CN108796922A - 超临界co2染色系统染色釜的清洗方法及清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法及清洗系统，所述清洗方法，包括如下步骤，在染色釜内安装扰流叶轮；开启加压泵，通入适量的CO2，形成超临界CO2，扰流叶轮转动；开启循环泵，使超临界CO2流体循环流动；缓慢开启泄压分离阀，同时打开加压泵，调节泄压分离流量使整个染色系统压力保持恒定，实现通入的CO2与分离的CO2动态平衡；进行CO2的分离和回收。通过在染色釜内安装扰流叶轮，对CO2气流进行搅动，改变CO2流体的流动速度和流动方向，使超临界流体在染色釜内以涡流的形式冲刷各个角落，提高清洗效率高和清洗彻底性。
Description
技术领域
本发明属于染色技术领域，具体涉及染色后染色釜的清洗方法及清洗系统。
背景技术
超临界CO2无水染色是一种新型的绿色染色方式，该技术具有高效率，无污染，染色时间短等优良的特点。该技术采用超临界CO2作为染色介质，在CO2被加热温度超过31℃，压强超过7.3MPa时，此时变成了一种非气非液的状态—超临界态。目前许多国家都在努力的研制这种具有节能减排、适用广泛的新型绿色染整设备，试图将其推向产业化，实用化。
在超临界无水染色大批量规模化生产过程中，在染完一种颜色后，染色釜内部通常会残留染料，当需要换色时，若不对染色釜进行清洗，残留的染料，尤其是深色染料，会对换色后的染色过程及最终染色质量造成很大的影响，因此需要在换色前对染色釜内部进行清洗。
中国专利（公开号CN103339316B）公布了一种清洗方法及清洗装置，该专利中介绍了在染色结束后，接着向高压釜内导入不含染料的处于超临界状态的纯的流体并使其循环，并且排出存在于高压釜内且处于超临界状态的流体，从而使存在于高压釜内且处于超临界状态的流体中的残留染料的浓度逐渐减少地连续进行清洗。该专利公布的清洗方法仅是通过向高压釜内通入超临界流体来溶解釜中残留染料，超临界流体在高压釜中的流动速度和流动方向无法控制，而高压釜周围棱角处易形成死角，难以清洗干净，若要彻底地清洗高压釜，需延长超临界流体的通入时间、加大通入量，而染色釜在整个染色系统占据一半以上的体积，则若采用现有技术所公开的清洗方法和清洗装置，清洗效率会非常慢、且效果差，清洗成本高。
鉴于现有技术存在的上述问题，如何设计一种染色釜清洗方法及清洗系统，具有清洗效率高，清洗彻底等优点，这是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题和不足，本发明提供一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法及清洗系统，清洗效率高，清洗彻底，保证染色质量。
为达到解决上述技术问题的目的，本发明所提供的超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法采用以下技术方案予以实现：一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法，包括如下步骤，
1）染色结束后，关闭超临界CO2染色系统，取出已染物，在染色釜内安装扰流叶轮；
2）开启加压泵，向染色釜内通入适量的CO2，同时加热使染色釜中的CO2逐渐达到超临界工艺参数设定值时，形成超临界CO2，扰流叶轮在通入的CO2气流带动下转动，对染色釜内的超临界CO2流体进行搅动改变CO2流体的流动速度和流动方向，使其充分冲刷染色釜内壁；
3）开启循环泵，使超临界CO2流体在超临界CO2染色系统中循环流动，使染色釜内残留的染料充分溶解并排出；
4）缓慢开启染色釜和回收釜之间的泄压分离阀，同时打开加压泵，调节泄压分离流量使整个染色系统压力保持恒定，实现通入的CO2与分离的CO2动态平衡；
5）达到清洗设定时间后，关闭加压泵，打开泄压分离阀泄压，CO2流体进入到回收釜，进行CO2的分离和回收。
步骤2）中所述超临界工艺参数设定值是：温度80-100℃，压力10-20MPa，步骤5）中清洗设定时间为10-30min。
