CN105568659A - 一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置以及气相二氧化氯漂白絮状物的方法 - Google Patents

一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置以及气相二氧化氯漂白絮状物的方法 Download PDF

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Abstract

一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置以及气相二氧化氯漂白絮状物的方法；所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置包括二氧化氯发生系统以及气相漂白系统；所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法包括二氧化氯发生步骤和气相漂白步骤。本发明的装置和方法，使用具备强氧化性的羟基自由基活性氧制备气相二氧化氯，反应条件温和，能耗低、制备的二氧化氯纯度高；使用气相二氧化氯漂白，高纯度的二氧化氯不仅可以缩短漂白时间，提高漂白的白度，使得产品不易泛黄，白度稳定性高，纤维素破坏程度低，符合国家政策要求，具有良好的环境、经济效益。

Description

一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置以及气相二氧化氯漂白絮状物的方法
技术领域
本发明属于絮状物前处理领域，具体涉及一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置以及一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法。
背景技术
近年来，随着生活水平的提高以及环保呼声的高涨，人们对环保型天然纤维的需求日益增长，棉花作为天然可再生纤维，其产品越来越受到消费者的青睐。棉花是世界上最主要的农作物之一，产量大、生产成本低，我国是世界上主要的产棉国之一，棉花产量已进入世界前列。棉花用途广泛，棉纤维能够制成不同规格的面料，从而制作各类服装、家具用品、床上用品和工业用品。棉纤维由于天然卷曲，截面带有中腔，因此蓄热能力强，保暖性好，特别适合于在纺织服装领域的应用，是绝对温暖、健康、环保的绿色产品。
但棉纤维由于其本身的共生物和在纤维的纺纱、织造过程中所附加的杂质，造成织物手感粗糖，颜色泛黄，吸水性差，严重影响了棉织物的服用性能，若要将还布加工成柔软、亲水性好、布面洁白的漂白布或者染色布、印花布，必须对织物进行前处理加工，以去除织物上的果胶、棉籽壳、色素等杂质。传统棉针织物前处理加工是在高温(100℃)条件下进行，通过氢氧化钠和双氧水同浴的方法去除织物上的果胶、蜡质和色素等杂质，达到织物精练和漂白的目的，该方法工艺流程长，需要消耗大量的水、电、汽等资源，而且对纤维损伤较为严重。特别是近年来随着氧给弹性织物、棉、毛混纺织物这些新型面料以及新型混纺面料的大量出现，经高温、高碱处理后会严重损伤纤维，影响布面品质。
此外，随着社会的不断发展和前进，环境污染问题日趋严重，水资源和能源变得越发珍贵，而染整行业是一个高能耗、高污染的行业，为了适应时代的变化，节能、环保、高效将是纺织品印染可持续发展的方向和目标。
目前，棉织物的漂白剂主要有氧化型和还原型两种。还原性漂白剂有二氧化硫、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠(保险粉)等，它们通过还原色素的方法产生漂白作用，此方法生成的漂白产品白度稳定性较差，在放置过程中白度会下降，在实际生产中几乎不采用。氧化性漂白剂种类繁多，在企业中使用主要有次氯酸钠、亚氯酸钠和二氧化氯三种。
