一种模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置的制作方法

本实用新型涉及功能纤维生产加工技术领域，具体涉及一种模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置。

背景技术：

功能纤维是以天然纤维或合成纤维为基体，经化学改性引入特定官能团获得的具有特殊功能的纤维材料。纤维的改性属于固液非均相反应，传质和传热效率是影响反应速率和材料性能的关键因素。现有生产技术采用高温沸腾搅拌方式提高传质与传热效率，反应温度高于纤维玻璃化温度，致使基体的机械性能损伤大，获得的功能纤维力学性能较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，获得的功能纤维产品性能优异。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，包括反应釜、加热箱、洗涤箱及离心机；

所述反应釜和加热箱通过管路连通，形成反应液闭路循环系统，所述加热箱将反应液加热至非沸点温度后流入反应釜内，利用反应液的喷射作用模拟沸腾搅拌，使反应釜内的待反应纤维与反应液反应生成功能纤维；

所述洗涤箱与离心机连通，离心机为洗涤箱内的洗涤液提供动力对功能纤维进行洗涤完成生产。

进一步地，所述反应釜包括釜体、盘管式水分布器和物料框；

所述釜体上部设有出液口，下部设有进液口和放液口；若干物料框均匀挂装在釜体内壁，所述盘管式水分布器设置在物料框下方，同时与进液口连通。

进一步地，所述加热箱的箱体从上至下依次设有进液口、出液口、放液口，所述进液口与反应釜的放液口连通，所述出液口与反应釜的进液口连通。

进一步地，所述盘管式水分布器采用两个以上，同心布置，每个盘管式水分布器上表面设置喷水孔。

进一步地，所述物料框由不锈钢丝网制成，网孔目数为50～300。

进一步地，所述洗涤箱包括洗涤箱箱体、盘管式水分布器和物料框；

所述洗涤箱箱体上部设有出液口，下部设有进液口和放液口；若干物料框均匀挂装在洗涤箱箱体内壁，所述盘管式水分布器设置在物料框下方，同时与进液口连通。

有益效果：

本实用新型采用非沸点温度的反应液闭路循环加热方式模拟沸腾搅拌，提高了低于反应液沸点条件下系统的传质与传热效率，获得了强度高、改性均匀的功能纤维产品。

附图说明

图1为本实用新型反应釜的结构示意图；

图2为本实用新型加热箱的结构示意图；

图3为本实用新型洗涤箱的结构示意图；

其中，1-物料框ⅰ、2-水分布器ⅰ、3-放液口ⅰ、4-出液口ⅰ、5-进液口ⅰ、6-回流冷凝器、7-加热丝、8-进液口ⅱ、9-出液口ⅱ、10-放液口ⅱ、11-物料框ⅱ、12-水分布器ⅱ、13-放液口ⅲ、14-出液口ⅲ、15-进液口ⅲ。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例提供了一种模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，包括反应单元和洗脱单元。其中，反应单元包括反应釜和加热箱，用管路将加热箱的进、出液口与反应釜的出、进液口连通，形成反应液闭路循环系统模拟沸腾搅拌，提高低于反应液沸点条件下系统的传质与传热效率，解决纤维改性不均匀的问题。洗脱单元包括洗涤箱和离心机；采用多级递进的方式，洗涤水在洗脱单元中循环利用，反应液浓度达到一定标准的洗涤水可用于配置反应液，实现生产过程中废液的零排放。

如图1所示，反应釜包括釜体、水分布器ⅰ2和物料框ⅰ1；釜体上部设有出液口ⅰ4，下部设有进液口ⅰ5和放液口ⅰ3；若干物料框ⅰ1均匀挂装在釜体内壁，物料框ⅰ1顶部带盖，水分布器ⅰ2设置在物料框ⅰ1下方，同时与进液口ⅰ5连通。

本实施例中水分布器ⅰ2为盘管式，采用三个，同心布置，每个水分布器ⅰ2上表面设置喷水孔。喷水孔分布密度为1个/cm，孔径为2mm。物料框ⅰ1数目为10个，物料框ⅰ1由不锈钢丝网制成，网孔目数为50～300。

