CN105544121B - 一种高效疏水吸油多级处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效疏水吸油多级处理装置,包括放卷装置、浸润挤压装置、焙烘装置、喷涂装置、冷却收卷装置、气体循环装置。其特征在于将多孔材料如海绵、三维多孔织物等,通过放有纳米颗粒整理液的浸润挤压装置,经充分浸渍、罗拉挤压后,输送到焙烘装置,设置温度梯度(90℃,85℃,80℃,75℃)进行逐级烘干,实现纳米颗粒与多孔材料的均匀吸附,再将其输送到安装有360°全方位喷渍的多喷头喷涂装置、二级焙烘装置迅速烘干、冷却定型、收卷一次成型,气体循环装置对挥发溶剂循环利用,从而实现超疏水亲油材料的连续化制备。本发明的优点是操作简单,连续化生产,环保节能,降低成本。本发明还可以应用于网具、面料的功能整理,具有广阔的市场前景。

Description

一种高效疏水吸油多级处理装置
技术领域
本发明涉及功能材料整理装置,特别是溢油吸附材料方面的一种高效疏水亲油多级处理装置。
背景技术
随着世界各国对石油需求的日益增长,石油作为全球性的污染物,大量进入海洋,远远超过其它污染物排放速度。据统计,全球每年生产的32亿吨石油中约有1/1000即320万吨进入海洋环境,泄漏到水体中的石油不仅给我们带来严重的经济损失,更对海洋生态环境和周边海岸造成了重大的污染,因此,对海洋水体油污的有效回收是一个亟待解决的问题。
水体油污的回收和处理方法大致分为围栏法、吸附法和油拖把法。围栏法和有拖把法,吸油能力差,溢油回收效率低。吸附法是采用拒水吸油材料将溢油吸附其中,以油泵抽滤或者轧压等方法将溢油收集。该方法可以在处理溢油的同时,将溢油回收再利用。目前,常用的吸油材料有吸油海绵,吸油织物和吸油缆等材料。专利“一种三维天然纤维吸油材料的制备方法”(CN104328603A)以天然纤维为原料,通过气流成网方式,热粘合技术,制成三维纤维集合体结构。以天然纤维为原料,制成的吸油材料具有吸油效率低的缺点。专利“一种基于棉纤维三维网络吸油材料”(CN103724564A)通过棉纤维与甲基丙烯酸酯的接枝反应制备了一种具有稳定三维结构的木棉纤维吸油材料,但其纤维原料的化学改性实现,大大增加了成本。专利“一种三维立体吸油面料”(CN104831449A)以麻纤维、竹纤维、聚乳酸纤维、壳聚糖纤维等作为纱线,依据三维织造技术织造而成,但其织造技术过于复杂。专利“一种多孔吸油材料的制备方法”(CN104448317A)以有机硅氧烷为予聚体,加入交联剂,功能助剂,添加剂,通过特定处理得到多孔有机硅氧烷吸油海绵材料。以化学方法制成的多孔材料,虽然在吸油性有一定提高,但其极易造成环境污染。以上几种专利方法都不易实现产业化生产,生产效率低。中国专利CN 104725662 A、CN 104163934 A、CN 104231211 A等都报道了亲油疏水海绵的制备方法,虽都能达到良好的吸油效果,但都存在工艺复杂、生产效率低等问题。
本发明涉及一种高效疏水亲油多级处理装置,立体多孔材料如海绵、三维多孔织物等具有多孔性、比表面积大、溢油吸附能力强等特点,尤其是通过疏水亲油一系列整理,具有超强的吸油性能。而目前对疏水亲油立体多孔材料的制备主要是通过喷涂工艺或是浸渍工艺,制备过程过于繁琐,鉴于此本发明提供一种高效疏水亲油多级处理装置,实现立体多孔性溢油吸附材料的整体浸润、表面喷涂一体式成型制备,且能连续化生产。
发明内容
本发明针对目前对吸油材料的广泛需求,而现有吸油材料制备装置却存在成本高、技术要求高、生产效率低以及易造成环境二次污染等问题,提供了一种高效疏水吸油多级处理装置。本发明的技术目的通过以下技术方案实现:
