CN106637775B - 一种综水回用的零排放高温高压染缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种综水回用的零排放高温高压染缸，包括缸体、加热系统、过滤系统、加料系统、检测系统和控制系统，所述缸体包括进布端、出布端和主体；所述进布端和出布端分别设有进布装置和出布装置；所述主体上还连接有受控制系统控制的氧化装置和储液装置，所述氧化装置另一端与过滤系统连接。本发明可以在染缸正常工作的同时，通过对染液进行氧化和过滤，除去染液中的还原性物质和固体颗粒物，使得染液无臭，可以重新投入染缸中进行重复使用，大幅度节省了原料的同时，还大大保护了环境；配合储液装置的使用，进一步地提升了染液的重复使用率，做到零排放，减小环境负担。

Description

一种综水回用的零排放高温高压染缸

技术领域

本发明涉及一种综水回用的零排放高温高压染缸，属于染色设备技术领域。

背景技术

纺织行业在高速发展的同时，也面临着资源、环境约束和日趋激烈的国际市场竞争等严峻挑战，尤其是资源利用率、生产效率偏低，污染问题比较严重。受投入不足和企业规模偏小等因素影响，我国纺织业的水耗、能耗居高不下。

染缸是印染行业中对织物进行染色的主要设备，同时，也是印染行业产生水污染的主要源头。在现有技术中，染缸内的布料进行染色处理后会留下大量的废水，而在废水中含有多种有害物质和有机物等还原性物质，在排向外界前需要进行复杂的废水净化处理，但是使用净化设备大大提高了生产成本，直接排出废水又会污染环境，部分黑心企业往往偷偷直接将废水排出，既浪费了资源又污染了环境。

虽然染缸中的废水含有有毒物质，当时在布料染色相同时，该废水则不再是废水，可以重复利用，不仅节约了水资源，还能节约染料，大大降低了生产成本的同时，节约了资源，保护了环境。但是，废水中的有机物等还原性物质则无法被重复利用，如果无视还原性物质直接重复利用的话，将导致水体发生严重的发臭现象，使得染缸和厂房内环境气味难忍，还将致使染色出来的布料带有恶臭，直接降低了布料的质量。

中国专利公开号为“CN201873863U”的专利公开了“一种高温高压染色机”，其包括染缸体、主泵、过滤器、化料筒及出布架，染缸体前后两端分别设有受控和操作口，该染缸体上部安装换热器，其换热器两端管路上分别装有主泵及测温器，位于主泵一侧装有主泵电机，位于主泵另一侧设置过滤器，过滤器与化料筒连接，位于操作口位置处上方安装出布架并且架体两侧分别装有提布电机和出布电机，通过各个结构的依次设置使其功能较为完善，组装简单且易维护，其换热器、过滤器以及提布、出布等机构安装稳固有序，工作灵活，同时部件之间的位置连接关系得到了简化，在一定程度上提高了生产效率，具有容量大，浴比低等优点。

上述专利提供的方案对染缸的结构进行了改善，提高了染缸生产效率，但对于染缸污水的排放、再利用等问题还是没有得到一个解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种既能提高生产效率、由能解决染液排放和再利用的问题的综水回用的零排放高温高压染缸。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种综水回用的零排放高温高压染缸，包括缸体、加热系统、过滤系统、加料系统、检测系统和控制系统，所述缸体包括进布端、出布端和主体；所述进布端和出布端分别设有进布装置和出布装置；所述主体上还连接有受控制系统控制的氧化装置和储液装置，所述氧化装置另一端与过滤系统连接。

待染色的布料从缸体的进布端通过进布装置的协助进入缸体，在缸体内与染液充分接触后，再通过出布装置的协助从出布端出来。其中分别设置进布端与出布端两个端口，使得布料的进布和出布过程能够直接分开，染布过程更加流畅，直接提高了布料印染的效率。而在现有技术中，则一般是采用将带染的布料收尾缝合，使布料在缸体内形成一个循环走向，在印染完毕后，需要将布料收尾再次拆开，这个过程需要大量的人工参与，非常麻烦且容易造成布料纠缠、机器卡顿的现象，印染效率低。

