CN106012372A - 一体化卧式无水染整釜及其染整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一体化卧式无水染整釜，包括：釜体；包裹在釜体外侧的保温夹套；夹套内有螺旋形热油导向环；铰接在釜体端头的端盖；安装在釜体端尾的釜底封头；安装在釜体端头且靠近端盖一侧的CO₂出料管；安装在保温外筒端尾的导热油进料管；安装在釜体底部的漂洗液进料管；安装在保温外筒端头的导热油出料管；安装在釜体内部中心且横向贯穿釜体内部的卷轴内筒；安装在卷轴内筒端头和端尾的导向轮；套接在卷轴内筒端尾的端部密封管；套接在端部密封管内的CO₂进料管。本发明还提供了一种无水染整方法，包括：装料、脱油、染色、漂洗和卸料等步骤。本一体化卧式无水染整釜以超临界CO₂技术为核心，集脱油、染色和漂洗功能于一体。

Description

一体化卧式无水染整釜及其染整方法

技术领域

本发明属于织物染整技术领域，具体涉及一种一体化卧式无水染整釜及其染整方法。

背景技术

染整是高污染、高耗水行业，而水是十分宝贵的资源。在整个染整生产过程中，除烧毛和机械整理外，都在水中进行，即湿加工工艺。根据测算，印染加工的织物与排放的废水重量比高达1：150，全国印染废水排放量估计全年为10亿吨，废水处理成本昂贵，占工业废水总排量的35％，由于其所排废水加入了多种染色剂、助剂和沉淀剂，所以很难有效的回收，对染整行业进行环境保护的成本很高。随着国家环保标准的提高和对工人健康保护的增强，环保成为染整行业中迫切需要解决的问题之一。

超临界二氧化碳染色方法的出现实现了染整行业的一个重大突破，超临界二氧化碳染色速度快，是传统工艺的5～10倍，均染和透染性好，染料和二氧化碳可以重复使用，可以免除还原清洗和烘烤过程，使用的二氧化碳具有不燃、无毒、价廉，染色过程中无污染物排放，是一种无废气、废水和废渣排放的清洁生产工艺。

随着对于超临界二氧化碳染色方法的研究越来越深入，关于超临界二氧化碳染色设备和染色方法的报道也屡见不鲜，如专利申请号为：CN200610123053.8的中国专利公开了“一种超临界二氧化碳染色装置中的染色釜”，集成染料釜与染色釜于一体，简化了输送管道，降低了流体流动阻力，染料溶解及织物吸附同时在一个染色釜中完成，为超临界二氧化碳染色工艺实现不间断地连续染色工业化铺平了道路。但是该染色釜只能实现染料溶解和染色的于一体，无法实现织物的脱油和后续的漂洗工序，只能生产一些档次较低的染色织物。又如专利申请号为：CN200910231733.5的中国专利公开了“一种超临界流体染色机”，包括超临界流体染色釜、织物循环回路和染色流体循环系统，有效实现染色流体的循环，尤其含溶解染料的流体在喷射腔系统中可与织物充分接触和渗透，有效地提高了织物的匀染性，也加快了染料的吸附上染，同时还具备分离回收及清洗功能，可实现流体/气体、染料的分离回收及循环利用，从源头上解决了污染物的产生和排放，具有显著的生态环保及清洁生产特点。但是该设备结构复杂，操作繁琐，无法在同一染色釜内同时完成脱油、染色和漂洗等功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种以超临界CO₂技术为核心，集脱油、染色和漂洗功能于一体的卧式无水染整釜。同时本发明还提供了一种依托本发明中所描述的无水染整釜实现织物脱油、染色和漂洗工序及CO₂气体、染料的分离回收和循环利用的染整方法。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种一体化卧式无水染整釜，包括：釜体；包裹在釜体外侧的保温夹套；夹套内有螺旋形热油导向环，所述热油导向环为螺旋式一体成型导流管；安装在釜体底部的支架；铰接在釜体端头且可左右开合的端盖；安装在釜体端尾的釜底封头；安装在釜体端头且靠近端盖一侧的CO₂出料管；安装在保温外筒端尾的导热油进料管；安装在釜体底部的漂洗液进料管；安装在保温外筒端头的导热油出料管；安装在釜体内部中心且横向贯穿釜体内部的卷轴内筒，所述卷轴内筒表面开设有多个呈圆周阵列分布气孔；安装在卷轴内筒端头和端尾的导向轮；套接在卷轴内筒端尾的端部密封管；套接在端部密封管内的CO₂进料管。

