本实用新型属于纺织染整技术领域，涉及一种免水洗活性染料非水溶剂染色设备。
背景技术：
目前反应性散纤维、纱线、面料或成衣的染色大多数是采用的活性染料，染色过程中由于活性基团在水介质中的水解，不仅导致大量活性染料的浪费，而且在染色过程中需要消耗大量的水以及排放大量难以处理的高色度污水，这也是活性染料一直以来存在的瓶颈。
为了避免活性染料的水解反应，提高活性染料的利用率，科学家们在很早就已经注意并研究了活性染料在非水介质中的染色。采用非水介质染色的优势在于活性染料在染色过程中不会发生水解，能够提高活性染料与散纤维、纱线、面料或成衣的反应程度。但同时，采用非水介质染色也一直存在着较多问题，主要包括活性染料在非水介质中的溶解性、散纤维、纱线、面料或成衣在非水介质中的溶胀能力、固色碱剂在非水介质中的溶解度、以及染色的匀染性、透染性等。尽管活性染料在非水介质中染色存在着诸多难点，但现阶段用水成本逐渐升高，以及人们对环境保护越来越重视，活性染料非水介质染色以其良好的应用前景也越来越受到关注。
上世纪80年代印度纺织工艺研究所采用二甲基甲酰胺溶解活性染料C.I.活性红12，在升温至80℃过程中分批加入三氯乙烯并保温1h，染料几乎完全上染，固色率为84％。该方法虽提供了一个较好的溶剂染色思路，但固色率比传统染色方法相比优势不大，染色后仍需要大量的水进行高温皂洗去除浮色，工业应用前景不大，因此未得到进一步发展。
溶剂反胶束染色法是近年出现的一种新型的非水溶剂染色工艺，而活性染料非水溶剂染色的研究近期取得巨大进展，广东溢达纺织有限公司开发出一种免水洗活性染料非水溶剂染色方法，该方法能够使活性染料在棉纤维上完全均匀上染与固色，且染色结束后不需要进行水洗和中和，染色周期短，能耗低。但是，传统的水浴染色设备已不适用于这种非水溶剂染色的染色方法。因此，开发一种新的染色设备势在必行。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种免水洗活性染料非水溶剂染色设备。该染色设备能够针对采用极性溶剂和非极性溶剂混合体系进行纱线或织物染色，能实现纱线或织物染色的均匀上染，且染色后的溶剂还能回收循环使用。
为了达到前述的实用新型目的，本实用新型提供一种免水洗活性染料非水溶剂染色设备，其包括辅助加热管，主染缸，化料槽，储液箱，分液器，第一冷凝器，第二冷凝器，极性溶剂储槽，非极性溶剂储槽，气泵和主泵；其中，
所述主染缸设置有第一进料口和第一排放口；
所述化料槽设置有第二进料口和第二排放口；
所述辅助加热管分别与所述主染缸和气泵相连通；
所述主染缸的第一进料口和第一排放口分别与所述主泵相连通，所述主染缸还与所述第一冷凝器相连通；
所述化料槽的第二进料口和第二排放口分别与所述主泵相连通，所述化料槽还与所述储液箱相连通；
所述储液箱与所述主泵相连通；
所述分液器分别与所述主泵、第一冷凝器、极性溶剂储槽、非极性溶剂储槽相连通；
所述第一冷凝器与所述第二冷凝器相连通；
所述第二冷凝器与所述气泵相连通；
所述极性溶剂储槽和非极性溶剂储槽分别与所述主泵相连通；
所述主染缸内设置有蒸汽加热管和装有冷凝水的第一夹套；所述化料槽内设置有化料搅拌装置；所述储液箱内设置有装有冷凝水的第二夹套，底部设置有第一污物排放口；所述第二冷凝器的底部设置有第三排放口。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，所述免水洗活性染料非水溶剂染色设备还包括管道和阀门，上述连通关系按照常规方式通过管道和阀门实现，且所有管道和阀门均由中央控制系统控制。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，染色前，极性溶剂储槽中的极性溶剂通过主泵从第二进料口进入化料槽中，并在常温下通过化料槽中内置的化料搅拌装置进行搅拌，溶解该化料槽中的活性染料及助剂，得到活性染料的极性溶剂溶液；
当活性染料溶解结束后，得到活性染料的极性溶剂溶液从化料槽的第二排放口排出，通过主泵从第一进料口进入主染缸中对纱线或织物进行染色；
