[发明专利]一种多元染整釜及1000L以上规模的产业化超临界CO2流体无水染整设备

说明书

本发明公开了一种多元染整釜及1000升以上规模的生产型超临界CO₂流体无水染整设备，主要包括：CO₂低温储罐、CO₂供应储罐；低温输送泵、乙二醇高位槽、乙二醇泵、凉水塔、水泵、制冷机组、冷凝器、换热器、导热油系统、补充导热油系统、预冷器、CO₂加压泵、染料釜、加料器、多元染整釜、CO₂循环泵、冷却器、分离釜、吸附器和回收压缩机、在线监测系统和自动控制系统。本发明的设备具有多元染整釜体，可实现多种纺织品的单色系或多色系染整生产。染料釜具有适时加料功能，可满足染料的充分溶解和多色系添加需要；染整设备与超高效合相色谱联接，具有在线监测功能。整套设备实现了无水染整过程的智能化、自动化加工，节能环保。

技术领域

本发明涉及一种纺织行业中使用的染整设备，具体涉及多元染整釜及一种利用超临界二氧化碳流体为溶剂实现工程化无水染整生产的设备。

背景技术

随着世界各国对低碳经济模式和低碳发展理念的广泛认可，大量的废水排放已成为纺织印染行业的首要瓶颈。中国纺织工业面临的低碳考验也异常严峻。据不完全统计，在中国印染企业每天累计排放废水总量达300-400万吨，COD和BOD高达2000-3000mg/L，废水中的残留染料、重金属、含硫化合物及各种不易生物降解的有机助剂，难以通过混凝、过滤、吸附等方法进行有效处理，是最难处理的工业废水之一。

同时，根据中国印染行业协会统计数字显示，中国印染行业年耗水量达95.48亿吨，新鲜水取用量居全国各行业第二位，其中印染用水量占到 80％，排放的印染废水总量位于全国各工业部门排放的总量第六位。水资源的高度依赖和高能耗、高排放等问题，严重制约了这个纺织印染行业的可持续发展。特别是发达国家实施的“碳关税”进一步加剧了处于纺织供应链低端的中国纺织印染业受到冲击。因此，作为国家低碳发展规划中的重要行业，纺织印染行业必须加速与“低碳时代”接轨。推行印染过程的清洁化生产是整个行业可持续发展的必由之路，发展少水、节能、无污染的染色技术成为国内外的迫切需求。

1988年，德国的E.Schollmeyer教授首次申请了一种超临界流体染色专利，介绍了含有染料的超临界流体穿透织物进行染色的过程，为解决染整污染问题提供了一个全新研究思路。1996年，美国北卡罗来纳州立大学与Unifi公司合作开发了聚酯纤维超临界染色设备和工艺。自此，超临界 CO₂流体染色技术在纺织染整行业上的研究引发了国际科技界的广泛关注，德国、美国、日本、意大利等国相继进行了该项技术研究，主要利用工业排放的废气CO₂，在超临界状态下溶解非极性或低极性染料对纤维材料进行染色。与水介质染色过程相比，超临界CO₂流体染色过程无水，CO₂无毒、不易燃烧、价格低廉；染料和CO₂可循环使用，零排放无污染；并具有上染速度快、上染率高的优势。

目前，超临界CO₂流体染色技术作为一种清洁化染色技术已经在国内外取得了阶段性研究进展。利用超临界CO₂流体进行单色纺织品染色取得了较好的染色效果。其中，涤纶纤维超临界CO₂流体染色技术也已迈入工业化阶段。但现有超临界流体染色设备单次染色生产时仅能染得单色效果，尚无法在一次染色过程实现多色系生产；同时，染色完成后仍有部分 CO₂需要排放。随着染色设备规模的不断增加，排放的CO₂气体量随之升高，不利于超临界流体染色过程的低消耗生产。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种1000升以上规模的产业化超临界 CO₂流体无水染整设备，通过在一套超临界CO₂流体染整设备内并联两个以上染整釜，可同时实现相同或不同纺织品的单色或多色系工程化生产，从而解决了现有设备染色产品色彩单一、不易换色等问题，真正实现了超临界CO₂流体染色的工程化生产。