一种高效疏水吸油多级处理装置,包括放卷装置、浸润挤压装置、焙烘装置、喷涂装置、冷却收卷装置、气体循环装置。其特征在于将多孔材料如海绵、三维多孔织物等卷装材料,依次通过放有纳米颗粒整理液的浸润挤压装置,经充分浸渍、罗拉挤压后,由传输机购输送到焙烘装置,设置温度梯度(90℃,85℃,80℃,75℃)进行逐级烘干,实现纳米颗粒与多孔材料的均匀吸附,再将其输送到安装有360全方位喷渍的多喷头喷涂装置、二级焙烘装置迅速烘干、冷却定型、收卷一次成型,并经过气体循环装置实现挥发整理液溶剂的循环再利用,从而实现超疏水亲油材料的连续化制备所述的放卷装置轴承卡遭齿轮传动,可根据工艺要求调整送卷速度,实现连续化生产。
所述的放卷装置如图1(1-1)轴承托槽使卷装多孔材料顺利释放,保证生产连续性。
所述的浸润挤压装置如图1(1-2),浸润槽(1-7)成下凹“V”字型,可控自动进料阀门,使整理液一直保持在浸润槽的2/3处;罗拉式(1-8)传动挤压,实现立体多孔材料充分的浸润与挤压,材料被挤压时受力均匀,不会破裂;另外根据产品性能指标要求通过调节传动速度与隔距来控制多孔材料的浸润程度与轧余率。
所述的焙烘装置分为一级四体一连式烘箱(1-3)、二级独立式烘箱(1-5)、多翼变频式风箱、独立控温装置以及多根轴承控制传送张力的传输机构(1-9);(1)一级焙烘装置,由4个不锈钢热风箱(1-10)组成长达16米的焙烘路线,置于浸润挤压装置之后,喷涂装置之前,逐个自行调节控制时间和温度,通过设置温度梯度模式(90℃,85℃,80℃,75℃),实现整理液纳米颗粒与立体多孔材料的均匀吸附;(2)二级焙烘装置有1个不锈钢热风箱组成,置于喷涂装置之后,冷却成卷之前,使表面喷涂后的材料迅速达到与整理液的最佳吸附温度,同时实现热定型工艺,为冷却成卷做准备;(3)传输机构的传送带采用表面纳米(含氟粒子、有机硅氧烷等不同粒径的纳米颗粒)涂层技术,具有超拒水、防腐蚀、耐酸碱性能。
所述的喷涂装置如图1(1-4)有滚筒式箱体与旋转式喷枪(1-12)构成,喷涂装置,置于一级、二级焙烘装置之间,整理液通过一定气压给予压力以水刺的形式由喷嘴喷出,通过360°平面旋转喷枪、旋杯式喷嘴(1-11)、旋转式箱体的运动,使立体多孔材料与液体充分接触,进一步改善立体多孔材料表面疏水亲油性能。
所述的冷却收卷装置冷却收卷装置如图1(1-6),成“W”型排列的冷却辊(1-13),隔距可调,罗拉式传动,能够实现充分的冷却定型。
所述的用于浸润槽的整理液与用于喷涂装置的整理液可以不同,用于浸润槽的整理液可以低廉,从而在保证材料性能的同时节约成本。
所述的废气回收装置采用“吸收—吸附”联合工艺,以水作吸收剂,新型高效合成环氧树脂经经接枝共聚等修饰后作为吸附剂,经后期精馏工艺,实现废气的回收循环利用。工序简单、环保、成本低廉。
有益效果
由于采用了上述的技术方案,本发明具有以下优点和积极效果:
(1)本发明装置实现高吸油多孔溢油吸附材料的产业化生产;
(2)本发明装置各机构相互独立又整体链接,可根据产品标准需求添加或删减相关步骤,生产效率高;
(3)本发明装置可用于网,绳,织物的后整理,实用性广;
(4)本发明装置气体回收再利用,贯彻可持续方针,节能环保。
说明书附图:
图1:一种高效疏水吸油多级处理装置;1-1放卷装置,1-2浸润挤压装置,1-3焙烘装置(一级),1-4喷涂装置,1-5焙烘装置(二级),1-6冷却收卷装置,1-7浸润槽,1-8挤压辊,1-9传输机构,1-10烘箱,1-11喷嘴,1-12喷枪,1-13冷却辊。
具体实施方案
下面结合附图和实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
放卷:将半成品海绵网体一端安全地放到轴承支架上,按下电源键使卷轴正常转动,海绵网体将依次通过“V”型浸润槽并引入挤压辊;
进料:将按要求比例配置的疏水亲油整理液倒入溶液箱内并搅拌均匀,接通负压泵电源并设定足够压强将溶液快速输送到“V”型浸润槽内;
浸润、挤压:溶液到达“V”型浸润槽2/3处,关闭负压泵,停止进料。打开浸润槽装置、挤压装置开关,设定转速为60 r/min、扎余率为85%;