在染色前，或者染色时，非极性溶剂储槽中的非极性溶剂通过主泵从第一进料口进入主染缸中，所述非极性溶剂可一次性或分批泵至主染缸中与上述活性染料的极性溶剂溶液混合形成混合染液；
染色时，主染缸中的染液从第一排放口排出，又通过主泵从第一进料口回到主染缸中，通过控制染液在主染缸外部的循环方向和循环速率以及在主染缸内部的双向循环，能使染色更加均匀；同时，通过主染缸内置的蒸汽加热管和第一夹套中的冷凝水可以控制染色的升温速率和染色温度(一般为30℃-130℃)；
染色结束后，主染缸中的染色残液一次性从第一排放口排出，并通过主泵从第二进料口进入化料槽中，然后再缓慢流入储液箱中，利用储液箱第二夹套中的冷凝水冷凝；冷凝后的染色残液通过主泵泵至分液器中进行分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽中，而冷凝后剩余的污物从储液箱底部的第一污物排放口排出；
在主染缸中的染色残液排出后，从气泵中吹出压缩空气，经过辅助加热管加热形成干燥热风，然后进入主染缸中反复吹主染缸中的染色纱线或染色织物，同时启用主染缸中的蒸汽加热管进行加热，使主染缸内的温度达到80℃-110℃，从而将染色纱线或染色织物中残留的溶剂气化，并由热风带走；含有溶剂的热风从主染缸进入第一冷凝器中冷凝，大部分气化的溶剂恢复为液体溶剂，并从该第一冷凝器进入分液器中分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽中，而该第一冷凝器中剩余的气体则进入第二冷凝器中进一步冷凝，冷凝得到的液体从该第二冷凝器底部的第三排放口排出并回收，而该第二冷凝器中剩余的气体则流向气泵，由气泵压缩，再次用于吹干主染缸中的染色纱线或染色织物，从而实现染色纱线或染色织物的干燥以及极性溶剂和非极性溶剂的回收利用，同时还能有效防止气化的极性溶剂或非极性溶剂污染空气。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述主染缸内还设置有脱液装置，所述脱液装置与所述第一排放口相连通。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，在染色结束后，可利用该脱液装置使主染缸中的染色纱线或织物初步脱除染液，并排出染色残液，以便后续利用干燥热风进行吹干。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述免水洗活性染料非水溶剂染色设备还包括蒸馏箱；所述蒸馏箱分别与所述主泵和第一冷凝器相连通，且所述蒸馏箱的底部设置有第二污物排放口。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，经过多次回收利用的非极性溶剂从非极性溶剂储槽中通过主泵一次性泵入化料槽中，然后流经储液箱，再通过主泵缓慢泵入蒸馏箱中；将蒸馏箱加热至80℃-110℃，然后进行常压蒸馏提纯，蒸馏出的蒸汽进入第一冷凝器中冷凝，冷凝得到的液体进入分液器中分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽中，而蒸馏箱中残留的杂质和淤积物则从蒸馏箱底部的第二污物排放口排出，从而使经多次循环利用的非极性溶剂蒸馏纯化，进而实现循环反复利用。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述免水洗活性染料非水溶剂染色设备还包括真空泵和活性炭箱；所述真空泵分别与所述第一冷凝器和第二冷凝器相连通；所述活性炭箱与所述第二冷凝器相连通，所述活性炭箱设置有第四排放口。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，经过多次染色循环后的极性溶剂(或非极性溶剂)从对应的极性溶剂储槽中(或非极性溶剂储槽中)通过主泵一次性泵入化料槽中，然后流经储液箱，再通过主泵缓慢泵入蒸馏箱中；将蒸馏箱加热至80℃-110℃，并开启真空泵，将第一冷凝器和蒸馏箱形成800Pa-1000Pa的真空度，形成减压蒸馏系统，然后将极性溶剂(或非极性溶剂)在蒸馏箱中进行减压蒸馏，蒸馏出的蒸汽进入第一冷凝器中冷凝，冷凝得到的液体进入分液器中分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽中，而蒸馏箱中残留的杂质和淤积物则从蒸馏箱底部的第二污物排放口排出，从而使经多次循环利用的非极性溶剂蒸馏纯化，进而实现循环反复利用；
