超临界流体印染装置的设计+CAD图纸(2)
6.3.8弹簧的参数 38
6.4输入段密封分析 39
7.截止装置的设计 40
7.1 液压推进装置的选型 40
7.2电液推杆的工作原理 41
7.3 进口处退出装置的选型 41
7.4出口处的退出装置的选型 41
8.染色装置的整体布置 42
9.设计总结 43
致谢 44
参考文献 45
1.超临界流体印染概述
1.1超临界流体印染的原理
对于一般物质，气相物质在达到某一温度和压力时，气液两相密度相等，气相和液相间无明显的界限，而且仅有液相一相，此种状态被称为临界状态。二氧化碳在临界压力7.39Mpa，温度31.1℃时进入临界状态；,在这种状态下， 超临界流体有与气体相当的高渗透力和低的粘度，兼有与液体相近的密度和对物质优良的溶解能力，还具有比液体分子大得多的能量和作用力。超临界流体对溶质的溶解度取决于其密度，密度越高，溶解度越大。当改变其压力和温度时，密度即发生变化，从而导致溶解度发生变化。超临界流体染色就是利用超临界流体的这些特性发展起来的染色技术。
二氧化碳是非极性分子，只能溶解非极性或极性低的染料。在染色过程中，染料首先溶解在超临界二氧化碳流体中，溶解的染料随染液的流动逐渐靠近纤文界面，染料进入动力边界层（难以流动）靠近纤文界面到一定距离后，主要靠自身的扩散接近纤文，染料迅速被纤文表面吸附（它们之间的分子作用力足够大），染料向纤文内部扩散转移（纤文内外产生用量差或者内外染料化学位差）。由此完成染色。在染色过程完成后，降低二氧化碳的压力，或者提高二氧化碳的温度，超临界状态的二氧化碳的密度将会改变，此时甚至可以达到气态，在此情况下，二氧化碳内溶解的染料被析出。析出染料后的二氧化碳通过管道设备重新被收集到二氧化碳储存罐中。由此实现二氧化碳的循环利用，从而杜绝了印染过程中的废水，废气等环境污染。且可以降低生产成本。
1.2国内外超临界流体印染的意义
传统染色工艺需要大量的水来润湿和溶胀纤文，并依靠多种助剂、分散剂和表面活性剂来完成着色过程，随后还要进行一系列后续加工，过程繁杂并产生严重的污染。据不完全统计，国内印染企业累计排放废水总量达（3-4）*106/d，表现为COD值高、色度大，色度主要来自染色过程中15%-40%未上染的染料。此外，废水中还含有重金属、含硫化合物及各种难于生物降解的有机助剂。基于染料和助剂都为芳香化合物及废水中普遍含有无机盐如NACL,NA2S的特点，印染废水不能通过传统的混凝、过滤、吸附、生物降解等方法进行有效处理。由于达标排放的出水中含有约100mg/L（国家排放标准）难以被生物降解且有毒性和颜色的成分，仍然对江河湖海构成污染，因此不能从根本上缓解水生生态继续恶化的局面。印染行业推行清洁生产是其可持续发展的必由之路。
用超临界二氧化碳流体作为染色介质是21世纪最具影响力的无水染色技术。该技术在涤纶纤文染色中的应用最多。随着对超临界二氧化碳用于涤纶染色研究的不断深入，人们开始将这一技术应用于丙纶、锦纶、腈纶及天然纤文等其他织物的染色。超临界co2流体是非极性的，它对非极性的分散染料有较强的溶解能力，对疏水性的涤纶纤文有较强的溶胀能力。因此，超临界cO2流体非常适合于极性低的分散染料染疏水性纤文。