烘干:从挤压装置引出的海绵网体通过传送带依次输送进入连续四级烘箱,打开烘箱排风扇,一号烘箱预烘温度为90℃,时间10min;二号烘箱预烘温度为85℃,时间10min;三号烘箱焙烘温度为80℃,时间5min;四号烘箱焙烘温度为75℃,时间5min;
表面喷涂:将第四级烘箱烘干的海绵网体通过传送带输送到喷涂箱内进行360度全方位表面喷涂,打开所有喷枪阀门,设定喷枪气压3.20.2MPa、传送带速度1.20.2m/min;
二次烘干:将表面喷涂好的海绵网体输送到烘箱内,烘箱温度设定为80℃、时间5min;
冷却收卷:将二次烘干后的海绵网体依次通过“W”型冷却辊,进行冷却定型整理,设定冷却辊转速为60 r/min,得到整理好的超疏水亲油海绵网体。
实施例2
放卷:将半成品纯棉布卷一端安全地放到轴承支架上,按下电源键使卷轴正常转动,布卷将依次通过“V”型浸润槽并引入挤压辊;
进料:将按要求比例配置的拒水拒油整理液倒入溶液箱内并搅拌均匀,接通负压泵电源并设定足够压强将溶液快速输送到“V”型浸润槽内;
浸润、挤压:溶液到达“V”型浸润槽2/3处,关闭负压泵,停止进料。打开浸润槽装置、挤压装置开关,设定转速为60 r/min、扎余率为85%;
烘干:从挤压装置引出的布卷通过传送带依次输送进入连续四级烘箱,打开烘箱排风扇,一号烘箱预烘温度为100℃,时间30s;二号烘箱预烘温度为120℃,时间30s;三号烘箱焙烘温度为170℃,时间1min;四号烘箱焙烘温度为170℃,时间1min;
表面喷涂:将第四号烘箱烘干的布卷通过传送带通过喷涂箱进入二级焙烘装置。关闭所有喷枪阀门、气压。传送带速度2.20.2m/min;
二次烘干:将表面喷涂好的海绵网体输送到烘箱内,烘箱温度设定为0℃,传送带速度2.20.2m/min;
冷却收卷:将布卷依次通过“W”型冷却辊进行冷却定型整理,设定冷却辊转速为100 r/min,得到整理好的拒水拒油纯棉面料。

Claims (3)

1.一种高效疏水吸油多级处理装置,包括放卷装置、浸润挤压装置、焙烘装置、喷涂装置、冷却收卷装置、气体循环装置;其特征在于,所述焙烘装置,分为一级焙烘装置、二级焙烘装置、多翼变频式风箱、独立控温装置、多根轴承控制传送张力的传输机构;其中:(1)一级焙烘装置,由4个不锈钢热风箱组成长达16米的焙烘路线,置于浸润挤压装置之后,喷涂装置之前,并逐个自行调节控制时间、温度,通过设置温度梯度,实现整理液纳米颗粒与多孔材料的均匀吸附;(2)二级焙烘装置由1个不锈钢热风箱组成,置于喷涂装置之后,冷却成卷之前,使经过喷涂的多孔材料迅速达到与整理液的最佳吸附温度,同时实现热定型工艺,为冷却成卷做准备;
将多孔材料海绵、三维多孔织物,依次通过放有纳米颗粒整理液的浸润挤压装置,经充分浸渍、罗拉挤压后,由传输机购输送到所述一级焙烘装置设置温度梯度90℃,85℃,80℃,75℃进行逐级烘干,实现纳米颗粒与多孔材料的均匀吸附,再将其输送到安装有360°全方位喷渍的多喷头喷涂装置、二级焙烘装置迅速烘干、冷却定型、收卷一次成型,并经过气体循环装置实现挥发整理液溶剂的循环再利用,从而实现超疏水亲油材料的连续化制备;
所述浸润挤压装置,包括浸润槽;所述浸润槽成下凹“V”字型可通过阀门持续控制注入的整理液体积,使整理液一直保持在浸润槽的最佳浸润刻度线位置,另外罗拉式传动挤压,使多孔材料在被挤压时受力均匀、不破损。
2.根据权利要求1所述一种高效疏水吸油多级处理装置,其特征在于喷涂装置,置于一级、二级焙烘装置之间,气压给予的压力使整理液以水刺的形式由喷嘴喷出,经过360°平面旋转喷枪、旋杯式喷嘴的运动使立体多孔材料表面充分喷渍,进一步改善了立体多孔材料表面的疏水亲油性能。
3.根据权利要求1所述一种高效疏水吸油多级处理装置,其特征在于冷却收卷装置,成“W”型排列的冷却辊,宽度可调,罗拉式传动,能迅速冷却定型。
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