在上述技术方案中，卷轴内筒可以通过安装在其端头和端尾的导向轮方便快捷的从釜体内抽出或者推入，织物缠绕在卷轴内筒表面，超临界CO₂可从卷轴内筒表面开设的气孔贯穿织物，实施脱油和染色工序时，超临界CO₂从CO₂进料管进入卷轴内筒，为防止CO₂进料管与卷轴内筒衔接处出现CO₂气体泄漏，特意在CO₂进料管与卷轴内筒衔接处设置端部密封管，超临界CO₂贯穿织物后从CO₂出料管排出；当实施漂洗工序时，超临界CO₂从漂洗液进料管进入，然后反向从织物表面贯穿进入卷轴内筒，然后从CO₂进料管排出；脱油、染色和漂洗工序均需要在高温高压的环境中进行，为了维持高温状态，特在釜体外表面设置热油保温夹套，夹套内设有螺旋形热油导向环，染整釜工作时，导热油从导热油进料管进入，然后从导热油出料管输出，从而达到保持高温的目的。同时热油导向环采用螺旋式布置，传热更加均匀，从而可以使得导热油的传热效率更高。另外，由于染整过程涉及卷轴内筒的推入和抽出，因此将本染整釜设置为卧式，可以方便卷轴内筒的装卸。而卷轴内筒表面开设有呈圆周阵列分布气孔，通过设置呈圆周阵列分布气孔可以调整流体阻力，使得CO2流体更加顺畅的贯穿织物。

优选的，所述端盖通过卡箍与釜体密封结合，所述端盖与釜体结合处设置有第二双密封环。通过卡箍实现端盖和釜体结合，可以实现端盖的快速打开和关闭，方便快捷。在端盖与釜体结合处设置第二双密封环是为了防止端盖和釜体结合处的高压气体泄漏。

优选的，所述卷轴内筒和端部密封管接触处设置有第一双密封环。由于卷轴内筒需要经常性的从端部密封管内抽离出来，因此，为了防止卷轴内筒和端部密封管接触处出现气体泄漏，在卷轴内筒和端部密封管接触处设置第一双密封环，可以有效解决气体密封的问题。

优选的，所述端盖上设置有安全嘴。设置安全嘴的目的是为了防止釜体内的压力未达到常压时被误开而造成安全事故。由于待染整操作结束后，须排净染整釜体内的CO₂，使釜内压力达到常压时，才可开盖拉出卷轴内筒进行卸料操作。若釜内压力没排放至常压，由于釜内压力的作用，安全嘴会压紧开盖自锁装置，防止带压开盖的误操作带来的危险。

优选的，所述釜底封头与保温外筒接触处设置有支撑环。支撑环的设计是为了方便染整釜制造时保温外筒的套装。

本发明专利还提供了一种基于本发明提供的染整釜所进行染整的染整方法，具体包括如下步骤：

S1、装料：将待染整的织物卷曲在卷轴内筒表面，打开端盖，通过导向轮将卷轴内筒推入到釜体内，将端盖通过卡箍箍紧在釜体上，并封闭防误开的安全嘴；

S2、脱油：液体CO₂经加压、加温达到符合脱油工艺要求的超临界状态，通过染整釜上的CO₂进料管进入卷轴内筒内部，并通过卷轴内筒表面开设的气孔径向穿过织物，溶解织物中的油脂；溶解后的CO₂通过CO₂出料管减压进入CO₂分离系统，使得CO₂气化分离出油脂；

S3、染色：脱油操作完成后，超临界CO₂首先经过染料釜溶解染料，然后溶解了染料的超临界CO₂通过CO₂进料管进入卷轴内筒，并通过卷轴内筒表面开设的气孔径向穿过织物，对织物进行染色，当系统逐渐加压达到染色工艺条件后，开启系统循环系统，使用溶解了染料的超临界CO₂对织物进行循环染色操作；当染色循环达到预定时间后，停止内循环系统，开启分离系统，CO₂进入后续分离系统进行剩余染料的分离操作；此时釜体内逐渐降压，当系统压力降至工艺要求压力时，结束染色过程；