同时，该第一冷凝器中剩余的少量未被冷凝的蒸汽则被真空泵从第一冷凝器的顶端抽出，经过该真空泵进入第二冷凝器中进一步冷凝，冷凝得到的液体从该第二冷凝器底部的第三排放口排出并回收，而第二冷凝器中剩余的蒸汽则进入活性炭箱中，经活性炭吸附后从第四排放口排放，从而使极性溶剂(或非极性溶剂)减压蒸馏后的残余蒸汽和减压蒸馏时真空泵产生的尾气经活性碳吸收后再排放，防止大气污染。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述活性炭箱与所述主染缸相连通。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，从气泵中吹出压缩空气，经过辅助加热管加热形成干燥热风，然后流经主染缸进入活性炭箱反复吹活性碳箱中的活性炭，从而使吸附在活性炭中的极性溶剂和非极性溶剂脱附出来，再流入第二冷凝器中冷凝，冷凝得到的液体从第二冷凝器的第三排放口放出，然后导入至分液器中分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽中，从而使活性碳完成解吸附再生，同时实现活性碳中吸附的极性溶剂和非极性溶剂的回收利用。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述主染缸的第一进料口、化料槽的第二进料口、分液器和第一冷凝器分别与第一主管道相连通；所述主染缸的第一排放口、化料槽的第二排放口、储液箱、极性溶剂储槽和非极性溶剂储槽分别与第二主管道相连通；所述第一主管道和第二主管道分别与所述主泵相连通。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述蒸馏箱与所述第一主管道相连通。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述活性炭箱与所述第一主管道相连通。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，主染缸的第一进料口、化料槽的第二进料口、分液器和蒸馏箱通过第一主管道与主泵相连通，主染缸又通过该第一主管道分别与第一冷凝器和活性炭箱相连通；同时主染缸的第一排放口、化料槽的第二排放口、储液箱、极性溶剂储槽和非极性溶剂储槽通过第二主管道与主泵相连通；可以使该免水洗活性染料非水溶剂染色设备减少管道的使用和排布，染色设备使用时，只需通过主泵和阀门的协同控制，即可调节第一、第二主管道中染液(或溶剂或气体)的流向，从而实现染色、干燥、溶剂的回收和提纯以及活性炭解吸附再生等工艺。
在上述免水洗活性染料非水溶剂染色设备中，优选地，所述免水洗活性染料非水溶剂染色设备采用耐溶剂腐蚀材料密封。
本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型提供的免水洗活性染料非水溶剂染色设备，能适用于采用两种溶剂(包括极性溶剂和非极性溶剂，该极性溶剂和非极性溶剂在低温时能形成分相，在高温能形成均相)混合进行染色的染色方法，能实现均匀上染，且染色后直接固色免水洗，溶剂还能回收循环使用；
(2)本实用新型提供的免水洗活性染料非水溶剂染色设备，能使经多次循环利用的溶剂蒸馏纯化，进而实现循环反复利用；
(3)本实用新型提供的免水洗活性染料非水溶剂染色设备，能净化蒸馏纯化时真空泵产生的尾气，效防止染色溶剂污染空气，且能使过滤用的活性炭脱吸附再生，循环使用。
附图说明
图1为实施例1提供的棉筒子纱免水洗活性染料非水溶剂染色设备结构示意图。
符号说明：
