专利名称：染液的高温排放方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的染色方法和染色设备，更具体地讲，本发明涉及一种可以高温排放的染色方法以及可以实现高温排放的染色装置。
背景技术：
现有技术中，织物可以采用不同的方法进行染色。一种方法是将平面的织物引入到非连续的染色设备中，其中，平面的织物连接形成循环的织物束1(或称循环布匹)，在图1所示的液流染色机中进行染色。该染色机筒体内的储布室4可以放置几米到数百米的织物；该织物形成循环的织物束1。布轴2向上拉动织物束1，并使其通过喷嘴3。喷嘴3导入带压的传输介质，传输介质可以带动织物的传输。一般来说，在液流染色机中采用水作为传输介质，而且在水中加入染色过程所必须的各种化学助剂和染色剂。水、化学助剂和染色剂构成了染液。在染色处理过程中，织物束充分地吸收由喷嘴喷出的染液。染液的一部分会附着在织物上，剩余的部分则汇总到染色机下部的染液槽5中。这一部分未被织物吸附的染液也可叫做游离染液，其可通过泵6经喷嘴重新喷到织物上。在这种方法中，织物和染液是不断循环的，而且主要在喷嘴处通过织物和染液的接触，使得吸附在织物束上的染液与泵系统中游离的染液开始进行交换。染色的过程可以为几分钟到几个小时，但织物的循环时间一般为几分钟，而整个处理过程中织物一般循环几十到几百次。
图2所示则是现有技术中利用空气作为传输介质的新式染色机，即气动式染色机。鼓风机7从染色机筒体中吸入空气，并将其压入传输喷嘴3中。这样，织物通过布轴和导入喷嘴的空气而得以在染色机筒体循环。泵6将染液从染液槽5吸离，然后将其喷洒到织物上，喷洒的位置可以位于布轴前、布轴后、喷嘴前、喷嘴中或喷嘴后。采用空气(或气体)作传输介质即所谓的气动式染色机的一个巨大优点是织物在不加入染液时，仍然使其循环或保持其循环。
织物处理不仅包括上述的染色过程，还包括清洗、漂白等子过程，每一过程结束时都涉及处理液排放，而且常常还要进一步冲洗。这些过程通常都在100℃以上工作，这样，其处理液不可直接排放，而是必须先降温，然后才能进行无危险的排放。染色过程的染液一般为130℃的高温液体，通常需要降温至70-80℃才能排放；而且在排放时当织物不能保持在运动路径上时，还有产生皱折的危险。气动染色机的另一个优点是，其在排放染液时，织物在空气的作用下仍可保持在循环路径上。这对于只有染液的液流染色机是不可能的，因为随着染液液面的降低，泵不能再吸到染液，使得染色机内不再存在传输介质。
人们把排放超过100℃的染液叫做高温排放，高温排放的优点是可以避免在排放前对染液进行冷却，从而可以节省时间、节约冷却水。
一般的高温排放中，热的、带压的染液在排出染色设备后，要通过适当的措施，使其冷却到100℃以下。图3是一包括混合器的染色设备。在该混合器内，同时注入热的、带压的染液和冷水，随着混合，温度明显降低到100℃以下，同时冷水还可将可能排出的蒸汽予以冷凝。但这种方法有一很大的缺点，即需要消耗大量的水，来使染液冷却。这些注入的冷水由于与废液混合，因而无法再利用。
图4是一种包括多个染色机的装置。每一染色机都连接有耐压的导管，其通向一中央水槽。导管的开口明显低于染液的液面。排出的高于100℃的染液或者排出的蒸汽与水槽中的水相混合，被冷却或冷凝下来，而水槽中的水则被加热。这些能量可以进行回收，或者必须另外进行冷却。这样装置的优点是具有热量回收的可能性，然而，为了确保避免蒸汽的排放，必须总是将温度控制在100℃以下。这样的中央装置的缺点是成本很高，特别是在现有的染色行业中安装这样的热排放管道，更会造成这样的问题。而且，从热量回收的角度考虑，最好在温度高于80-90℃的情况下进行。