还包括步骤6）向染色釜内放入白色待染物，开启超临界CO2染色系统的染色程序进行染色循环，染色结束后，取出待染物，若待染物并无任何上染，则染色釜清洗结束；若待染物有上染，则重复步骤1）至步骤6）至待染物无任何上染。
本发明还提供了一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统，包括染色染色釜、回收釜及连通所述染色釜、回收釜的循环系统，所述循环系统包括CO2储气瓶、加压泵、循环泵及管路，所述CO2储气瓶出口引出的管路上设置所述加压泵及阀门Ⅲ，所述阀门Ⅲ出口分两路分别与所述染色釜的出口及回收釜的出口连通，所述染色釜的出口与所述染色釜的入口连通的管路上设置所述循环泵及阀门Ⅰ，所述染色釜的出口与所述回收釜的入口连通的管路上设置泄压阀，所述CO2储气瓶的出口与所述回收釜的出口连通的管路上设置阀门Ⅱ，在染色釜及回收釜上分别设置加热套，与所述染色釜及回收釜连接的管路上缠绕电加热丝形成伴热电路；清洗所述染色釜时，在所述染色釜内安装有扰流叶轮。
所述扰流叶轮安装在所述染色釜的入口处，所述染色釜的入口位于所述染色釜的底壁上。
所述扰流叶轮包括底座和叶轮主体，所述底座为中空盒体，所述叶轮主体以其转轴可转动地安装在所述底座的顶壁上，所述底座以其底壁安装在所述染色釜的底壁内表面上，且所述底座的中空空间与所述染色釜的入口连通，所述底座的顶壁上布设有出气孔。
所述底座的周向侧壁上布设有出气孔。
所述扰流叶轮的转动轴线与所述染色釜的入口轴线重合。
所述底座的底壁上设有与所述染色釜的入口相适配的中空安装轴，所述中空安装轴与所述染色釜的入口螺纹旋合。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：
1、通过在染色釜内安装扰流叶轮，在向釜内通入CO2时，在气流压力作用下扰流叶轮被带动转动，从而对釜内形成的超临界CO2流体进行搅动，改变CO2流体的流动速度和流动方向，使超临界流体在染色釜内以涡流的形式冲刷各个角落，使其反复扰流清洗、充分冲刷染色釜内壁，提高清洗效率高，同时CO2被加热加压成超临界状态，可充分溶解染色釜内壁上残留的染料，使染色釜清洗彻底，保证下一次染色的质量；
2、清洗过程中，循环泵开启，使超临界CO2流体在超临界CO2染色系统中循环流动，实现动态恒压式的清洁方式，不断将染色釜内冲刷溶解掉的残留染料及时排出并注入纯CO2气体，使得整个系统中杂质含量比例越来越低，直到系统最终清洁；
3、本发明克服了传统分离系统及其方法分离效率和使用效率低、分离效果差、可靠性不高、分离回收过程复杂和繁琐、分离系统难以清洗等缺点，并具有效率高、操作简便、分离彻底、稳定可靠、适应范围广等优点。
附图说明
图1为本发明中超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统的结构示意图；
图2为本发明中染色釜中设置扰流叶轮时的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，本发明一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统的实施例，所述清洗系统采用原有染色系统的一部分，即包括染色釜20、回收釜30及连通所述染色釜20、回收釜30的循环系统，所述循环系统包括CO2储气瓶50、加压泵70、循环泵90及管路。所述CO2储气瓶50出口引出的管路上设置上述加压泵70，并设置阀门Ⅲ80，所述阀门Ⅲ80出口分两路分别与所述染色釜20的出口及回收釜30的出口连通，所述染色釜20的出口与所述染色釜30的入口连通的管路上设置循环泵90及阀门Ⅰ120，所述染色釜20的出口与所述回收釜30的入口连通的管路上设置泄压阀60，所述CO2储气瓶50的出口与所述回收釜30的出口连通的管路上设置阀门Ⅱ40，在染色釜20及回收釜30上分别设置加热套，与所述染色釜20及回收釜30连接的管路上缠绕电加热丝形成伴热电路；与原有染色固色系统不同的是，在清洗染色釜20时，在染色釜20安装扰流叶轮10，通过CO2流体带动扰流叶轮10转动使釜内的超临界CO2流体形成涡流冲刷清洗釜内残留染料，尽可能地减少清洗死角，提高清洗效率。