1辅助加热管，2主染缸，3化料槽，4储液箱，5分液器，6蒸馏箱，7冷凝器A，
8真空泵，9活性碳箱，10冷凝器B，11极性溶剂储槽，12非极性溶剂储槽，
13气泵，14主泵。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种棉筒子纱免水洗活性染料非水溶剂染色设备，如图1所示，该染色设备包括辅助加热管1、主染缸2、化料槽3、储液箱4、分液器5、蒸馏箱6、冷凝器A7、冷凝器B10、真空泵8、活性碳箱9、极性溶剂储槽11、非极性溶剂储槽12、气泵13和主泵14；
主染缸2设置有第一进料口和第一排放口，化料槽3设置有第二进料口和第二排放口；辅助加热管1分别与主染缸2和气泵13相连通；主染缸2的第一进料口和第一排放口分别与主泵14相连通，且主染缸2还与冷凝器A7相连通；化料槽3的第二进料口和第二排放口分别与主泵14相连通，且化料槽13还与储液箱4相连通；储液箱4与主泵14相连通；分液器5分别与主泵14、冷凝器A7、极性溶剂储槽11、非极性溶剂储槽12相连通；冷凝器A7与冷凝器B10相连通；冷凝器B10与气泵13相连通；极性溶剂储槽11和非极性溶剂储槽12分别与主泵14相连通；蒸馏箱6分别与主泵14和冷凝器A7相连通；真空泵8分别与冷凝器A7和冷凝器B10相连通；活性炭箱9分别与主染缸2和冷凝器B10相连通；
主染缸2内设置有蒸汽加热管、装有冷凝水的第一夹套和脱液装置，该脱液装置与第一排放口相连通，化料槽3内设置有化料搅拌装置，储液箱4内设置有装有冷凝水的第二夹套，底部设置有第一污物排放口，冷凝器B10的底部设置有第三排放口，蒸馏箱6的底部设置有第二污物排放口，活性炭箱9设置有第四排放口；
其中，主染缸2的第一进料口、化料槽3的第二进料口、分液器5、冷凝器A7、蒸馏箱6和活性炭箱9分别与第一主管道相连通，通过该第一主管道与主泵14；主染缸2的第一排放口、化料槽3的第二排放口、储液箱4、极性溶剂储槽11和非极性溶剂储槽12分别与第二主管道相连通，通过该第二主管道与主泵14；整个棉筒子纱免水洗活性染料非水溶剂染色设备采用耐溶剂腐蚀材料密封。
该棉筒子纱免水洗活性染料非水溶剂染色设备还包括管道和阀门，上述连通关系按照常规方式通过管道和阀门实现，且所有管道和阀门均由中央控制系统控制。
本实施例还提供采用上述棉筒子纱免水洗活性染料非水溶剂染色设备进行筒子纱染色的方法，其包括筒子纱预溶胀(采用无机碱水溶液预溶胀或极性有机溶剂预溶胀)、染色准备、染色和纱线烘干及溶剂回收几个阶段，其中，采用无机碱水溶液预溶胀需要在单独设备进行，并且在筒子纱预溶胀后需烘干备用；而采用极性有机溶剂预溶胀可以在主染缸2中进行，预溶胀后经主染缸2中的脱液装置简单离心脱液即可直接用于染色，根据预溶胀前后的质量差异计算纱线的带液量，并将该带液量与染色所需的极性有机溶剂的用量累计，计算出极性有机溶剂的最少用量；
所述染色准备、染色和纱线烘干及溶剂回收包括以下步骤：
染色准备时，将极性溶剂储槽11中的极性溶剂泵至化料槽3，常温下在溶解染料及助剂，得到活性染料的良溶剂溶液，化料结束后将该活性染料的良溶剂溶液化料槽3的第二排放口排出，通过主泵14泵至主染缸2中，利用主染缸2内部的蒸汽加热管和第一冷凝水夹套中的冷凝水控制染色温度及其升温速率；
在升温之前或在升温过程中将非极性溶剂储槽12中的非极性溶剂一次性或分批泵至主染缸2中；染色时，主染缸2中的染液从第一排放口排出，然后通过第二主管道经主泵14和第一主管道回流主染缸2中，使染液实现进行单向循环，通过主泵14控制循环的方向和速率，同时染液还在主染缸2中进行双向循环；
