刻，工作压力为气相平衡压力P₀′；t7为小流量升压充液、改性釜内达所需改性压力Pg的时刻；t8为保压结束的时刻，工作压力为改性压力Pg；t9为大流量释压回液、改性釜内为设定的液态介质释压压力Psy的时刻；t10为改性系统气相平衡的时刻，工作压力为气相平衡压力_P0′；t11为大流量平衡回液、改性釜内液态氨约为充入量10％的时刻，工作压力为气相平衡压力P₀′；t12为小流量平衡回液、回收尽改性釜内液态氨的时刻，工作压力为气相平衡压力P₀′；t13为氨气自然回收、改性釜与气相介质缓存器2压力平衡的时刻，工作压力为P₂；t14为氨气压缩回收、改性釜内为大气压力P₀的时刻；t15为氨气抽真空、改性釜内压力为130Pa的时刻；t16为氨气抽真空、改性釜内压力稳定的时刻，工作压力为130Pa；t17为热风空气洗结束的时刻，工作压力为大气压力P₀；t18为冷却水冷却、改性釜内温度低于45℃的时刻，工作压力为大气压力P₀；t19为转笼出釜结束的时刻，工作压力为大气压力P₀。

多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备与工艺将具有高压、负压、动密封、间歇式运行特点的单改性釜工作模式变成了多改性釜并发运行的连续式工作模式，即在同一时刻各改性釜并发运行不同的工艺内容。在晶变改性过程中可插入等待时间，从而在时序保证了多改性釜并发运行时液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、气相介质压缩总线、抽真空总线互不干涉，热风总线和冷却水总线也互不干涉，各改性釜的工艺流程按时序并发运行。

Claims (16)

1.一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：包括液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、抽真空总线、气相介质压缩总线、气相平衡总线、热风进口总线、热风出口总线、热蒸汽进口总线、热蒸汽出口总线、冷却水进口总线和冷却水出口总线；n个改性釜并联在上述总线上，n>1；低压大流量充液支路、高压小流量充液支路、低压大流量回液支路、低压小流量回液支路、抽真空支路、气相介质压缩支路和平衡支路分别接入液态介质低压大流量充液总线、液态介质高压小流量充液总线、液态介质低压大流量回液总线、液态介质低压小流量回液总线、抽真空总线、气相介质压缩总线和气相平衡总线，热风循环系统的出口和进口分别接入热风进口总线和热风出口总线，热蒸汽循环系统的出口和进口分别接入热蒸汽进口总线和热蒸汽出口总线，冷却水循环系统的出口和进口分别接入冷却水进口总线和冷却水出口总线。

2.如权利要求1所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述改性釜具有快开门装置，内部安装承载待改性物料的转笼、热交换盘管和传感器系统，天然纤维、纱线、织物的晶变改性在所述改性釜内进行，各所述改性釜并发运行、同时工作在不同的工艺段。

3.如权利要求1所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述低压大流量充液支路包括低压大流量液态介质泵一（1）；所述高压小流量充液支路包括高压小流量液态介质泵（2）；所述低压大流量充液支路和所述高压小流量充液支路汇合后串联液态介质过滤器一（3）并与充液储罐的出液口相联接。

4.如权利要求3所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述低压大流量回液支路包括依次串联的液态介质释压器（4）、液态介质过滤器二（5）、低压大流量液态介质泵二（6）和单向阀一（9）；所述低压小流量回液支路包括依次串联的液态介质过滤器三（7）、低压小流量液态介质泵（8）和单向阀二（10）；所述低压大流量回液支路和所述低压小流量回液支路汇合后与回液储罐的进液口相联接。

5.如权利要求4所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述充液储罐的液态平衡口、气相平衡口分别与所述回液储罐的液态平衡口、气相平衡口相联接。

6.如权利要求1所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述抽真空支路包括真空泵组（11），真空泵组（11）的出口端形成两条支路，一条支路通入大气，另一条支路通入气相介质缓存器一（12）。

7.如权利要求6所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述气相介质压缩支路分为两条支路，一条支路直接通入气相介质缓存器二（13），另一条支路经一级压缩机组（14）后再通入气相介质缓存器二（13）。

8.如权利要求7所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述气相介质缓存器一（12）的容积远远大于所述改性釜的容积，气相介质缓存器一（12）内的气相介质经一级压缩机组（14）压缩回收至气相介质缓存器二（13），气相介质缓存器一的最大极限压力、最小极限压力与一级压缩机组相匹配；所述气相介质缓存器二的容积远远大于所述改性釜的容积，气相介质缓存器二（13）内的气相介质经二级压缩机组（15）压缩回收至冷凝器（16）后冷凝为液态介质，以循环利用，气相介质缓存器二（13）的最大极限压力、最小极限压力与二级压缩机组（15）、冷凝器（16）相匹配，且气相介质缓存器二（13）的最大极限压力小于所述改性釜内的压力。

