CN218763794U - 一种静电纺丝生产线的环境控制系统 - Google Patents

Abstract

由于静电纺丝工艺受环境影响较大，静电纺丝生产车间对环境的温湿度有着严苛的要求，并且还需要对具有高浓度有害气体的废弃进行处理。本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，不仅能维持纺丝空间内的温湿度恒定，还能对静电纺丝尾气进行处理使其达到排放标准。同时，该系统还使用了全热交换系统，能降低维持恒温恒湿静电纺丝环境的能耗。其次，该系统还能对静电纺丝尾气中的溶剂进行部分回收，重复利用，降低原料成本。最后，该系统还对静电纺丝环境的空气做了过滤，使静电纺丝生产工艺处于洁净的生产环境中。

Description

一种静电纺丝生产线的环境控制系统

技术领域

本实用新型专利属于静电纺丝技术领域。

背景技术

由于静电纺丝纳米纤维自身的优点，静电纺丝纳米纤维在环境保护、生物医疗、能源电池、智能穿戴等方面的应用越来越收到人们的重视。例如静电纺丝纳米纤维膜可以作为高效过滤滤材、人造血管、手术防粘膜、Li+离子电池隔膜、防水透声膜等。而这些产品往往对于产品的均匀度、稳定性以及洁净程度都有一定的要求。因此其生产车间往往是洁净间。并且由于静电纺丝工艺受环境影响较大，其对洁净间的温湿度也有着苛刻的要求。其次由于静电纺丝的尾气中含有较高浓度的纺丝液溶剂的挥发气体，对于尾气的妥善处理也是静电纺丝生产工艺需要关注的问题。

在目前的静电纺丝生产线的专利中，如专利申请号为202010639620.5，专利申请号为201920913535.6，专利申请号为202121897071.8和专利申请号为201620080974.X等公开的技术，实现了对环境的部分控制，但是都有着一些不足之处，未形成一个完整的环境控制系统。

专利申请号为202010639620.5的中国实用新型专利所公布的一种应用于卷对卷式柔性基材的静电纺丝设备，其静电纺丝腔室内设置有纺丝室、传动系统、供液系统和静电纺丝系统，但没有环境控制系统也没有后续的尾气处理系统，其生产的静电纺丝纳米纤维形貌将随着外部的温湿度变化而变化。其次，其生产尾气若不处理直接排放，将对环境的危害很大。

专利申请号为201920913535.6的中国实用新型专利所公布的一种高效的静电纺丝设备中包含有一个静电纺丝密闭空间，和将静电纺丝尾气从密闭空间中抽离的抽风箱，但其没有控制新风的温湿度，也没有对抽离的尾气做进一步处理。

专利申请号为202121897071.8的中国实用新型专利所公布的一种静电纺丝设备的温度控制系统，包含了一个密闭的静电纺丝空间，和温度控制器，但其只能对一个密闭空间内环境进行温度控制，没有新风，没有排风，没法应用在实际的生产线上，且该系统不包含对环境湿度的调节和尾气处理。

专利申请号为201620080974.X的中国实用新型专利所公布的一种制备纳米纤维的静电纺丝设备包含有环境控制装置，其利用高压风机能做到密闭静电纺丝空间内空气的内部循环和对尾气中的溶剂进行部分回收。但是其并没有控制生产环境的温湿度。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，不仅能维持纺丝空间内的温湿度恒定，还能对静电纺丝尾气进行处理使其达到排放标准。同时，该系统还使用了全热交换系统，能降低维持恒温恒湿静电纺丝环境的能耗。其次，该系统还能对静电纺丝尾气中的溶剂进行部分回收，重复利用，降低原料成本。最后，该系统还对静电纺丝环境的空气做了过滤，使静电纺丝生产工艺处于洁净的生产环境中。

实用新型内容

应当理解的是前述理念和下面更详细讨论的另外的理念的全部组合（假定这样的理念不是相互矛盾的）被认为是此处公开的本实用新型主题的一部分。具体地，在本公开出现的所要求保护的主题的全部组合被认为是此处公开的本实用新型主题的一部分。还应当理解此处明确所用的术语可以出现于在此引入作为参考的任何公开中，其应当符合与此处公开的具体概念最一致的含义。