上述的两种热排放的共同之处是，染色机在其排放端不能保持压力。这就意味着，由于织物中吸附的染液发生汽化而使得织物本身降低到100℃以下。
中国专利CN96114598.6公开了一种染色机直接冷却与清洗合并工程系统的方法，其包括由染色机延伸的主管路、经由过滤器和热交换器以间接加热的系统。当染色完成后，为直接冷却与清洗工程合并进行，该方法的流程是将从热交换器流出的温水另设以管路通到原主管路，且从冷水管路也设有管路通至主管路，使较低温的水与染液混合，加速降低温度，并于染色机上设以液位控制器，以控制混合后的染液可从原排放管路或位在热交换器与染色机之间的另一排放管路排出。该专利的方案冲分考虑了染液的循环利用和加热问题，但从排放的角度来看，其仍然没有克服现有技术中的缺点。
为此，有必要开发一种新型的染液排放方法，以便能够既可以在高于100℃的高温下如在130℃下进行高温排放并进行热量回收，又可以在排放后仍能够保持染色机筒体内工作时的温度和压力，同时还可以降低废染液的排放量。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在高温、高压下直接排放高温染液的方法和装置；这种高温排放之后，染色机仍可保持排放前的压力和温度，从而对后续的工艺步骤不会产生任何限制，而且这种高温排放不需要干净的换热介质如冷水直接与废染液进行混合，因而不会浪费任何冷水，而所得到的热水可以在染色工艺的其它工序中继续利用。
一方面，为了实现上述的发明目的，本发明提供了一种染液的高温排放方法，该高温排放方法可用于非连续的气动式染色机的染液排放。在气动式染色机内，织物束被接合为连续的织物束，并在染液和/或气流的冲击带动下进行循环，而且在气动式染色机内，织物束的传输是完全地或部分地是在空气气流或者蒸汽-空气混合物气流的作用下实现的。本发明在高于100℃的高温下以及相应的高压下，将气动式染色机染液槽内的高温染液直接导入一与气动式染色机染液槽相连接的密封耐压容器内进行冷却，并将冷却后的染液予以排放或进行回收处理。
按照本发明，在上述的高温排放方法中，导入耐压容器内的高温染液，可以是在与染液槽内高温染液基本相同的温度和压力下，直接导入耐压容器内的。优选地，导入耐压容器内的高温染液，是在与气动式染色机工作温度和工作压力基本相同的前提下，直接导入耐压容器内的。
更优选地，在本发明的方法中，导入耐压容器内的高温染液，是在约130℃和相应的高压下导入的。
按照本发明，在上述的高温排放方法中，在耐压容器内，换热介质是在不与其中的高温染液混合的前提下，与之进行热交换，以回收高温染液中的能量。
本发明中，优选的换热介质为水，特别是温度较低的水，如冷水，以便加快换热过程，节省时间。如果采用冷水作换热介质，其与高温染液进行热交换后得到热水，所得到的热水可以直接用于染色装置的下一步工序或其它工序中。
另一方面，为了实现本发明的目的，本发明还提供了一种可以使染色机中的染液直接进行高温排放的染色装置。该染色装置包括气动式染色机，在该气动式染色机织物束被接合为连续的织物束，并在染液和/或气流的冲击带动下进行循环，而且在该气动式染色机内，织物束的传输是完全地或部分地在空气气流或者蒸汽-空气混合物气流的作用下实现的。本发明的染色装置还进一步包括经过控制阀门连接到气动式染色机染掖槽上的密封的耐压容器，该耐压容器可以设置有盘管，换热介质可以在该盘管内流动，用于与导入到耐压容器的高温染液进行热交换，以冷却该高温染液。盘管可以设置有供换热介质出入的入口和出口，而且这种入口和出口都可以是一个或多个。