在印染工作进行的同时，氧化装置在控制系统的控制下，可以从缸体的主体内抽取染液，对染液进行氧化处理，从而降低染液内的COD含量，直接从根源上解决了染液水体发臭的问题。经过氧化处理的染液，随后导入到过滤系统中，在过滤系统中进行固液分离，将染液中的固体杂质去除后，再回流到染缸中进行重复利用。同时，检测系统对染缸内的染液的各种含量进行实时检测，并将信息反馈给控制系统，由控制系统进行分析处理后控制加料系统进行加料，从而调节染液浓度，使得染液始终维持在标准印染水平范围。

储液装置的设置则是直接解决了不同染色需求的替换时，染液的重复利用问题。当需要对布料进行不同颜色的印染时，可通过控制系统控制储液装置将染液从缸体内抽到相应的储液装置中进行储存，当下次再需要用到的时候，再从储液装置中放回缸体内。储液装置的设置，配合氧化装置和过滤系统的使用，彻底实现了染液的重复利用和零排放，在保证了印染效率的同时，节约了资源、保护了环境，实现了染液的零排放。

进一步地，所述氧化装置包括由聚四氟乙烯制成的箱体，所述箱体内顶部设有喷淋管，所述喷淋管的进水口通过管道和提液泵一与缸体内的染液相连通，提液泵一受控于控制系统；喷淋管的下端设有喷淋孔，在所述喷淋孔的下方设有臭氧发生器；所述箱体的下端设有出液口，所述出液口通过管道与过滤系统连接。

控制系统可以控制提液泵一工作，将染液从缸体内顺着管道抽到氧化装置的喷淋管中，染液再顺着喷淋管下端的喷淋孔被喷到臭氧发生器上，与臭氧发生器上的多价氧气体进行气液混合。从喷淋管喷出来的液体呈水雾状，可以充分地与臭氧发生器产生的多价氧气体混合接触，充分地去除染液中的还原性物质。

进一步地，所述臭氧发生器包括基板，所述基板上固定有若干高压放电管；所述氧化装置还包括设置在箱体外的氧气储存罐，所述氧气储存罐通过气管与高压放电管连接，所述气管上还设有电磁阀，所述电磁阀受控于控制系统。

氧气储存罐里的氧气能够通过气管释放到高压放电管上，高压放电管接通电源之后，将在表面形成一个高压环境，从而使得氧气产生化学反应变成臭氧气体。电磁阀受控制系统控制，可随时操控氧气的输送或停止，从而配合整个染缸的工作进程。

进一步地，所述储液装置设置在缸体的上方，包括若干储液罐；所述储液罐通过管道与缸体内的染液相通，该管道上设有提液泵二，所述提液泵二受控于控制系统。

当需要更换染液时，控制系统可以控制提液泵二将缸体内的染液抽到相应的储液罐中进行储存，当再次需要的时候，再将染液从储液罐重新放回到染缸中，进行重复利用。

进一步地，所述缸体为金属缸体，所述缸体内部均布搪瓷。现有的染缸大多采用金属材质制成，染液对缸体具有较强的腐蚀和破坏能力，直接使得缸体的使用寿命非常低。在缸体内涂布搪瓷，可以直接阻隔染液与金属缸体的直接接触，从而使得缸体能够得到足够的保护，延长了缸体的使用寿命，间接节约了资源。

进一步地，缸体内还设有超声波震荡装置。超声波极性摩擦可产生空化效应，促使染料迅速进入被染物内。利用超声波对液体的作用，使溶在液相中的气体成为气核，在超声波作用下，气核膨胀长大，形成空穴，并为周围的液体蒸汽或气体充满，由于内外压力悬殊使空穴塌陷、破裂，把集中的气场能量在极短的时间和极小的空间内释放出来，并产生很大的冲击力，起到激烈搅拌的作用，从而促使染液中的染料的分散和溶解，还能加速染料在纤维内部的扩散速度，从而使得布料能够获得鲜艳而均匀的颜色。

进一步地，所述检测系统与控制系统连接，包括液位计、色度自动检测计、盐分比重检测计和测温计。

液位计可以实时测量缸体内染液的量，色度自动检测计和盐分比重检测计则是对染液的色度以及盐分的含量进行一个实时的检测，测温计是对染液的温度进行检测。液位计、色度自动检测计、盐分比重检测计和测温计在对染液进行检测后，能够将检测数据实时地反馈给控制系统，控制系统自动分析检测数据后，再发出相应的调控指令，使得染缸内的染液始终保持在标准印染水平范围。

