[发明专利]一种超临界二氧化碳印染工艺及其印染系统

权利要求书

1.一种超临界二氧化碳印染工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将液态二氧化碳经增压、加热处理后，转换为超临界二氧化碳；

(2)将超临界二氧化碳与染料混合形成染液；

(3)将染液通入染色釜中，并在超声波和双向循环的作用下对来自进锭端的纱锭进行染色，纱锭染色成熟后，纱锭从出锭端送出；

(4)收集染色后的剩余染液并进行减压、分离处理，分离后的染料和超临界二氧化碳分别经净化、干燥后作为步骤(1)的所述液态二氧化碳原料和步骤(3)的所述染料原料进行循环利用。

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳印染工艺，其特征在于，步骤(1)中采用加压单元将二氧化碳压力增压至16MPa以上；采用加热单元需将二氧化碳温度加热至80℃以上。

3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳印染工艺，其特征在于，步骤(2)中还包括向所述染液中加入助染剂。

4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳印染工艺，其特征在于，步骤(3)中采用工作功率为600W的超声波发生单元对所述染色釜内的染液和纱锭进行超声处理；采用双向循环泵将染液以2.4m/min的速度在所述染色釜内循环，纱锭以1.2m/min的幅度在染色釜内前进并进行染色。

5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳印染工艺，其特征在于，步骤(3)中还包括在染色过程中对所述染色釜进行保温隔热处理。

6.一种如权利要求1-5任一项所述工艺的超临界二氧化碳印染系统，其特征在于，包括：CO₂储存罐、染料罐、染色釜、染料收集罐、减压冷却单元和萃取分离单元，其中：

所述CO₂储存罐依次通过管道经过滤单元、干燥单元、加热单元和加压单元连接所述染料罐，以将所述CO₂储存罐内的二氧化碳经增压、加热处理后转换为超临界二氧化碳，并将超临界二氧化碳通入所述染料罐内与染料混合形成染液；

所述染料罐通过管道依次经助剂罐和流量计连接所述染色釜，用于将所述染液送入所述染色釜内对来自进锭端的纱锭进行染色，且所述染色釜上设置有至少一个双核超声波发生装置和至少一个双向循环泵；

所述染色釜的底部通过管道经所述染料收集罐连接所述减压冷却单元，以将所述染色釜内染色后的剩余染液收集于所述染料收集罐内，并通过所述减压冷却单元对所述剩余染液进行减压、分离处理；

所述减压冷却单元的顶端通过管道依次经净化单元、过滤单元和干燥单元连接所述CO₂储存罐，以将分离后的二氧化碳气体送入所述CO₂储存罐进行循环再利用；以及

所述减压冷却单元的底端通过管道连接萃取分离单元，以将分离后的染液进行萃取处理，萃取后的染料送入所述染料罐进行循环再利用，和/或萃取后的助剂送入所述助剂罐进行循环再利用。

7.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳印染系统，其特征在于，所述染色釜由24-25米的管道构成，其上装设有保温隔热层、四台所述超声波发生单元和四台所述双向循环泵。

8.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳印染系统，其特征在于，在距所述染色釜的1000mm、3000mm、5000mm、6000mm处分别开设有进液孔，所述进液孔通过出锭端管道连接所述染料罐。

9.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳印染系统，其特征在于，在距所述染色釜的出锭端375mm、625mm、875mm、1125mm处分别开设有排液孔，所述排液孔通过管道连接所述染料收集罐。

10.根据权利要求8或9所述的超临界二氧化碳印染系统，其特征在于，所述排液孔和进液孔呈大小头结构，其均由上部孔和下部孔构成，所述上部孔的高度为20-30mm，直径为25-30mm；所述下部孔的高度为8-12mm，直径为3-8mm。