次氯酸钠漂白成本较低，工艺和设备简单，适用于棉和涤、棉织物的漂白，但不适用于含氨纶的棉织物，因为氨纶经次氯酸钠处理后纤维会损伤和泛黄。经次氯酸钠漂白后的废水中含有有效氯成分，对环境会造成污染。许多国家规定了废水中有效氯含量不得高于3mg/L。传统次氯酸钠漂白需要在100℃下蒸煮3个小时，才能达到漂白的白度要求。目前，次氯酸钠漂白剂已被列为违禁试剂。在我国，国务院目前发布了水十条，其中明确指出，严禁使用次氯酸钠进行漂白，以禁止次氯酸钠对水体产生的污染。
亚氯酸钠是一种高效氧化剂漂白剂。主要用于棉纺、亚麻、纸浆漂白。因其具有氧化还原电位适中的特点，用于合成纤维(如洗涤等)，天然纤维(如棉、麻、桑、纸浆等植物纤维)及人造纤维(如人造丝等)的漂白时，它既能除去色素杂质，也不损伤纤维，从而可以获得较高质量的漂白成品，这是过氧化氢及其他含氯漂白剂无可比拟的。但由于其性质容易分解，不稳定，会大大提高其漂白成本。
利于二氧化氯对纺织品进行漂白，不仅白度和白度稳定性可以达到80％以上，其对纤维素的破坏程度在各种漂白方式中也是最小的。二氧化氯不同于次氯酸钠，其漂白机理是利用其分解过程中释放出来的新生态氧而不是氯，所以其对于环境是友好的。
目前国内外主要制备二氧化氯的方法为R8法。R8法是化学法的一种。通常以氯酸钠、硫酸和甲醇为原料生产二氧化氯的方法称为甲醇法。它是在反应、蒸发、结晶的单元反应器中，133.3-266.6kPa压力下，高酸性反应液的沸腾温度(约70℃)下进行的。R8法产生的二氧化氯纯度低，仅为14％。主要反应过程如下：
30NaClO3+20H2SO4+7CH3OH
30ClO2+10NaH(SO4)2+6HCOOH+23H2O+CO2
R8法制备二氧化氯过程对设备要求高、能耗高、二氧化氯纯度低。而且，国内外使用二氧化氯漂白的技术通常是使用二氧化氯溶液，该方法会增加洗涤废水量，漂白时间也较长，不仅增加了成本，而且浪费能源，不利于节能环保。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置以及一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法。本发明的装置和方法使用具备强氧化性的羟基自由基活性氧制备气相二氧化氯，反应条件温和，能耗低、制备的二氧化氯纯度高，达到88％以上；对絮状物进行气相漂白织物，符合国家政策要求，解决了液相漂白法存在的高污染、高能耗问题，取得了显著的漂白效果以及良好的环境、经济效益。
一方面，本发明公开了一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置。所述的气相二氧化氯漂白絮状物的装置的技术方案如下。
一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置，包括二氧化氯发生系统以及气相漂白系统；
其中，所述的二氧化氯发生系统包括羟基自由基活性氧制药机1、药剂罐2、混合药剂罐3、盐酸罐4、二氧化氯发生器5、二氧化氯储罐6；
羟基自由基活性氧制药机的药剂出口1-1连接药剂罐的进口2-1，药剂罐的出口2-2连接混合药剂罐的第一进口3-1，所述的药剂罐还包括用于进料氯酸钠的第二进口3-2，混合药剂罐的出口3-3连接二氧化氯发生器的第一进口5-1，盐酸罐的出口4-1连接二氧化氯发生器的第二进口5-2，二氧化氯发生器的产物出口5-3连接二氧化氯储罐的第一进口6-1；
所述的气相漂白系统包括流化漂白器7和洗涤罐8；
位于所述的流化漂白器的底部的流化漂白器气相二氧化氯进口7-1通过风机I连接二氧化氯储罐的出口6-3，位于所述的流化漂白器7上部的流化漂白器气相二氧化氯出口7-4通过风机II连接二氧化氯储罐的第二进气口6-2，上述风机I以及风机II使得二氧化氯气体在流化漂白器7与二氧化氯储罐6之间循环流动，并使得絮状物在流化漂白器7处于流化状态；
流化漂白器7设置有絮状物进口7-2以及絮状物出口7-3；絮状物通过絮状物出口7-3移出流化漂白器进入洗涤罐8，洗涤罐8中放置的液体为羟基自由基活性氧药剂，一方面该药剂吸收絮状物中夹带的二氧化氯气体，另一方面，絮状物在吸收了羟基自由基活性氧的液体中再一次被漂白。
优选地，洗涤罐上部收集的气体通过风机连接到二氧化氯存储罐的第三进口6-2。
