[发明专利]一种超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备

说明书

本发明涉及一种超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备，属于纺织领域。本发明所提供的超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备，具有独特设计的共溶剂系统、煮漂染系统和分离回收系统，通过共溶剂、染料与二氧化碳的均匀分散溶解，可以实现麻纤维粗纱的煮漂染生产；同时，超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备，集合煮、漂、染三种功能，可以实现煮漂染工序的一步完成，具有高效性特点，从而解决了麻纤维煮漂染工序的高污染、高能耗难题。

技术领域

本发明涉及一种超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备，属于纺织领域。

背景技术

麻纤维化学组成主要包括纤维素、半纤维素、果胶、木质素、蜡质和含氮物质等，其中半纤维素、木质素、果胶难以去除，且麻纤维分子的结晶度和取向度较高，易于对纤维的延伸度、弹性、集束性、柔软性和卷曲性产生影响，给麻纤维纺纱织造过程带来了诸多不便。因此，麻纤维粗纱煮漂一直是麻纺行业关注的难题，多年以来，许多研究工作都立足解决此问题，直到20世纪50年代后期，人们才开始研究粗纱煮练工艺，将粗纱煮练后进行湿纺，使伴生物充分溶胀，从而除去部分杂质，增加纤维可纺性。50年代末，我国成功研发了亚麻粗纱煮练技术。亚麻经过粗纱煮练后，成纱强度比原纱大10％左右，使用漂白粗纱后，强度又可增大10％。

传统麻纤维煮漂加工过程中主要利用水为介质，依次经过碱煮、亚氯酸钠漂白、水洗、双氧水漂白、水冼、酸冼、水冼工序，去除纤维中的半纤维素、木质素和果胶，最终满足纺纱工序中对麻粗纱纤维强度和白度的要求。经过煮漂处理后，麻单纤维间粘合力减弱，纤维间的粘合物质得到去除，纤维较易产生分劈，有利于加工成高支纱及高档产品。然而，传统麻纤维煮漂工序显示了耗水耗能多、工艺流程长、经济成本高等缺点。同时，煮漂生产后，排放的污水中含有大量的亚氯酸钠、纯碱、双氧水等助剂，难以处理，给环境带来了严重的污染。

当常态下物质的温度和压力高于其临界温度和临界压力时，该物质即转化成为超临界流体。在超临界状态下，压力和温度的微小改变，均会导致流体密度的显著差异，并表现为流体溶解度的变化，从而使得超临界流体极具有应用价值。自1978年西德Essen举行第一届“超临界流体萃取”国际会议起，30多年来，超临界流体萃取技术已广泛应用于医药、化工、食品及环保等领域。超临界流体萃取技术是在不改变化学组成的条件下，利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，将超临界流体与分离物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来，然后利用温度和压力对超临界流体溶解能力的影响而实现萃取分离目的。在常用的物质中，二氧化碳以其无毒、无害、不燃、具有化学惰性和独特的四极矩结构，临界温度(31.1℃)和临界压力(7.37MPa)较低等特点，成为应用最为广泛的超临界流体。

发明内容

为了解决麻纤维煮漂工序的高污染、高能耗难题，本发明提供了一种超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备，利用二氧化碳代替水介质实现了麻纤维的清洁化煮、漂、染生产，并可完成煮漂染工序的一步完成，对于麻纺行业的技术转型升级具有重大意义。

一种超临界二氧化碳流体无水煮漂染一体化设备，包括下述设备单元：

用于存储和/或产生二氧化碳气体的二氧化碳贮存系统；

用于存储共溶剂的共溶剂罐；

用于接收来自二氧化碳贮存系统的二氧化碳和共溶液剂储罐的共溶剂的超声雾化器，共溶剂在所述超声雾化器中雾化后与二氧化碳混合形成混合流体；

增压泵和加热器，所述增压泵和加热器用于接收来自超声雾化器的二氧化碳与共溶剂混合流体或二氧化碳或接收来自二氧化碳贮存系统的二氧化碳；二氧化碳与共溶剂混合流体经增压泵增压及加热器加热后使混合流体变为溶解有共溶剂的超临界二氧化碳流体；二氧化碳经增压泵增压及加热器加热后使二氧化碳变为超临界二氧化碳流体；

接收来自加热器的超临界二氧化碳流体的染料釜；