为了使静电纺丝工艺的生产处于恒定温度、恒定湿度、洁净的环境内和对静电纺丝生产尾气进行有效处理，本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，该系统包含密闭的静电纺丝空间、空调系统、全热交换系统、新风过滤系统和尾气处理系统；气体的流向是外部新风在空调系统的新风风机作用下通过全热交换器新风入口进入全热交换装置，与污风进行能量交换后，通过全热交换器新风出口和空调新风入口进入空调装置，对新风的温湿度进行调节后通过空调新风出口和新风过滤器入口进入到新风过滤装置，对新风进行过滤，将过滤后的新风通过新风过滤出口进入到密闭的静电纺丝空间，再将含有静电纺丝溶液挥发溶剂的污风在尾气风机的作用下，通过全热交换器污风入口进入到全热交换装置中，与新风进行能量交换后，通过全热交换器污风出口和尾气回收系统的尾气入口进入到冷凝干燥器对尾气中的挥发溶剂进行回收，之后污风通过喷淋塔进行过滤净化，再通过水汽分离装置将污风中的水汽过滤后进入活性炭箱进行二次过滤净化，之后通过烟筒排放进入大气。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，静电纺丝空间为由防静电塑料板组成的密闭空间，其空间内包含有静电纺丝工艺的主体装置和污风集气罩。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，空调系统包含空调新风入口、空调装置、新风风机、空调新风出口、空调温湿度传感器和空调控制系统；空调控制系统根据空调温湿度传感器返回的新风实际温湿度和设定的温湿度来调节空调装置的工作。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，空调装置包含转轮除湿器、加湿器、加热器、制冷器。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，空调温湿度传感器位于密闭静电纺丝空间的四面墙壁上。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，全热交换系统包含全热交换器新风入口、全热交换器新风入口温湿度检测器、全热交换器新风出口、全热交换器新风出口温湿度检测器、全热交换器污风入口、全热交换器污风入口温湿度检测器、全热交换器污风出口、全热交换器污风出口温湿度检测器、交换装置和全热交换报警装置；全热交换报警装置根据全热器中新风在入口和出口的温湿度差值以及污风在入口和出口的温湿度差值来监测全热交换装置的工作效率。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，新风过滤系统包含新风过滤器入口、新风过滤装置、新风过滤器出口、新风过滤器出口空气颗粒物测量装置和新风过滤报警装置；新风过滤报警装置通过新风过滤器出口空气颗粒物测量装置监控新风过滤装置的工作效率。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，新风过滤装置包含低效过滤装置、中效过滤装置和高效过滤装置。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，尾气处理系统包含尾气入口、冷凝干燥器、喷淋塔、水汽分离装置、活性炭箱、尾气风机、烟筒、尾气检测器和尾气报警装置；尾气报警装置通过尾气检测器返回的污风中有害气体和颗粒物的浓度来监测尾气处理系统的工作效率。

本实用新型提供了一种静电纺丝生产线的环境控制系统，新风风机提供的新风风量要比尾气风机提供的污风风量高1%-10%。

与现有技术相比，本实用新型专利的优点是：

1、能稳定密闭静电纺丝空间内的温湿度；

2、能对静电纺丝空间内的空气进行过滤；

3、能对尾气中的溶剂蒸汽进行部分回收，并对剩余的尾气进行过滤净化；

4、能降低维持恒温恒湿纺丝环境的能耗。

附图说明

图1为本实用新型的一种静电纺丝生产线的环境控制系统示意图；

附图中：1.静电纺丝空间；11.静电纺丝工艺的主体装置；12.污风集气罩；13.防静电塑料板；2.空调系统；21.空调新风入口；22.空调装置；221.转轮除湿器；222.加湿器；223.加热器；224.制冷器；23.新风风机；24.空调新风出口；25.空调温湿度传感器；26.空调控制系统；3.全热交换系统；31.全热交换器新风入口；32.全热交换器新风出口；33.全热交换器污风入口；34.全热交换器污风出口；35.交换装置；36.全热交换器新风入口温湿度检测器；37.全热交换器新风出口温湿度检测器；38.全热交换器污风入口温湿度检测器；39.全热交换器污风出口温湿度检测器；310.全热交换报警装置；4.新风过滤系统；41.新风过滤器入口；42.新风过滤装置；421.低效过滤装置；422.中效过滤装置；423.高效过滤装置；43.新风过滤器出口；44.新风过滤器出口空气颗粒物测量装置；45.新风过滤报警装置；5.尾气处理系统；51.尾气入口；52.冷凝干燥器；53.喷淋塔；54.水汽分离装置；55.活性炭箱；56.尾气风机；57.烟筒；58.尾气检测器；59.尾气报警装置。