另一方面，本发明进一步公开了一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法。所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法的技术方案如下。
一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，所述的方法包括二氧化氯发生步骤和气相漂白步骤；
其中，所述的二氧化氯发生步骤包括：羟基自由基活性氧制药机1制取羟基自由基活性氧药剂，将药剂储存于药剂罐2中，将药剂罐中的药剂按照所需的量通入混合药剂罐3，同时向混合药剂罐3中加入氯酸钠固体，使得溶解后氯酸钠的浓度为约300-500g/L；将混合药剂罐中混合均匀的混合液体打入二氧化氯发生装置5中，并向其中加入浓度为4mol/L的硫酸，升温至40℃，反应两小时后，得到气相二氧化氯，所得的二氧化氯储存于二氧化氯储罐6中；
所述的气相漂白步骤包括：将二氧化氯储罐6中的二氧化氯通入流化漂白器7中，使得流化漂白器7中的絮状物处于流化状态，絮状物分散在含有二氧化氯的气流中，互相翻动和碰撞，气流对絮状物进行漂白，被吹出的絮状物进入洗涤罐，絮状物被洗涤罐中的含羟基自由基的液体在一次漂白。
优选地，流化漂白器7中二氧化氯的含量在6％-8％(体积/体积)之间。
优选地，流化漂白器7中漂白温度控制在约40℃。
优选地，流化漂白器7中絮状物物料与气体充分接触约60min。
优选地，絮状物白度可达到80％以上，且长时间内不易泛黄。
优选地，所述的絮状物是棉纤维。
优选地，流化漂白器7中的絮状物为打浆脱水后，絮状物为短纤维含水约50％。
优选地，漂白后絮状物的白度为80％以上。
所述的羟基自由基活性氧制药机是一个离子膜电催化反应器，在常温和低压条件下，以空气、水和电解质溶液为原料，通入直流电源制得羟基自由基活性氧药剂。
本发明中，二氧化氯的发生采用的是羟基自由基活性氧作为氯酸钠的还原剂进行还原，其基本原理是：羟基自由基活性氧把氯酸还原为次氯酸，次氯酸会分解出氯气，自由基活性氧把氯气还原为氯离子，此氯离子为氯酸与次氯酸反应成二氧化氯的催化剂。由于生产的氯气被还原和生成的氯离子的催化作用，该方法制备的二氧化氯纯度可达到88％以上，进一步优选高达98％以上。
本发明的装置和方法对絮状物(絮状物可以是竹絮状物、棉絮状物、木絮状物以及现有技术中存在的其他絮状物)进行气相漂白织物，取得了显著的技术效果。本发明的装置和方法，使用具备强氧化性的羟基自由基活性氧制备气相二氧化氯，反应条件温和，能耗低、制备的二氧化氯纯度高，达到88％以上；使用气相二氧化氯漂白絮状物，高纯度的二氧化氯不仅可以缩短漂白时间，提高漂白的白度，使得产品不易泛黄，白度稳定性高，纤维素破坏程度低；而且，与液体二氧化氯漂白相比，大大降低了洗涤水的用量，在减少废水处理量的同时，对节能环保也有很大的贡献，符合国家政策要求，具有良好的环境、经济效益。
附图说明
图1为本发明的一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置的结构示意图。
附图1中，相应的附图标记表示的是：
羟基自由基活性氧制药机1、药剂罐2、混合药剂罐3、盐酸罐4、二氧化氯发生器5、二氧化氯储罐6、流化漂白器7、洗涤罐8；羟基自由基活性氧制药机的药剂出口1-1、药剂罐的进口2-1、药剂罐的出口2-2、混合药剂罐的第一进口3-1，混合药剂罐的第二进口3-2、混合药剂罐的出口3-3、盐酸罐的出口4-1、二氧化氯发生器的第一进口5-1、二氧化氯发生器的第二进口5-2、二氧化氯发生器的产物出口5-3、二氧化氯储罐的第一进口6-1、二氧化氯存储罐的第三进口6-2、二氧化氯储罐的出口6-3、二氧化氯存储罐的第二进口6-4、流化漂白器气相二氧化氯进口7-1、絮状物进口7-2、絮状物出口7-3、流化漂白器气相二氧化氯出口7-4。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1
实施例1表示的是本发明的气相二氧化氯漂白絮状物的装置。