染色结束后，利用脱液装置将主染缸2中的染液残液脱除，脱离的染色残液通过第二主管道经主泵14和第一主管道一次性泵至化料槽3中缓存，然后再缓慢流入储液箱4中，利用储液箱4中的第二冷凝水夹套中的冷凝水冷凝，冷凝后的染色残液通过主泵14泵至分液器5中进行分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽11，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽12，而冷凝后剩余的污物从储液箱4底部的第一污物排放口排出；在主染缸2中的染色残液排出后，从气泵13中吹出压缩空气，经过辅助加热管1加热形成干燥热风，然后进入主染缸2中反复吹主染缸2中的染色纱线，同时启用主染缸2中的蒸汽加热管进行加热，使主染缸2内的温度达到80℃-110℃，将染色纱线或染色织物中残留的溶剂气化，并由热风带走；含有溶剂的热风从主染缸2进入冷凝器A7中冷凝，大部分气化的溶剂恢复为液体溶剂，并从该冷凝器A7进入分液器5中分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽11中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽12中，而该冷凝器A7中剩余的气体则进入冷凝器B10中进一步冷凝，冷凝得到的液体从该冷凝器B10底部的第三排放口排出并回收，而该冷凝器B10中剩余的气体则流向气泵13，由气泵13压缩，再次用于吹干主染缸2中的染色纱线；
将干燥后的染色纱线置于固色液中进行固色处理，即可得到免水洗活性染料非水溶剂染色的染色纱线。
本实施例还提供采用上述棉筒子纱免水洗活性染料非水溶剂染色设备将经多次染色的溶剂进行常压蒸馏或减压蒸馏的纯化方法，其工艺如下：
将非极性溶剂从非极性溶剂储槽11一次性泵入化料槽3中，然后经储液箱4通过主泵14缓慢泵入蒸馏箱6中；将蒸馏箱6加热至80℃-125℃进行常压蒸馏提纯，蒸馏出的蒸汽进入冷凝器A7中冷凝，冷凝得到的液体进入分液器5中分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽11中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽12中，而蒸馏箱6中残留的杂质和淤积物则从蒸馏箱6底部的第二污物排放口排出；
或者，将极性溶剂(或非极性溶剂)从极性溶剂储槽11(或非极性溶剂储槽12)一次性泵入化料槽3中，然后经储液箱4通过主泵14缓慢泵入蒸馏箱6中；将蒸馏箱6加热至80℃-110℃，同时开启真空泵8使冷凝器A7和蒸馏箱6形成800Pa-1000Pa的真空度进行减压蒸馏，蒸馏出的蒸汽进入冷凝器A7中冷凝，冷凝得到的液体进入分液器5中分层分液，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽11中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽12中，而蒸馏箱6中残留的杂质和淤积物则从蒸馏箱6底部的第二污物排放口排出；同时，冷凝器A7中剩余的少量未被冷凝的蒸汽则经真空泵8进入冷凝器B10中进一步冷凝，冷凝得到的液体从该冷凝器B10底部的第三排放口排出并回收，而冷凝器B10中剩余的蒸汽和真空泵8产生的尾气则进入活性炭箱9中，经活性炭吸附后排放。
本实施例还提供采用上述棉筒子纱免水洗活性染料非水溶剂染色设备将活性炭箱中的活性炭解吸附再生的方法，其工艺如下：
将气泵13中吹出的压缩空气经辅助加热管1加热后形成干燥热风并通过主染缸2进入活性炭箱9中；利用干燥热风反复吹活性碳箱9中的活性炭，使吸附在活性炭中的极性溶剂和非极性溶剂气化脱附出来，并将该气化脱附出的极性溶剂和非极性溶剂进入冷凝器B10中冷凝，冷凝得到的液体冷凝器B10底部的第三排放口放出并收集，然后导入分液器5中进行分液分层，分液得到的极性溶剂流回极性溶剂储槽11中，分液得到的非极性溶剂流回非极性溶剂储槽12中，而冷凝器B10中未被冷凝的气体则回到气泵13中，再次用于活性炭解吸附再生。
由实施例1可知，本实用新型提供的免水洗活性染料非水溶剂染色设备，能适用于采用两种溶剂混合进行染色的染色方法，且染色后的溶剂还能回收循环使用；其次，还能使经多次循环利用的溶剂蒸馏纯化，进而实现循环反复利用；此外，还能净化蒸馏纯化时真空泵产生的尾气，效防止染色溶剂污染空气，且能使过滤用的活性炭脱吸附再生，循环使用。