[发明专利]一种在线监测染料浓度并自动控制循环泵流量的方法

说明书

本发明提供一种在线监测染料浓度并自动控制循环泵流量的方法，包括超临界CO2无水染色系统和染料浓度在线监测系统，在超临界CO2无水染色系统中设置染料浓度检测仪，对染料浓度进行实时在线监测并基于监测结果自动调节循环泵频率，相比于现有技术中循环泵采用固定工作频率的情况，本发明有效提高了染色质量，降低了循环泵损耗和能量损耗。

技术领域

本发明涉及超临界CO2无水染色领域，尤其涉及超临界CO2无水染色领域的循环泵控制。

背景技术

常规水染，染料是扩散在水里随着温度升高而逐渐上染完成吸附、扩散的过程。无水染色是把固体染料放在染色釜，二氧化碳溶解染料后由泵的扬程传输到纤维完成染色。超临界CO2无水染色技术是一种新型绿色染色技术，染色过程不用水、无污水排放，具有显著的生态效益。

现在普遍应用的超临界CO2无水染色工艺为将染料置于染料釜、待染物置于染色釜后，开启加压泵，达到工艺条件后，开启循环泵，开始染色。染色过程中，循环泵按照预先设定好的功率参数运行。按照传统方式，循环泵频率和流量根据不同的染色工艺条件预设，在染色初期和染料溶解浓度达到平衡后，循环泵频率不再发生改变。

然而，染料在系统中的溶解量随时间和流量而不断变化，循环泵的固定频率并不能很好的匹配染料浓度的动态变化，频率过高会造成能源浪费，且会加速循环泵的磨损，导致循环泵寿命降低；频率过低会增加染色时间，甚至影响染色质量。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种在线监测染料浓度并自动控制循环泵流量的方法，包括超临界CO2无水染色系统和染料浓度在线监测系统，超临界CO2无水染色系统包括循环泵、阀门、染料釜、染色釜、管路，染料浓度在线监测系统包括染料浓度检测仪单元、计算机自动分析控制单元、循环泵流量控制单元；其中，染料浓度在线监测系统的循环泵流量控制单元与超临界CO2无水染色系统中的循环泵相连，染料浓度检测仪单元与超临界CO2无水染色系统中的染色釜入口相连；其中，该方法包括以下步骤：

S1开启增压泵，在一定温度下把二氧化碳增压到预定量；持续加热，使二氧化碳温度升到120度至130度，压强升到25-30兆帕，达到工艺条件所需的压力、温度；在达到工艺条件所需的压力、温度之前，计算机自动分析控制单元根据预设规则，自动调节循环泵以较小功率运行；在达到工艺条件所需的压力、温度后，计算机自动分析控制单元调整开启循环泵至最大功率和流量，用于最快溶解染料；

S2利用超临界CO2染色循环系统中的检测仪，实时检测系统中染料的浓度；

S3染料浓度检测仪单元采集检测的染料浓度数据，并传输到计算机自动分析控制单元，计算机自动分析控制单元将接收的染料浓度数据与其预先存储的工艺进行对比计算，生成相应的循环泵控制指令并发送给循环泵流量控制单元，循环泵流量控制单元根据接收的循环泵控制指令进行循环泵频率的自动调节。

作为一个实施例，染料浓度检测仪单元包括在超临界CO2无水染色系统内设检测仪探头，通过检测仪探头采集数据，利用传感线将数据传输到染料浓度检测仪单元。

作为一个实施例，染料浓度检测仪单元通过以下方式实现：在染色釜外壁或入口管道处采用高压透明蓝宝石玻璃，通过红外光谱原位在线检测仪或者高压原位红外检测仪检测染料浓度并利用染料浓度检测仪单元收集检测的染料浓度数据。

作为一个实施例，当采集的染料浓度数据降低并不再增加时，计算机自动分析控制单元自动调整降低循环泵功率。

作为一个实施例，计算机自动分析控制单元还可以根据不同温度压力下的二氧化碳比重来进行循环泵流量的自动调节。

本发明通过实时在线监测超临界CO2系统中染料浓度，并根据监测的染料浓度自动控制循环泵流量，相比于现有技术中循环泵采用固定工作频率的方式，本发明在提高染色质量的同时，有效降低了循环泵的设备损耗和能量损耗。

附图说明