进一步地，所述加热系统包括微波加热装置和空气源加热装置；所述微波加热装置固定在缸体内部；所述空气源加热装置包括设置在缸体外部的空调压缩机、蒸发器和固定在缸体内部与染液接触的加热机构，所述空调压缩机、加热机构和蒸发器通过空气管路两两连接。

微波加热是通过使被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不需要任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热、同时升温，加热舒服快且均匀。用微波来加热染液，相对于现有的传统加热方式来说，其加热效率仅是传统加热效率的两倍。空气源加热则是通过热交换，先从空气中吸收热量，再将热量转移到染液中，从而达到对染液进行加热的目的。空气源加热形式耗电量仅为传统电加热电量的百分之三十，同时又可以对室内空气起到降温、除湿、加快空气流动的作用。空气源加热装置与微波加热装置两者相配合，直接提高了染缸整体的加热效率的同时，大大降低了能耗。

进一步地，所述缸体的出布端上连接有综合染液回收装置，所述综合染液回收装置可将被染布带出缸体的染液回收。印染好的染布从出布端直接进入到综合染液回收装置的进布口，由综合染液回收装置对染液进行回收，避免浪费。

进一步地，所述综合染液回收装置包括回收箱，所述回收箱内设有挤压机，在回收箱上与挤压机相对的两侧分别设有进布口和出布口，所述进布口直接与缸体的出布端相接；所述回收箱底部设有受控制系统控制的提液泵三，所述提液泵三的出液口与氧化装置的喷淋管相接。

印染好的染布从出布端直接进入到综合染液回收装置的进布口，通过挤压机的作用后，再从出布口出去，完成染液回收。挤压机可以将染布中所带的染液挤出，使得多余的染液落在回收箱内，而落在回收箱内的染液又通过提液泵三被输入到氧化装置中，直接重新投入到氧化处理流程，随后与其他染液一起经过过滤系统的固液分离后，被重新投入到染缸中使用。综合染液回收装置的设置配合氧化装置和过滤系统，使得染液最大程度化地被重复使用，直接降低了物料成本的同时，进一步提升了染缸的综水回用效率，做到零排放。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明可以在染缸正常工作的同时，通过对染液进行氧化和过滤，除去染液中的还原性物质和固体颗粒物，使得染液无臭，可以重新投入染缸中进行重复使用，大幅度节省了原料的同时，还大大保护了环境；配合储液装置的使用，进一步地提升了染液的重复使用率，做到零排放，减小环境负担。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明整体结构示意图。

图3为本发明的氧化装置结构示意图。

附图中：1为缸体，2为氧化装置，3为储液装置，4为进布架，5为进布电机，6为出布架，7为出布电机，8为提布电机，9为空气源加热装置，10为箱体，11为喷淋管，12为喷淋孔，13为提液泵一，14为基板，15为高压放电管，16为氧气储存罐，17为电磁阀，18为过滤装置，19为输液泵，20为加料桶，21为加料泵，22为液位计，23为色度自动检测计，24为盐分比重检测计，25为测温计，26为储液罐，27为提液泵二，28为综合染液回收装置，29为提液泵三。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图3，本实施例包括缸体1、加热系统、过滤系统、加料系统、检测系统和控制系统，缸体1上还连接受控制系统控制的氧化装置2和储液装置3。

缸体1为金属缸体，缸体1内部均布搪瓷。现有的染缸大多采用金属材质制成，染液对缸体1具有较强的腐蚀和破坏能力，直接使得缸体1的使用寿命非常低。在缸体1内涂布搪瓷，可以直接阻隔染液与金属缸体1的直接接触，从而使得缸体1能够得到足够的保护，延长了缸体1的使用寿命，间接节约了资源。

缸体1包括进布端、出布端和主体。进布端和出布端分别设有进布装置和出布装置。进布装置包括进布架4和进布电机5，进布架4安装在进布端的操作口的上方，进布电机5安装在进布架4的一侧。出布装置包括出布架6、出布电机7和提布电机8，出布架6安装在出布端的操作口的上方，出布电机7和提布电机8分别安装在出布架6的两侧。