S4、漂洗：完成染色操作后，由系统将新鲜超临界CO₂加热到漂洗所需温度和压力，通过漂洗液进料管反向注入釜体，漂洗用超临界CO₂通过织物外面径向穿过织物，溶解多余染料，然后经由卷轴内筒和CO₂进料管进入CO₂分离系统，在分离系统中解析出溶解在CO₂中的剩余染料，当循环时间达到漂洗工艺要求时，停止加压，完成漂洗过程；

S5、卸料：待漂洗操作结束后，通过CO₂出料管排净釜体内的CO₂，使釜体内压力达到常压，打开端盖，拉出卷轴内筒进行卸料操作。

在上述技术方案中，为了保证循环过程中CO₂流体不会产生内部泄露，在卷筒端部设置了对置式双密封结构。循环过程中超临界CO₂经过卷轴内筒，由内筒壁的开孔径向穿过均匀卷在内筒上的织物，进行染色过程。然后CO₂由CO₂出料管回到循环泵，再经染料釜后重新由CO₂进料管进入本染整釜。循环过程中，热油导向环内通有导热油。导热油在热油导向环内有序流动以保证染色所需的温度稳定、均匀，符合工艺条件。

本发明提供的一种一体化卧式无水染整釜及其染整方法的有益效果在于：(1)本一体化卧式无水染整釜以超临界CO₂技术为核心，集脱油、染色和漂洗功能于一体；(2)本染整釜设计成卧式结构，且在卷轴内筒的端头和端尾设置导向轮，方便卷轴内筒的推入和抽出，实现卷轴内筒的快速装卸；(3)本一体化卧式无水染整釜在端盖上设置安全嘴，可以有效防止釜体内的压力未达到常压时被误开而造成安全事故；(4)本一体化卧式无水染整釜在端盖与釜体接触处、卷轴内筒和端部密封管接触处均设置有双密封环，可以有效防止气体的泄漏；(5)本发明提供的一种无水染整方法可以在同一设备内同时实现织物脱油、染色和漂洗工序，同时还可以实现CO₂气体、染料的分离回收和循环利用，工序简单，生产效率高，尤其适用于生产高端染色布料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、端盖；2、CO₂出料管；3、釜体；4、热油导向环；5、保温外筒；6、导热油进料管；7、釜底封头；8、端部密封管；9、CO₂进料管；10、第一双密封环；11、支撑环；12、导向轮；13、支架；14、织物；15、卷轴内筒；16、导热油出料管；17、漂洗液进料管；18、卡箍；19、第二双密封环；20、安全嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例1：一种一体化卧式无水染整釜。