具体实施方式

在下面的详细说明中，出于解释而非限制性目的，阐述了公开具体细节的代表性实施方案，以提供对于请求保护的实用新型的通透理解。但是，对于获益于本公开的本领域技术人员来说，显然根据本实用新型的教导的其他实施方案（其脱离了此处公开的细节）仍然处于附加的权利要求的范围内。此外，可能省略了对于公知的设备和方法的说明，以免模糊代表性实施方法的说明。这样的方法和设备很显然处于请求保护的本实用新型的范围内。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

实例1

将分子量为300k的尼龙（PA6）溶于甲酸中，其中尼龙的浓度为12wt%，甲酸的浓度为88wt%。将PA6/甲酸溶液作为静电纺丝液加工成PA6超高效纳米纤维过滤膜材料，其过滤等级为U15（对于0.3μm颗粒的过滤效率>99.9995%）。

静电纺丝密闭空间的体积为20立方米。

外部空气的温度为10℃，相对湿度为70%，而静电纺丝所需的温度为23±2℃，所需相对湿度为15±3%，所需生产环境的洁净等级为千级。

在空调系统的新风风机23作用下外部空气以150m3/h的流量通过全热交换器新风入口31进入全热交换装置35，全热交换器新风入口温湿度检测器36显示新风温度为10℃，相对湿度为70%。

新风在全热交换装置35内与污风进行能量交换后，通过全热交换器新风出口32和空调新风入口21进入空调装置22，全热交换器新风出口温湿度检测器37显示新风温度为19℃，相对湿度为32%。

空调装置22根据设定的温湿度，启动加热器223和转轮除湿机221对新风的温湿度进行调节后通过空调新风出口24和新风过滤器入口41进入到新风过滤装置32。

新风在新风过滤装置42内经过低效过滤装置421、中效过滤装置422和高效过滤装置423的过滤后，通过新风过滤出口43进入到密闭的静电纺丝空间1。新风过滤器出口空气颗粒物测量装置44测量的新风中0.5μm的颗粒物数量为760每立方英尺。新风过滤报警装置45将报警提醒检查新风过滤系统4。

若新风过滤器出口空气颗粒物测量装置44测量的新风中0.5μm的颗粒物数量大于1000每立方英尺，

位于密闭静电纺丝空间1的4面墙壁上的空调温湿度传感器25测量的温度为24℃，相对湿度为13%。

在静电纺丝工艺的主体装置11的作用下，对PA6/甲酸溶液进行加工，制备成具有U15过滤级别的PA6静电纺丝纳米纤维膜，同时PA6/甲酸溶液中88%的甲酸挥发成甲酸蒸汽混入污风中。

在尾气风机56的作用下污风以140m3/h的流量通过污风集气罩12从密闭静电纺丝空间1内抽出含有静电纺丝原液溶剂蒸汽的尾气，污风的流量略低于新风的流量，以保证密闭静电纺丝空间1内的环境是正压，使得密闭静电纺丝空间1具有恒定温度、恒定湿度和洁净的环境。

污风通过污风集气罩12和全热交换器污风入口33进入到全热交换装置35中，全热交换器污风入口温湿度检测器38测量的污风温度为22℃，相对湿度为12%。

污风在全热交换装置35中与新风进行能量交换后，通过全热交换器污风出口34和尾气回收系统的尾气入口51进入到冷凝干燥器52中，全热交换器污风出口温湿度检测器39显示污风温度为14℃，相对湿度为55%。

若全热交换器新风入口温湿度检测器36、全热交换器新风出口温湿度检测器37、全热交换器污风入口温湿度检测器38、全热交换器污风出口温湿度检测器39显示新风和污风的温湿度异常，全热交换报警装置310将报警提醒检查全热交换系统3。

