超临界二氧化碳染色釜的设计+CAD图纸(3)
时间:2018-03-23 09:41 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
我国许多城市缺水，688个大中型城市有400个城市缺水，严重缺水城市有40~50个。在淡水资源、环境保护及能源问题越来越突出的今天，使用传统用水印染的企业的负担越来越重（排污费、水费、高能耗、不合格排污罚款等）。同时印染行业的高能耗、重污染的特点与国家推行的可持续发展战略是极不相称的，这也就推动了企业以及科研机构去寻找一种新的染色工艺来消除这种局面。 1.1.2 超临界印染的意义 常规工艺染色工艺的工序长，染料中要加入多种化学助剂、盐和表面活性剂，染色后要经还原清洗及热水、冷水等多道洗涤，然后烘干，才完成染色加工，染色和清洗时不仅耗用大量水、化学品和净洗剂，同时还排出大量高度污染的废水，对环境造成不利影响。 超临界流体染色（Supercritical Fluid Dyeing，简称 SFD）技术无需传统的水为介质，于是成为下一个印染的发展方向，目前超临界印染大都选用CO2作为携带染料的介质。使用超临界CO2作为印染介质，解决了传统印染所带来的一系列环境问题：首先，CO2和残余染料可以很容易分离回收；其次，超临界CO2的高溶解能力和低粘度使超临界印染花费的时间相比传统印染减少；而且，印染后不再需要额外烘干能量。 超临界流体染色只需一道染色工序，所使用的是不加任何添加剂的染料滤饼，染色后织物也不用任何清洗，二氧化碳挥发后织物是干燥的，故无需烘干。所以，该技术不仅运行过程中不排放污水，染料也可以回收再利用，二氧化碳循环使用效率可高达90%，这些对环境保护有利的。而且其工序十分简单，因而能耗减少。据德国西北纺织研究中心的研究人员估计，超临界流体染色过程能耗仅为常规染色的2/3。此外，由于印染周期短，也特别符合印染厂快速生产的要求。 总结的超临界CO2染色优点如下： (1) 不用水、无废水污染、属于环保型的染整工艺； (2) 染色结束后降低压力、CO2迅速气化、因而不需要进行染后烘干，既缩短了工艺流程，又节省了烘燥所需的能量； (3) 上染速度快，匀染和透染性能好，染色的重现性极佳； (4) CO2本身无毒、无、不燃，可重复使用； (5) 染料可重复利用，染色时无需添加任何分散剂、匀染剂、缓冲剂等助剂，不仅降低了生产成本，提高了染料利用率，而且还有利于环境保护，减少污染； (6) 适用的纤文品种较广，一些难以染色的合成纤文(如丙纶、芳纶等)也可进行正常染色。 1.2 超临界染色技术进展 1.2.1 国外研究现状 1.2.2 国内研究现状 1.2.3 超临界CO2染色工艺 超临界二氧化碳染色过程一般包括等温压缩、等容温升和等温释放3个过程。首先将卷绕了织物样品、中空而筒壁布满小孔的不锈钢轴固定于高压染色槽，环绕着中心的搅拌器，将粉末染料投入容器底部的溶解槽中，贮存于贮罐的液体二氧化碳冷却后直接用柱塞泵压缩到设定压力，然后通过加热器把液流加热到预热的温度。超临界二氧化碳流体随后在溶解槽内溶解染料，并把染料送至高压染色槽的不锈钢轴内筒，流体在流经筒壁小孔向外扩散穿透织物层的过程中进行染色，并通过循环泵增加流体系统中的循环次数，确保染色的质量。染色结束，流体通过分离器释放压力，这是由于二氧化碳变为气体，降低了染料的溶解度，可使沉积于底部的染料粉末回收。不含染料的二氧化碳通过冷却器冷却后回收贮存于贮罐中。超临界二氧化碳染色是在20～30MPa的高压下进行，染色温度一般在80～160℃，染色时间通常为5～20min。上染速度是传统工艺的5～10倍，上染率可达98%，均染和透染性好，大多数染色织物既使不进行后整理也具有较高的耐磨牢度。 (责任编辑：qin) |