优选地，上述的染色釜20为卧式圆柱形釜体，所述的回收釜30为一细长的圆柱形釜体，在回收釜30内设置立体复式的过滤结构。由于，在染色釜20和回收釜内的超临界CO2流体为高温、高压状态，上述各个阀门为超高压高温专用阀门。超临界CO2流体动态固色系统在工作状态，阀门Ⅰ10、阀门Ⅱ40及阀门Ⅲ80是开通状态，而泄压分离阀60处于关闭状态，固化完成后，打开泄压阀60泄压，CO2流体进入到回收釜30，进行CO2的分离和回收。
本实施例中扰流叶轮10的转动是通过向染色釜20通入的CO2气流带动，为提高扰流叶轮10的转动速度，其优选安装在染色釜20的入口21处，此处CO2气流压力最大，从而在此处安装扰流叶轮10，其转动速度也最大，本实施例中染色釜20的入口21位于染色釜20的底壁上。
为便于扰流叶轮10的安装及CO2气流穿过，如图2所示，扰流叶轮10包括底座11和叶轮主体12，底座11为中空盒体，叶轮主体12以其转轴可转动地安装在底座11的顶壁上，底座11以其底壁安装在染色釜2的底壁内表面上，且底座11的中空空间与染色釜2的入口21连通，底座11的顶壁上布设有出气孔13。CO2气流由染色釜2的入口21通入，进入底座11的中空空间，然后经底座11顶壁上的出气孔13进入釜内，此时，由于叶轮主体12以其转轴可转动地安装在底座11的顶壁上，由出气孔13通入的气流带动叶轮主体12转动，对后来被加热加压成超临界状态的CO2流体进行搅动，形成涡流，冲刷清洗染色釜2内壁上的残留染料。
进一步同理地，底座11的周向侧壁上也可以布设有出气孔。
为使扰流叶轮10获得最大的扰流动力，其转动轴线与染色釜20的入口21轴线重合，这样可以使叶轮主体12处于入口21的正上方，通入的CO2气流尽可能多地作用在叶轮主体12上，进一步提高叶轮主体12的转动速度和扰流能力。
对于底座11在染色釜12底壁上的安装，具体地，底座11的底壁上设有与染色釜20的入口21相适配的中空安装轴14，中空安装轴14与染色釜20的入口21螺纹旋合，从而便于扰流叶轮10的拆装，在进行染色工艺时可将扰流叶轮10拆离染色釜20，清洗染色釜20时，安装上扰流叶轮10即可，结构简单，操作方便。
参照图1和图2，本发明一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法的具体实施方式，包括如下步骤，
1）染色结束后，关闭超临界CO2染色系统，取出已染物，在染色釜2内安装扰流叶轮10，如图2所示；
2）关闭染料釜100与染色釜20之间的阀门110，并开启加压泵70，向染色釜20内通入适量的CO2，同时加热使染色釜20中的CO2逐渐达到超临界工艺参数设定值时，形成超临界CO2流体，扰流叶轮10在通入的CO2气流带动下转动，对染色釜20内形成的超临界CO2流体进行扰流搅动，改变超临界CO2流体的流动速度和流动方向，使其充分冲刷染色釜20内壁；
3）开启循环泵90，使超临界CO2流体在超临界CO2染色系统中循环流动，使夹杂有溶解的残留染料的超临界CO2流体与新通入的CO2气流所形成的超临界纯CO2流体实现动态循环，使染色釜20内残留的染料充分溶解并排出；
4）缓慢开启染色釜20和回收釜30之间的泄压分离阀60，同时打开加压泵70，调节泄压分离流量使整个染色系统压力保持恒定，实现通入的CO2与分离的CO2（夹杂有溶解的残留染料的超临界CO2流体）动态平衡；
5）达到清洗设定时间后，关闭加压泵70，打开泄压分离阀泄压60，CO2流体进入到回收釜30，进行CO2的分离和回收。
进一步地，根据清洗前染色工艺所选用的染料种类，设定步骤2）中染色釜2内超临界工艺参数设定值：温度一般为80-100℃，压力一般为10-20MPa，步骤5）中清洗设定时间为10-30min，以清洗前所选用的染料为深红色为例，按照本实施例清洗方法清洗，CO2超临界工艺参数为温度100℃，压力为20MPa。