结合附图1，一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置，包括二氧化氯发生系统以及气相漂白系统；所述的二氧化氯发生系统包括羟基自由基活性氧制药机1、药剂罐2、混合药剂罐3、盐酸罐4、二氧化氯发生器5、二氧化氯储罐6；羟基自由基活性氧制药机的药剂出口1-1连接药剂罐的进口2-1，药剂罐的出口2-2连接混合药剂罐的第一进口3-1，所述的药剂罐还包括用于进料氯酸钠的第二进口3-2，混合药剂罐的出口3-3连接二氧化氯发生器的第一进口5-1，盐酸罐的出口4-1连接二氧化氯发生器的第二进口5-2，二氧化氯发生器的产物出口5-3连接二氧化氯储罐的第一进口6-1；
所述的气相漂白系统包括流化漂白器7和洗涤罐8；位于所述的流化漂白器的底部的流化漂白器气相二氧化氯进口7-1通过风机I连接二氧化氯储罐的出口6-3，位于所述的流化漂白器7上部的流化漂白器气相二氧化氯出口7-4通过风机II连接二氧化氯储罐的第二进气口6-2，上述风机I以及风机II使得二氧化氯气体在流化漂白器7与二氧化氯储罐6之间循环流动，并使得絮状物在流化漂白器7处于流化状态；流化漂白器7设置有絮状物进口7-2以及絮状物出口7-3；絮状物通过絮状物出口7-3移出流化漂白器进入洗涤罐8，洗涤罐8中放置的液体为羟基自由基活性氧药剂，一方面该药剂吸收絮状物中夹带的二氧化氯气体，另一方面，絮状物在吸收了羟基自由基活性氧的液体中再一次被漂白；洗涤罐8上部收集的气体通过风机连接到二氧化氯存储罐的第三进口6-2。
实施例2
本实施例对棉纤维进行漂白处理。具体是：
一种气相二氧化氯漂白棉纤维的方法，所述的方法包括二氧化氯发生步骤和气相漂白步骤；
其中，所述的二氧化氯发生步骤包括：羟基自由基活性氧制药机1制取羟基自由基活性氧药剂，将药剂储存于药剂罐2中，将药剂罐中的药剂按照所需的量通入混合药剂罐3，同时向混合药剂罐3中加入氯酸钠固体，使得溶解后氯酸钠的浓度为约400g/L；将混合药剂罐中混合均匀的混合液体打入二氧化氯发生装置5中，并向其中加入浓度为4mol/L的硫酸，升温至40℃，反应两小时后，得到气相二氧化氯，所得的二氧化氯储存于二氧化氯储罐6中；
所述的气相漂白步骤包括：将二氧化氯储罐6中的二氧化氯通入流化漂白器7中，使得流化漂白器7中的絮状物处于流化状态，絮状物分散在含有二氧化氯的气流中，互相翻动和碰撞，气流对絮状物进行漂白，被吹出的絮状物进入洗涤罐，絮状物被洗涤罐中的含羟基自由基的液体在一次漂白。流化漂白器7中二氧化氯的含量在6％(体积/体积)之间、漂白温度控制在约40℃、絮状物物料与气体充分接触约60min。
实施例3
本实施例对竹絮状物进行漂白处理。具体是：
一种气相二氧化氯漂白竹絮状物的方法，所述的方法包括二氧化氯发生步骤和气相漂白步骤；
其中，所述的二氧化氯发生步骤包括：羟基自由基活性氧制药机1制取羟基自由基活性氧药剂，将药剂储存于药剂罐2中，将药剂罐中的药剂按照所需的量通入混合药剂罐3，同时向混合药剂罐3中加入氯酸钠固体，使得溶解后氯酸钠的浓度为约500g/L；将混合药剂罐中混合均匀的混合液体打入二氧化氯发生装置5中，并向其中加入浓度为4mol/L的硫酸，升温至40℃，反应两小时后，得到气相二氧化氯，所得的二氧化氯储存于二氧化氯储罐6中；
所述的气相漂白步骤包括：将二氧化氯储罐6中的二氧化氯通入流化漂白器7中，使得流化漂白器7中的絮状物处于流化状态，絮状物分散在含有二氧化氯的气流中，互相翻动和碰撞，气流对絮状物进行漂白，被吹出的絮状物进入洗涤罐，絮状物被洗涤罐中的含羟基自由基的液体在一次漂白。流化漂白器7中二氧化氯的含量在8％(体积/体积)之间、漂白温度控制在约40℃、絮状物物料与气体充分接触约60min。
实施例1、2漂白后的职务的白度分别是80％、85％。
需要指出的是，上述实施例仅仅是本发明优选的特定的实施方式，并不构成对本发明的限制，任何落入本发明权利要求的特征或者等同特征构成的本发明的保护范围内的实施方式均构成侵犯本发明的专利权。

Claims (10)

1.一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置，其特征在于，包括二氧化氯发生系统以及气相漂白系统；
其中，所述的二氧化氯发生系统包括羟基自由基活性氧制药机(1)、药剂罐(2)、混合药剂罐(3)、盐酸罐(4)、二氧化氯发生器(5)、二氧化氯储罐(6)；