9.如权利要求8所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述一级压缩机组（14）为小功率压缩机组；所述二级压缩机组（15）为大功率压缩机组。

10.如权利要求4所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性装备，其特征在于：所述平衡支路与充液储罐、回液储罐的气相平衡口相联接。

11.一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺，其特征在于，包括依次进行的以下工艺步骤：准备工序、充液工序、保压工序、液态介质回收工序、气相介质回收工序和平衡工序；

所述充液工序的过程为：在改性系统气相平衡条件下由低压大流量充液支路通过液态介质低压大流量充液总线对改性釜进行大流量平衡充液，将充液储罐内的液态介质充入改性釜内，使浸没全部物料后，关闭改性釜与气相平衡总线相连的阀门；由高压小流量充液支路通过液态介质高压小流量充液总线对改性釜进行小流量升压充液，继续将充液储罐内的液态介质充入改性釜内，使达到所需的改性压力。

12.如权利要求11所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺，其特征在于，所述准备工序的过程为：待充液储罐与回液储罐液态平衡并气相平衡后，开启改性釜的快开门装置，将烘干预处理后的物料装入转笼，将转笼装入改性釜，关闭改性釜的快开门装置；由抽真空支路通过抽真空总线对改性釜进行空气抽真空，将改性釜内的空气排至大气中；当改性釜内满足压力要求时，由平衡支路通过气相平衡总线对改性釜进行气相平衡。

13.如权利要求11所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺，其特征在于，所述保压工序的过程为：当充液完成并改性釜内达到所需的改性压力后，保压3-5min，使液态介质渗透到改性釜内物料的纤维晶格结构中，使纤维素的晶格结构发生变化。

14.如权利要求11所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺，其特征在于，所述液态介质回收工序的过程为：由低压大流量回液支路通过液态介质低压大流量回液总线对改性釜进行大流量释压回液，将改性釜内的液态介质快速回收至液态介质释压器（4）后再回收至回液储罐；当改性釜内压力与液态介质释压器（4）内压力平衡后，在改性系统气相平衡条件下对改性釜进行大流量平衡回液，将改性釜内的液态介质回收至回液储罐；当改性釜内液态介质约为充入量的10%时，改性釜内的转笼转动，由低压小流量回液支路通过液态介质低压小流量回液总线对改性釜进行小流量平衡回液，将改性釜内剩余的液态介质回收至回液储罐；当回收尽改性釜内的液态介质时，改性釜内的转笼停止转动。

15.如权利要求11所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺，其特征在于，所述气相介质回收工序的过程为：改性釜内蒸发气化的气相介质在压力能作用下经气相介质压缩总线自然回收至气相介质压缩支路的气相介质缓存器二（13），直到改性釜与气相介质缓存器二（13）气压平衡；改性釜内的气相介质经气相介质压缩总线后经气相介质压缩支路的一级压缩机组（14）压缩回收至气相介质缓存器二（13），直到改性釜内约为大气压力；由热蒸汽循环系统通过热蒸汽进口总线和热蒸汽出口总线向改性釜内的热交换盘管通入热蒸汽，使物料中残留液态介质快速蒸发气化；由抽真空支路通过抽真空总线对改性釜进行介质抽真空，将改性釜内的气相介质回收至抽真空支路的气相介质缓存器一（12），直到改性釜内满足压力要求；当气相介质缓存器一（12）内压力达设定的上极限压力时，气相介质缓存器一（12）内的气相介质经一级压缩机组（14）压缩回收至气相介质缓存器二（13）；当气相介质缓存器一（12）内压力为设定的下极限压力时，停止一级压缩机组（14）；当气相介质缓存器二（13）内压力达设定的上极限压力时，气相介质缓存器二（13）内的气相介质经二级压缩机组（15）压缩回收至冷凝器（16）冷凝为液态介质；当气相介质缓存器二（13）内压力为设定的下极限压力时，停止二级压缩机组（15）。

16.如权利要求11所述的一种多总线多改性釜并行的天然纤维、纱线、织物晶变改性工艺，其特征在于，所述平衡工序的过程为：由热风循环系统通过热风进口总线和热风出口总线向改性釜内通入热风对物料进行热风空气洗2min左右；由冷却水循环系统通过冷却水进口总线和冷却水出口总线向改性釜的热交换盘管通入冷却水，直到改性釜内温度低于45℃；开启改性釜的快开门装置，将转笼从改性釜内提起，移至改性釜外。