进一步地，为判断染色釜2是否清洗彻底，本实施例清洗方法还包括步骤6），即向染色釜2内放入白色待染物，开启超临界CO2染色系统的染色程序进行染色循环，染色结束后，取出待染物，若待染物并无任何上染，则说明染色釜2清洗彻底，染色釜2清洗结束；若待染物有上染，则重复步骤1）至步骤6）至待染物无任何上染，说明染色釜2清洗彻底。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法，其特征在于包括如下步骤，
1）染色结束后，关闭超临界CO2染色系统，取出已染物，在染色釜内安装扰流叶轮；
2）开启加压泵，向染色釜内通入适量的CO2，同时加热使染色釜中的CO2逐渐达到超临界工艺参数设定值时，形成超临界CO2，扰流叶轮在通入的CO2气流带动下转动，对染色釜内形成的超临界CO2流体进行搅动改变CO2流体的流动速度和流动方向，使其充分冲刷染色釜内壁；
3）开启循环泵，使超临界CO2流体在超临界CO2染色系统中循环流动，使染色釜内残留的染料充分溶解并排出；
4）缓慢开启染色釜和回收釜之间的泄压分离阀，同时打开加压泵，调节泄压分离流量使整个染色系统压力保持恒定，实现通入的CO2与分离的CO2动态平衡；
5）达到清洗设定时间后，关闭加压泵，打开泄压分离阀泄压，CO2流体进入到回收釜，进行CO2的分离和回收。
2.根据权利要求1所述的超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法，其特征在于，步骤2）中所述超临界工艺参数设定值是：温度80-100℃，压力10-20MPa，步骤5）中清洗设定时间为10-30min。
3.根据权利要求1所述的超临界CO2染色系统染色釜的清洗方法，其特征在于，还包括步骤6）向染色釜内放入白色待染物，开启超临界CO2染色系统的染色程序进行染色循环，染色结束后，取出待染物，若待染物并无任何上染，则染色釜清洗结束；若待染物有上染，则重复步骤1）至步骤6）至待染物无任何上染。
4.一种超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统，其特征在于，包括染色染色釜、回收釜及连通所述染色釜、回收釜的循环系统，所述循环系统包括CO2储气瓶、加压泵、循环泵及管路，所述CO2储气瓶出口引出的管路上设置所述加压泵及阀门Ⅲ，所述阀门Ⅲ出口分两路分别与所述染色釜的出口及回收釜的出口连通，所述染色釜的出口与所述染色釜的入口连通的管路上设置所述循环泵及阀门Ⅰ，所述染色釜的出口与所述回收釜的入口连通的管路上设置泄压阀，所述CO2储气瓶的出口与所述回收釜的出口连通的管路上设置阀门Ⅱ，在染色釜及回收釜上分别设置加热套，与所述染色釜及回收釜连接的管路上缠绕电加热丝形成伴热电路；清洗所述染色釜时，在所述染色釜内安装有扰流叶轮。
5.根据权利要求4所述的超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统，其特征在于，所述扰流叶轮安装在所述染色釜的入口处，所述染色釜的入口位于所述染色釜的底壁上。
6.根据权利要求5所述的超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统，其特征在于，所述扰流叶轮包括底座和叶轮主体，所述底座为中空盒体，所述叶轮主体以其转轴可转动地安装在所述底座的顶壁上，所述底座以其底壁安装在所述染色釜的底壁内表面上，且所述底座的中空空间与所述染色釜的入口连通，所述底座的顶壁上布设有出气孔。
7.根据权利要求6所述的超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统，其特征在于，所述底座的周向侧壁上布设有出气孔。
8.根据权利要求5所述的超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统，其特征在于，所述扰流叶轮的转动轴线与所述染色釜的入口轴线重合。
9.根据权利要求6所述的超临界CO2染色系统染色釜的清洗系统，其特征在于，所述底座的底壁上设有与所述染色釜的入口相适配的中空安装轴，所述中空安装轴与所述染色釜的入口螺纹旋合。
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