羟基自由基活性氧制药机的药剂出口(1-1)连接药剂罐的进口(2-1)，药剂罐的出口(2-2)连接混合药剂罐的第一进口(3-1)，所述的药剂罐还包括用于进料氯酸钠的第二进口(3-2)，混合药剂罐的出口(3-3)连接二氧化氯发生器的第一进口(5-1)，盐酸罐的出口(4-1)连接二氧化氯发生器的第二进口(5-2)，二氧化氯发生器的产物出口(5-3)连接二氧化氯储罐的第一进口(6-1)；
所述的气相漂白系统包括流化漂白器(7)和洗涤罐(8)；
位于所述的流化漂白器的底部的流化漂白器气相二氧化氯进口(7-1)通过风机I连接二氧化氯储罐的出口(6-3)，位于所述的流化漂白器(7)上部的流化漂白器气相二氧化氯出口(7-4)通过风机II连接二氧化氯储罐的第二进气口(6-2)，上述风机I以及风机II使得二氧化氯气体在流化漂白器(7)与二氧化氯储罐(6)之间循环流动，并使得絮状物在流化漂白器(7)处于流化状态；
流化漂白器(7)设置有絮状物进口(7-2)以及絮状物出口(7-3)；絮状物通过絮状物出口(7-3)移出流化漂白器进入洗涤罐(8)，洗涤罐(8)中放置的液体为羟基自由基活性氧药剂，一方面该药剂吸收絮状物中夹带的二氧化氯气体，另一方面，絮状物在吸收了羟基自由基活性氧的液体中再一次被漂白。
2.根据权利要求1所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的装置，其特征在于，洗涤罐上部收集的气体通过风机连接到二氧化氯存储罐的第三进口(6-2)。
3.一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，所述的方法包括二氧化氯发生步骤和气相漂白步骤；
其中，所述的二氧化氯发生步骤包括：羟基自由基活性氧制药机(1)制取羟基自由基活性氧药剂，将药剂储存于药剂罐(2)中，将药剂罐中的药剂按照所需的量通入混合药剂罐(3)，同时向混合药剂罐(3)中加入氯酸钠固体，使得溶解后氯酸钠的浓度为300-500g/L；将混合药剂罐中混合均匀的混合液体打入二氧化氯发生装置(5)中，并向其中加入浓度为4mol/L的硫酸，升温至40℃，反应两小时后，得到气相二氧化氯，所得的二氧化氯储存于二氧化氯储罐(6)中；
所述的气相漂白步骤包括：将二氧化氯储罐(6)中的二氧化氯通入流化漂白器(7)中，使得流化漂白器(7)中的絮状物处于流化状态，絮状物分散在含有二氧化氯的气流中，互相翻动和碰撞，气流对絮状物进行漂白，被吹出的絮状物进入洗涤罐，絮状物被洗涤罐中的含羟基自由基的液体在一次漂白。
4.根据权利要求3所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，流化漂白器(7)中二氧化氯的含量在6％-8％(体积/体积)之间。
5.根据权利要求3所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，流化漂白器(7)中漂白温度控制在约40℃。
6.根据权利要求3所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，流化漂白器(7)中絮状物物料与气体充分接触约60min。
7.根据权利要求3所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，絮状物白度可达到80％以上，且长时间内不易泛黄。
8.根据权利要求3所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，所述的絮状物是棉纤维。
9.根据权利要求3所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，流化漂白器(7)中的絮状物为打浆脱水后，絮状物为短纤维含水约50％。
10.根据权利要求3所述的一种气相二氧化氯漂白絮状物的方法，其特征在于，漂白后絮状物的白度为80％以上。
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