参照图1所示，一种一体化卧式无水染整釜，包括：

釜体(3)；

包裹在釜体3外侧组成保温夹套的保温外筒5；

安装在保温夹套内的热油导向环4，所述热油导向环4为螺旋式一体成型导流管；

安装在釜体3底部的支架13；

铰接在釜体3端头且可左右开合的端盖1；

安装在釜体3端尾的釜底封头7；

安装在釜体3顶端且靠近端盖1一侧的CO₂出料管2；

安装在釜体3底部且靠近端盖1一侧的漂洗液进料管17；

安装在保温外筒5端尾的导热油进料管6；

安装在保温外筒5端头的导热油出料管16；

安装在釜体3内部中心且横向贯穿釜体3内部的卷轴内筒15，所述卷轴内筒15表面开设

有多个呈圆周阵列分布圆孔；

安装在卷轴内筒15端头和端尾的导向轮12；

套接在卷轴内筒15端尾的端部密封管8；

套接在端部密封管8内的CO₂进料管9。

在上述技术方案中，卷轴内筒15可以通过安装在其端头和端尾的导向轮12方便快捷的从釜体3内抽出或者推入，织物14缠绕在卷轴内筒15表面，超临界CO₂可从卷轴内筒15表面开设的气孔贯穿织物。实施脱油和染色工序时，超临界CO₂从CO₂进料管9进入卷轴内筒15，为防止CO₂进料管9与卷轴内筒15衔接处出现CO₂气体泄漏，特意在CO₂进料管9与卷轴内筒15衔接处设置端部密封管8，超临界CO₂贯穿织物14后从CO₂出料管2排出；当实施漂洗工序时，超临界CO₂从漂洗液进料管17进入，然后反向从织物14表面贯穿进入卷轴内筒15，然后从CO₂进料管9排出；无论是脱油、染色工序还是漂洗工序均需要在高温高压的环境中进行，为了维持高温状态，特在釜体外表面设置热油保温夹套，夹套内设有螺旋形热油导向环，染整釜工作时，导热油从导热油进料管进入，然后从导热油出料管输出，从而达到保持高温的目的。同时热油导向环采用螺旋式布置，传热更加均匀，从而可以使得导热油的传热效率更高。另外，由于染整过程涉及卷轴内筒的推入和抽出，因此将本染整釜设置为卧式，可以方便卷轴内筒的装卸。而卷轴内筒表面开设有呈圆周阵列分布气孔，通过设置呈圆周阵列分布气孔可以调整流体阻力，使得CO2流体更加顺畅的贯穿织物。

参照图1所示，所述端盖1通过卡箍18与釜体3密封结合，所述端盖1与釜体3结合处设置有第二双密封环19。通过卡箍18实现端盖1和釜体3结合，可以实现端盖1的快速打开和关闭，方便快捷。在端盖1与釜体3结合处设置第二双密封环19是为了防止端盖1和釜体3结合处的高压气体泄漏。

参照图1所示，所述卷轴内筒15和端部密封管8接触处设置有第一双密封环10。由于卷轴内筒15需要经常性的从端部密封管8内抽离出来，因此，为了防止卷轴内筒15和端部密封管8接触处出现气体泄漏，在卷轴内筒15和端部密封管8接触处设置第一双密封环10，可以有效解决气体泄漏的问题。

参照图1所示，所述端盖1上设置有安全嘴20。设置安全嘴20的目的是为了防止釜体3内的压力未达到常压时被误开而造成安全事故。由于待染整操作结束后，须排净染整釜体3内的CO₂，使釜体3内压力达到常压时，才可开盖拉出卷轴内筒15进行卸料操作。若釜体3内压力没排放至常压，由于釜内压力的作用，安全嘴20会压紧开盖自锁装置，防止带压开盖的误操作带来的危险。

参照图1所示，所述釜底封头7与保温外筒5接触处设置有支撑环11。支撑环11的设计是为了方便染整釜制造时保温外筒5的套装。

实施例2：一种一体化卧式无水染整釜染整方法。

参照图1所示，一种基于一体化卧式无水染整釜的染整方法，具体包括如下步骤：

S1、装料：将待染整的织物14卷曲在卷轴内筒15表面，打开端盖1，通过导向轮12将卷轴内筒15推入到釜体3内，将端盖1通过卡箍18箍紧在釜体3上，并封闭防误开的安全嘴20；

S2、脱油：液体CO₂经加压、加温达到符合脱油工艺要求的超临界状态，通过染整釜上的CO₂进料管9进入卷轴内筒15内部，并通过卷轴内筒15表面开设的气孔径向穿过织物14，溶解织物14中的油脂；溶解后的CO₂通过CO₂出料管2减压进入CO₂分离系统，使得CO₂气化分离出油脂；

S3、染色：脱油操作完成后，超临界CO₂首先经过染料釜溶解染料，然后溶解了染料的超临界CO₂通过CO₂进料管9进入卷轴内筒15，并通过卷轴内筒15表面开设的气孔径向穿过织物14，对织物14进行染色，当系统逐渐加压达到染色工艺条件后，开启系统循环系统，使用溶解了染料的超临界CO₂对织物进行循环染色操作；当染色循环达到预定时间后，停止内循环系统，开启分离系统，CO₂进入后续分离系统进行剩余染料的分离操作；此时釜体3内逐渐降压，当系统压力降至工艺要求压力时，结束染色过程；

S4、漂洗：完成染色操作后，由系统将新鲜超临界CO₂加热到漂洗所需温度和压力，通过漂洗液进料管17反向注入釜体3，漂洗用超临界CO₂通过织物14外面径向穿过织物，溶解多余染料，然后经由卷轴内筒15和CO₂进料管9进入CO₂分离系统，在分离系统中解析出溶解在CO₂中的剩余染料，当循环时间达到漂洗工艺要求时，停止加压，完成漂洗过程；