按照本发明，上述的染色装置可以包括一个或者一个以上的气动式染色机，其中，每一气动式染色机可以连接有各自独立的控制阀门和耐压容器；或者每一气动式染色机具有相同的中央控制阀门和相同的中央耐压容器；或者每一气动式染色机具有各自独立的控制阀门但具有相同的中央耐压容器；或者部分气动式染色机连接有各自独立的控制阀门和耐压容器，而其余的气动式染色机则具有相同的中央控制阀门和相同的中央耐压容器上；或者部分气动式染色机连接有各自独立的控制阀门和耐压容器，而其余的气动式染色机则只具有相同的中央耐压容器，而阀门各自独立；或者每一气动式染色机具有相同的中央控制阀门，而部分气动式染色机具有相同的中央耐压容器，其余的气动式染色机具有各自独立的耐压容器。这样的组合方式可以是多种多样的，在此不一一列举。
与现有技术相比，本发明的高温排放方法及其装置至少具有以下的优点(1)高温排放后，染色机仍可保持排放前的压力和温度，从而对后续的工艺步骤不会产生任何限制；(2)高温排放槽中的高温可以使得以较低的成本生产较高温度的热水；(3)在现有的染色机上，用很小的成本就可以安装上本发明的高温排放槽；(4)由于换热介质如冷水等不需要与废染液进行混合，因而不会浪费任何干净的冷水，而热交换所需的冷水可以作为热水在染色工艺的其它中予以利用。
下面结合附图，采用具体的实施方式来对本发明作进一步地描述。在参照本发明的基础上，本领域的普通技术人员无需创造性劳动的前提下，就可对本发明的实施方式进行适当的改变或改进。但只要是不脱离本发明的精神和宗旨，任何改变或改进仍在本发明的保护范围内。
图1是现有技术中液流染色机的示意图。
图2是现有技术中气动式染色机的示意图。
图3是现有技术中气动式染色机染液排放的示意图。
图4是现有技术中多个气动式染色机的染液进行集中排放的示意图。
图5是本发明一种实施方案的示意图。
具体实施例方式
如图5所示为本发明技术方案的一种实施方式。气动式染色机可以包括耐压的筒体、布轴2、传输介质喷嘴3、储布室4、染液槽5、染液泵6和鼓风机7等。其中，织物束1在染色机筒体内接合成可以循环的织物束1的环。布轴2向上拉动织物束1，并通过喷嘴3导入带压的传输介质如染液和/或气流，优选为气流(如空气或空气与蒸汽的混合物)。鼓风机7从染色机筒体中吸入空气，并将其压入传输喷嘴3中。这样，织物通过布轴和导入喷嘴的气流而得以在染色机筒体循环。染液泵6将染液从染液槽5吸离，然后将其喷洒到织物上，喷洒的位置可以位于布轴2前、布轴2后、喷嘴3前、喷嘴3中或喷嘴3后。而染色机的染液槽5通过一阀门8与一密封的耐压容器9(即高温排放槽9)相连接。在开始高温排放时，将阀门8打开，排放的染液流入密封的高温排放槽9中；当所有的游离染液流入到高温排放槽9中后，再关闭阀门8。这样，染色机内的压力和温度可以保持和高温排放前相同的压力和温度(如130℃和表压3巴)，同时染色机内的织物仍可保持循环。这对于后续的处理步骤不会有任何限制。
来自染色机染液槽的废染液排放到高温排放槽9中时仍处于高温状态，如130℃，这样的高温是进行热回收的理想条件。在高温排放槽9中，经热交换盘管10导入的冷水与高温的废染液进行换热，使得高温排放槽9内的温度降低。只要废染液的温度降低到130℃以下(如降低到80℃以下)，其就可以安全地向外排放。被加热的冷水可以用于其它工艺步骤中，例如用来产生蒸汽等，从而回收了热量。而且，由于水与废染液并不直接混合，从而也不会增加废液的排放量，节约了用水，保护了环境。
权利要求