缸体1内还设有超声波震荡装置。超声波极性摩擦可产生空化效应，促使染料迅速进入被染物内。利用超声波对液体的作用，使溶在液相中的气体成为气核，在超声波作用下，气核膨胀长大，形成空穴，并为周围的液体蒸汽或气体充满，由于内外压力悬殊使空穴塌陷、破裂，把集中的气场能量在极短的时间和极小的空间内释放出来，并产生很大的冲击力，起到激烈搅拌的作用，从而促使染液中的染料的分散和溶解，还能加速染料在纤维内部的扩散速度，从而使得布料能够获得鲜艳而均匀的颜色。

加热系统包括空气源加热装置9和微波加热装置。

空气源加热装置9包括设置在缸体1外部的空调压缩机、蒸发器和固定在缸体1内部的加热机构。空调压缩机与加热机构相同，同时空调压缩机也与蒸发器相同，用以将蒸发器提供的低温低压气体转换成高温高压气体，并供给加热机构。

加热机构上设有加热管路，加热管路直接与缸体1内的染液接触。高温高压的气体从空调压缩机中流入加热机构的加热管路，使得加热管路保持高温，而加热管路又与周围的染液发生热交换，从而将染液加热。

加热机构又与蒸发器相连通，能够将已经过热交换的气体重新导入到蒸发器中，从而实现一个循环，使得蒸发器在吸入环境低温低压气体的同时，还可以重复利用之前的气体，减小了能耗。

空气源加热形式耗电量仅为传统电加热电量的百分之三十，同时又可以对室内空气起到降温、除湿、加快空气流动的作用。

微波加热装置固定在缸体1内部，通过使被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不需要任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热、同时升温，加热舒服快且均匀。用微波来加热染液，相对于现有的传统加热方式来说，其加热效率仅是传统加热效率的两倍。

微波加热装置与空气源加热装置9两者相配合，直接提高了染缸整体的加热效率的同时，大大降低了能耗。

氧化装置2包括箱体10，箱体10内顶部设有喷淋管11。喷淋管11的进水口通过管道与缸体1内的染液相连通，另一端下部设有喷淋孔12。在喷淋管11的进水口与缸体1连接的管道上设有提液泵一13，提液泵一13受控于控制系统。在喷淋孔12的下方设有臭氧发生器，臭氧发生器包括基板14、高压放电管15和氧气储存罐16，其中氧气储存罐16设置在箱体10外。高压放电管15竖直固定安装在基板14上，其下端通过气管与氧气储存罐16相接，气管上还设有受控制系统控制的电磁阀17。

箱体10的下端设有出液口，出液口通过管道与过滤系统连接。

过滤系统内设有过滤装置18和输液泵19。

加料系统包括加料桶20和相应的加料泵21。加料桶20内可存放各种不同的物料。加料泵21通过管道一端连接在加料桶20的下方，另一端通入过滤系统和缸体1之间的管道内。加料泵21受控制系统控制，可调控加料的时间和用量。

检测系统与控制系统连接，包括液位计22、色度自动检测计23、盐分比重检测计24和测温计25。

液位计22可以实时测量缸体1内染液的量，色度自动检测计23和盐分比重检测计24则是对染液的色度以及盐分的含量进行一个实时的检测，测温计25是对染液的温度进行检测。液位计22、色度自动检测计23、盐分比重检测计24和测温计25在对染液进行检测后，能够将检测数据实时地反馈给控制系统，控制系统自动分析检测数据后，再发出相应的调控指令，使得染缸内的染液始终保持在标准印染水平范围。

储液装置3设置在缸体1的上方，包括若干储液罐26和相对应的提液泵二27。储液罐26通过管道与缸体1内的染液相通，提液泵二27设置的管道上，提液泵二27受控于控制系统，可根据实际需要抽放染液。

在缸体1的出布端还设有综合染液回收装置28。综合染液回收装置28包括回收箱，回收箱内设有挤压机，在回收箱上与挤压机相对的两侧分别设有进布口和出布口，进布口直接与缸体1的出布端相接。回收箱底部呈漏斗型，通过管道与氧化装置2的喷淋管11相连接，在该管道上设有受控制系统控制的提液泵三29。

染缸工作时，加热装置对染缸内的染液进行加热，同时检测系统对染液进行实时检测，并将检测信息反馈给控制系统，由控制系统对染液的质量调控。当染液质量达到合格水平时，染布从染缸的进布端的操作口进入染缸，开始印染工作。