冷凝干燥器的温度设定为1℃，污风中的部分甲酸蒸汽在冷凝干燥器52中将冷凝析出，提纯后可以将甲酸重复使用。

经过冷链干燥的污风通过喷淋塔53进行过滤净化，再通过水汽分离装置54将污风中的水汽过滤后进入活性炭箱55进行二次过滤净化，之后通过烟筒57排放进入大气。

若尾气检测器58监测到排出烟筒57的尾气中有害气体或颗粒物超标，尾气报警装置59将报警提醒检查尾气处理系统5。

Claims (10)

1.一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，该系统包含密闭的静电纺丝空间（1）、空调系统（2）、全热交换系统（3）、新风过滤系统（4）和尾气处理系统（5）；气体的流向是外部新风在空调系统的新风风机（23）作用下通过全热交换器新风入口（31）进入全热交换装置（35），与污风进行能量交换后，通过全热交换器新风出口（32）和空调新风入口（21）进入空调装置（22），对新风的温湿度进行调节后通过空调新风出口（24）和新风过滤器入口（41）进入到新风过滤装置（42），对新风进行过滤，将过滤后的新风通过新风过滤器出口（43）进入到密闭的静电纺丝空间（1），再将含有静电纺丝溶液挥发溶剂的污风在尾气风机（56）的作用下，通过全热交换器污风入口（33）进入到全热交换装置（35）中，与新风进行能量交换后，通过全热交换器污风出口（34）和尾气回收系统的尾气入口（51）进入到冷凝干燥器（52）对尾气中的挥发溶剂进行回收，之后污风通过喷淋塔（53）进行过滤净化，再通过水汽分离装置（54）将污风中的水汽过滤后进入活性炭箱（55）进行二次过滤净化，之后通过烟筒（57）排放进入大气。

2.根据权利要求1所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的静电纺丝空间（1）为由防静电塑料板（13）组成的密闭空间，其空间内包含有静电纺丝工艺的主体装置（11）和污风集气罩（12）。

3.根据权利要求1所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的空调系统（2）包含空调新风入口（21）、空调装置（22）、新风风机（23）、空调新风出口（24）、空调温湿度传感器（25）和空调控制系统（26）；空调控制系统（26）根据空调温湿度传感器（25）返回的新风实际温湿度和设定的温湿度来调节空调装置（22）的工作。

4.根据权利要求3所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的空调装置（22）包含转轮除湿器（221）、加湿器（222）、加热器（223）、制冷器（224）。

5.根据权利要求3所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的空调温湿度传感器（25）位于密闭静电纺丝空间（1）的四面墙壁上。

6.根据权利要求1所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的全热交换系统（3）包含全热交换器新风入口（31）、全热交换器新风入口温湿度检测器（36）、全热交换器新风出口（32）、全热交换器新风出口温湿度检测器（37）、全热交换器污风入口（33）、全热交换器污风入口温湿度检测器（38）、全热交换器污风出口（34）、全热交换器污风出口温湿度检测器（39）、交换装置（35）和全热交换报警装置（310）；全热交换报警装置（310）根据全热器中新风在入口和出口的温湿度差值以及污风在入口和出口的温湿度差值来监测全热交换装置（35）的工作效率。

7.根据权利要求1所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的新风过滤系统（4）包含新风过滤器入口（41）、新风过滤装置（42）、新风过滤器出口（43）、新风过滤器出口空气颗粒物测量装置（44）和新风过滤报警装置（45）；新风过滤报警装置（45）通过新风过滤器出口空气颗粒物测量装置（44）监控新风过滤装置（42）的工作效率。

8.根据权利要求7所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的新风过滤装置（42）包含低效过滤装置（421）、中效过滤装置（422）和高效过滤装置（423）。

9.根据权利要求1所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的尾气处理系统（5）包含尾气入口（51）、冷凝干燥器（52）、喷淋塔（53）、水汽分离装置（54）、活性炭箱（55）、尾气风机（56）、烟筒（57）、尾气检测器（58）和尾气报警装置（59）；尾气报警装置（59）通过尾气检测器（58）返回的污风中有害气体和颗粒物的浓度来监测尾气处理系统（5）的工作效率。

10.根据权利要求1所述的一种静电纺丝生产线的环境控制系统，其特征在于，所述的新风风机（23）提供的新风风量要比尾气风机（56）提供的污风风量高1%-10%。

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