1.一种非连续的气动式染色机染液的高温排放方法，在该气动式染色机内，织物束被接合为连续的织物束，并在染液和/或气流的冲击带动下进行循环，而且在该气动式染色机内，织物束的传输是完全地或部分地在空气气流或者蒸汽-空气混合物气流的作用下实现的，其特征在于，所述气动式染色机染液槽内的高温染液是在高于100℃的高温下以及相应的高压下，直接导入一与所述气动式染色机染液槽连接的密封的耐压容器内进行冷却，并将冷却后的染液予以排放或回收处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，导入所述耐压容器内的高温染液，是在与所述气动式染色机工作温度和工作压力基本相同的前提下，导入所述耐压容器内的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，导入所述耐压容器内的高温染液，是在约130℃和相应的高压下导入所述耐压容器内的。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，在所述的耐压容器内，换热介质在不与其中的高温染液混合的前提下，与之进行热交换，以回收能量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的换热介质为冷水，所述的冷水与所述的高温染液进行热交换得到热水，所得到的热水直接用于染色装置的其它工序中。
6.一种用于权利要求1-5之一所述方法中的染色装置，该染色装置包括气动式染色机，在该气动式染色机内织物束被接合为连续的织物束，并在染液和/或气流的冲击带动下进行循环，而且在该气动式染色机内，织物束的传输是完全地或部分地在空气气流或者蒸汽-空气混合物气流的作用下实现的；其特征在于，该染色装置还包括经过阀门(8)连接到所述气动式染色机染掖槽(5)上的密封的耐压容器(9)，该耐压容器(9)设置有盘管(10)，换热介质在盘管(10)流动，用于与导入到耐压容器(9)的高温染液进行热交换，以冷却该高温染液。
7.如权利要求6所述的染色装置，其特征在于，所述的盘管(10)设置有换热介质的入口(11)和出口(12)。
8.如权利要求6或7所述的染色装置，其特征在于，所述的染色装置包括一个或者一个以上的气动式染色机，其中，每一所述的气动式染色机连接有各自独立的阀门(8)和耐压容器(9)。
9.如权利要求6或7所述的染色装置，其特征在于，所述的染色装置包括一个或者一个以上的气动式染色机，其中，每一所述的气动式染色机具有相同的中央阀门(8)和相同的中央耐压容器(9)上，或者每一所述的气动式染色机具有各自独立的阀门(8)和相同的中央耐压容器(9)。
10.如权利要求6或7所述的染色装置，其特征在于，所述的染色装置包括一个或者一个以上的气动式染色机，其中，部分每一所述的气动式染色机连接有各自独立的阀门(8)和耐压容器(9)；其余的气动式染色机具有相同的中央阀门(8)和相同的中央耐压容器(9)上，或者只具有相同的中央耐压容器(9)，而阀门(8)各自独立。
全文摘要
本发明公开了一种染色处理中染液的高温排放方法及装置。本发明针对非连续的气动式染色机，使其染液槽内的高温染液在高于100℃的高温下以及相应的高压下，直接导入一与该气动式染色机染液槽连接的密封的耐压容器内进行冷却，并将冷却后的染液予以排放或回收处理。本发明的优点是本发明的高温排放方法及其装置至少具有以下的优点(1)高温排放后，染色机仍可保持排放前的压力和温度，从而对后续的工艺步骤不会产生任何限制；(2)高温排放槽中的高温可以使得以较低的成本生产较高温度的热水；(3)在现有的染色机上，用很小的成本就可以安装上本发明的高温排放槽；(4)由于换热介质如冷水等不需要与废染液进行混合，因而不会浪费任何干净的冷水，而热交换所需的冷水可以作为热水在染色工艺的其它中予以利用。
文档编号D06B1/00GK1769569SQ20051011394
公开日2006年5月10日 申请日期2005年10月17日 优先权日2005年10月17日
发明者卡尔·考迪斯 申请人:德科国际有限公司