控制系统可以控制提液泵一13工作，将染液从缸体1内顺着管道抽到氧化装置2的喷淋管11中，染液再顺着喷淋管11下端的喷淋孔12被喷到高压放电管15上。氧气储存罐16里的氧气能够通过气管释放到高压放电管15上，高压放电管15接通电源之后，将在表面形成一个高压环境，从而使得氧气产生化学反应变成臭氧气体。从喷淋管11喷出来的液体呈水雾状，充分地与高压放电管15表面的多价氧气体混合接触，充分地去除染液中的还原性物质，降低染液内的COD含量，直接从根源上解决了染液水体发臭的问题。

经过氧化处理的染液，随后导入到过滤系统中，在过滤系统中进行固液分离，将染液中的固体杂质去除后，再回流到染缸中进行重复利用。

印染好的染布从出布端直接进入到综合染液回收装置28的进布口，通过挤压机的作用后，再从出布口出去，对染液进行回收。

挤压机可以将染布中所带的染液挤出，使得多余的染液落在回收箱内，而落在回收箱内的染液又通过提液泵三29被输入到氧化装置2中，直接重新投入到氧化处理流程，随后与其他染液一起经过过滤系统的固液分离后，被重新投入到染缸中使用。综合染液回收装置28的设置配合氧化装置2和过滤系统，使得染液最大程度化地被重复使用，直接降低了物料成本的同时，进一步提升了染缸的综水回用效率。

当需要对布料进行不同颜色的印染时，可通过控制系统控制储液装置3将染液从缸体1内抽到相应的储液装置3中进行储存，当下次再需要用到的时候，再从储液装置3中放回缸体1内。储液装置3的设置，配合氧化装置2和过滤系统的使用，彻底实现了染液的重复利用和零排放，在保证了印染效率的同时，节约了资源、保护了环境，实现了染液的零排放。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种综水回用的零排放高温高压染缸，包括缸体、加热系统、过滤系统、加料系统、检测系统和控制系统，其特征在于：所述缸体包括进布端、出布端和主体；所述进布端和出布端分别设有进布装置和出布装置；所述主体上还连接有受控制系统控制的氧化装置和储液装置，所述氧化装置另一端与过滤系统连接；所述氧化装置包括由聚四氟乙烯制成的箱体，所述箱体内顶部设有喷淋管，所述喷淋管的进水口通过管道和提液泵一与缸体内的染液相连通，提液泵一受控于控制系统；喷淋管的下端设有喷淋孔，在所述喷淋孔的下方设有臭氧发生器；所述箱体的下端设有出液口，所述出液口通过管道与过滤系统连接。

2.根据权利要求1所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：所述臭氧发生器包括基板，所述基板上固定有若干高压放电管；所述氧化装置还包括设置在箱体外的氧气储存罐，所述氧气储存罐通过气管与高压放电管连接，所述气管上还设有电磁阀，所述电磁阀受控于控制系统。

3.根据权利要求1所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：所述储液装置设置在缸体的上方，包括若干储液罐；所述储液罐通过管道与缸体内的染液相通，该管道上设有提液泵二，所述提液泵二受控于控制系统。

4.根据权利要求1所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：所述缸体为金属缸体，所述缸体内部均布搪瓷。

5.根据权利要求1所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：缸体内还设有超声波震荡装置。

6.根据权利要求1所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：所述检测系统与控制系统连接，包括液位计、色度自动检测计、盐分比重检测计和测温计。

7.根据权利要求1所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：所述加热系统包括微波加热装置和空气源加热装置；所述微波加热装置固定在缸体内部；所述空气源加热装置包括设置在缸体外部的空调压缩机、蒸发器和固定在缸体内部与染液接触的加热机构，所述空调压缩机、加热机构和蒸发器通过空气管路两两连接。

8.根据权利要求1所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：所述缸体的出布端上连接有综合染液回收装置，所述综合染液回收装置可将被染布带出缸体的染液回收。

9.根据权利要求8所述的综水回用的零排放高温高压染缸，其特征在于：所述综合染液回收装置包括回收箱，所述回收箱内设有挤压机，在回收箱上与挤压机相对的两侧分别设有进布口和出布口，所述进布口直接与缸体的出布端相接；所述回收箱底部设有受控制系统控制的提液泵三，所述提液泵三的出液口与氧化装置的喷淋管相接。