如图2所示，加热箱由加热箱箱体、加热丝7和回流冷凝器6组成；加热箱箱体从上至下依次设有进液口ⅱ8、出液口ⅱ9、放液口ⅱ10，加热箱的进液口ⅱ8与反应釜的放液口ⅰ3连通，加热箱的出液口ⅱ9与反应釜的进液口ⅰ5连通。加热丝7固定在加热箱箱体内部，将反应液的温度加热至低于反应液沸点的温度范围为80～95℃。回流冷凝器6固定在加热箱箱体顶部，可利用蒸汽回流减少反应液液体损失。

如图3所示，洗涤箱包括洗涤箱箱体、水分布器ⅱ12和物料框ⅱ11；洗涤箱箱体上部设有出液口ⅲ14，下部设有进液口ⅲ15和放液口ⅲ13；若干物料框ⅱ11均匀挂装在洗涤箱箱体内壁，水分布器ⅱ12设置在物料框ⅱ11下方，同时与进液口ⅲ15连通。水分布器ⅱ12可为盘管式。

洗涤箱的出液口ⅲ14和进液口ⅲ15与离心机连通，离心机为洗涤箱内的洗涤液提供动力对反应后的纤维即功能纤维进行洗涤。

将待反应纤维放入反应釜的物料框ⅰ1内，加热箱将反应液加热至非沸点温度后流入反应釜内，反应液由水分布器ⅰ2喷射出去，模拟沸腾搅拌作用在待反应纤维上；纤维反应后成为功能纤维，放入洗涤箱的物料框ⅱ11内进行洗涤，洗去功能纤维上残存的反应液。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，其特征在于，包括反应釜、加热箱、洗涤箱及离心机；

所述反应釜和加热箱通过管路连通，形成反应液闭路循环系统，所述加热箱将反应液加热至非沸点温度后流入反应釜内，利用反应液的喷射作用模拟沸腾搅拌，使反应釜内的待反应纤维与反应液反应生成功能纤维；

所述洗涤箱与离心机连通，离心机为洗涤箱内的洗涤液提供动力对功能纤维进行洗涤完成生产。

2.如权利要求1所述的模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，其特征在于，所述反应釜包括釜体、盘管式水分布器和物料框；

所述釜体上部设有出液口，下部设有进液口和放液口；若干物料框均匀挂装在釜体内壁，所述盘管式水分布器设置在物料框下方，同时与进液口连通。

3.如权利要求2所述的模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，其特征在于，所述加热箱的箱体从上至下依次设有进液口、出液口、放液口，所述进液口与反应釜的放液口连通，所述出液口与反应釜的进液口连通。

4.如权利要求2所述的模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，其特征在于，所述盘管式水分布器采用两个以上，同心布置，每个盘管式水分布器上表面设置喷水孔。

5.如权利要求2所述的模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，其特征在于，所述物料框由不锈钢丝网制成，网孔目数为50～300。

6.如权利要求1所述的模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，其特征在于，所述洗涤箱包括洗涤箱箱体、盘管式水分布器和物料框；

所述洗涤箱箱体上部设有出液口，下部设有进液口和放液口；若干物料框均匀挂装在洗涤箱箱体内壁，所述盘管式水分布器设置在物料框下方，同时与进液口连通。

技术总结
本实用新型提供了一种模拟沸腾加速均匀传质的功能纤维生产装置，包括反应釜、加热箱、洗涤箱及离心机；反应釜和加热箱通过管路连通，形成反应液闭路循环系统，所述加热箱将反应液加热至非沸点温度后流入反应釜内，利用反应液的喷射作用模拟沸腾搅拌，使反应釜内的待反应纤维与反应液反应生成功能纤维；洗涤箱与离心机连通，离心机为洗涤箱内的洗涤液提供动力对功能纤维进行洗涤完成生产。本实用新型获得的功能纤维产品性能优异。

技术研发人员：孙世操;陈兆文;白亚楠;刘彦洋;黄国庆
受保护的技术使用者：邯郸派瑞电器有限公司
技术研发日：2020.08.07
技术公布日：2021.05.28