S5、卸料：待漂洗操作结束后，通过CO₂出料管(2)排净釜体3内的CO₂，使釜体3内压力达到常压，打开端盖，拉出卷轴内筒15进行卸料操作。

在上述技术方案中，为了保证循环过程中CO₂流体不会产生内部泄露，在卷筒端部设置了对置式双密封结构。循环过程中超临界CO₂经过卷轴内筒15，由内筒壁的开孔径向穿过均匀卷在内筒上的织物，进行染色过程，然后CO₂由CO₂出料管2回到循环泵，再经染料釜后重新由CO₂进料管9进入本染整釜。循环过程中，热油导向环内通有导热油。导热油在热油导向环内有序流动以保证染色所需的温度稳定、均匀，符合工艺条件。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种一体化卧式无水染整釜，其特征在于包括：

釜体；

包裹在釜体外侧组成保温夹套的保温外筒；

安装在保温夹套内的热油导向环，所述热油导向环为螺旋式一体成型导流管；

安装在釜体底部的支架；

铰接在釜体端头且可左右开合的端盖；

安装在釜体端尾的釜底封头；

安装在釜体顶端且靠近端盖一侧的CO₂出料管；

安装在釜体底部且靠近端盖一侧的漂洗液进料管；

安装在保温外筒端尾的导热油进料管；

安装在保温外筒端头的导热油出料管；

安装在釜体内部中心且横向贯穿釜体内部的卷轴内筒，所述卷轴内筒表面开设有多个呈圆周阵列分布圆孔；

安装在卷轴内筒端头和端尾的导向轮；

套接在卷轴内筒端尾的端部密封管；

套接在端部密封管内的CO₂进料管。

2.如权利要求1所述的一体化卧式无水染整釜，其特征在于：所述端盖通过卡箍与釜体密封结合，所述端盖与釜体结合处设置有第二双密封环。

3.如权利要求2所述的一体化卧式无水染整釜，其特征在于：所述卷轴内筒和端部密封管接触处设置有第一双密封环。

4.如权利要求3所述的一体化卧式无水染整釜，其特征在于：所述端盖上设置有安全嘴。

5.如权利要求4所述的一体化卧式无水染整釜，其特征在于：所述釜底封头与保温外筒接触处设置有支撑环。

6.一种一体化卧式无水染整釜染整方法，其特征在于：包括如下操作步骤：

S1、装料：将待染整的织物卷曲在卷轴内筒表面，打开端盖，通过导向轮将卷轴内筒推入到釜体内，将端盖通过卡箍箍紧在釜体上，并封闭防误开的安全嘴；

S2、脱油：液体CO₂经加压、加温达到符合脱油工艺要求的超临界状态，通过染整釜上的CO₂进料管进入卷轴内筒内部，并通过卷轴内筒表面开设的气孔径向穿过织物，溶解织物中的油脂；溶解后的CO₂通过CO₂出料管减压进入CO₂分离系统，使得CO₂气化分离出油脂；

S3、染色：脱油操作完成后，超临界CO₂首先经过染料釜溶解染料，然后溶解了染料的超临界CO₂通过CO₂进料管进入卷轴内筒，并通过卷轴内筒表面开设的气孔径向穿过织物，对织物进行染色，当系统逐渐加压达到染色工艺条件后，开启内循环系统，使用溶解了染料的超临界CO₂对织物进行循环染色操作；当染色循环达到预定时间后，停止内循环系统，开启分离系统，CO₂进入后续分离系统进行剩余染料的分离操作；此时釜体内逐渐降压，当系统压力降至工艺要求压力时，结束染色过程；

S4、漂洗：完成染色操作后，由系统将新鲜超临界CO₂加热、加压到漂洗所需温度和压力，通过漂洗液进料管反向注入釜体，漂洗用超临界CO₂通过织物外面径向穿过织物，溶解多余染料，然后经由卷轴内筒和CO₂进料管进入CO₂分离系统，在分离系统中解析出溶解在CO₂中的剩余染料，当循环时间达到漂洗工艺要求时，停止加压，完成漂洗过程；

S5、卸料：待漂洗操作结束后，通过CO₂出料管排净釜体内的CO₂，使釜体内压力达到常压，打开端盖，拉出卷轴内筒进行卸料操作。