用氨处理布料的方法和设备的制作方法

专利名称：用氨处理布料的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过将布料浸入氨液体中来处理布料以改变天然纤维布料 的方法和设备，利用该方法和设备，可以降低氨向外散发并且可以提高氨的 重复利用率。
背景技术：
棉纤维是优质纤维，其具有内在的天然柔顺感，以及高度吸湿性。但是， 它也容易褶皱和收缩。棉纤维具有大量的洞或孔，或者气泡。棉织物表观比 重小、手感很好、并且因存在洞而保温良好。而且，由于水分可以保留在洞 里，它具有高度吸湿特性。但是，这些洞在天然棉纤维里并不稳定，而且在 含有水分时和干燥时，洞截面形状也存在差异。
在包含水分的状态下，截面呈现中空圆管形状，而在干燥状态下，截面 呈现压扁的形状。因此，在干燥状态下，天然棉纤维截面形状改变，纤维彼 此牵拉，结果造成棉布易于褶皱和收缩，而且纤维抗扯强度降低。
另一方面，棉纤维具有这样的属性如果暴露于碱性物质，它像含有水 一样变成中空管形，并且干燥时会保持该中空管形。通过称为丝光化 (mercerization)的苛性钠溶液处理，可以获得一定程度的改性效果，而用液态 氨处理具有非常良好的改性效果，因为液态氨较之苛性钠溶液具有较低的表 面张力并且可以均匀渗入纤维素中，可以获得更大的改性效果，让纤维的手 感更好，并且提高抗扯强度、洗后尺寸稳定性、褶皱恢复性等。
以下，说明利用液态氨处理棉布的现有技术。
用来在一种利用氨溶液处理布料的设备中回收和再循环氨的方法和设 备在日本公开专利申请No. 52-128494(以下，称为专利文献l)中公开。根据 该公开，在处理室中生成的氨蒸汽通过与冷却水进行非接触式热交换的热交 换器而冷却，然后通过过热度(degree-of-superheat)降低容器进一步冷却。过 热度降低的氨蒸汽被压缩机压缩，在冷凝器内液化，并存放在氨罐中。该系 统被称为高压法，因为使用压缩机压缩高压气体。从设置于处理室外侧的处理室和蒸汽室中排出的包含氨蒸汽的气体在 清洁塔内通过非接触式热交换而冷却以冷凝包含在气体内的氨，从而作为液 态氨来分离，且未冷凝的气体送到焚化设备或者其他处理设施来处理。
在日本公开专利申请No. 04-308267(以下称为专利文献2)中公开了改变 布料的技术，其中采用了类似于专利文献1的高压法。在该技术中，待处理 的布料在处理室内浸入液态氨中，然后通过加热浸渍有氨的布料而让附着在 布料上的氨蒸发并且散布。然后，将布料引入到挥发散布室，布料在这里暴 露于高温蒸汽来散布附着在布料上的氨。
从处理室回收的氨蒸汽被压缩机压缩并且在冷凝器内冷凝成液态氨，并 且该液态氨存放在存放罐内。存放在存放罐内的液态氨被冷却器冷却，然后 返回到处理室内的液态氨池。挥发散布室内产生的氨蒸汽被水吸收并且积存 在系统外侧的废水处理设施中。
在日本公开专利申请No. 08-245217(以下称为专利文献3)中公开了 一种 设备，在处理室内挥发的氨蒸汽在该设备中被冷却器冷却，在冷凝器中降温 为液态氨，且该液态氨返回到处理室内的液态氨池中。就是说，采用了低压 法而未使用压缩机。用这种方法，需要与氨蒸汽具有预定温度差的冷却介质， 所以系统效率比高压法要低。而且，在挥发散布室内蒸发的氨蒸汽可以在吸 收设备中被水吸收，并且可以在氨分离器内分离被水吸收的氨蒸汽，而且分 离后的氨蒸汽返回到冷却器。
根据日本公开专利申请No. 08-60525(以下称为专利文献4)中公开的技 术，在处理室内产生的气体和挥发散布室内产生的气体两者都在吸收塔内被 水吸收，然后被水吸收的氨蒸汽在蒸馏塔内分离。分离后的氨蒸汽被压缩机 压缩，在冷凝器内降温成液态氨，且该液态氨返回到处理室内的氨罐。在吸 收塔内未被吸收的氨蒸汽和包含在空气中的低浓度氨蒸汽在空气净化器 (purger)中分离。
在这种处理布料的技术中，需要防止氨泄漏，因为氨有毒性。而且，从 经济学的观点来看，希望抑制氨消耗和通过再循环氨来重复使用。
根据专利文献l公开的发明，包含氨的冷凝水从热交换器排出。而且， 由于清洗塔中未冷凝的氨蒸汽排出到焚烧设备或者其他废物设施，所以预料 到氨的回收率比较低。
根据专利文献2公开的发明，由于挥发散布室内蒸发的氨蒸汽在洗涤器内被水吸收，然后吸收了氨蒸汽的水积存在系统外侧的废水处理设施内，重 复使用率也不是很高。
根据专利文献3公开的发明，热效率从根源来说就不高，因为使用的是 低压法。而且，由于由许多设备构成的系统需要冷却源和加热源，所以整体 系统的热效率进一步被降低。
根据专利文献4公开的发明，可以获得较高的氨再循环率，但是该系统 比较复杂并且规模变大，且系统的建设和维护费用升高。

发明内容
鉴于上述问题提出了本发明，且本发明的目的是提供一种处理布料的方
法和设备，利用该方法和设备，氨再循环效率提高到超过96%，提高了整体
为了实现该目的，本发明提出了一种用氨处理布料的方法，其中待处理 布料浸入液态氨池，然后浸渍了氨的布料^皮加热，乂人布料上蒸发掉氨，该方 法包括
蒸发步骤，在布料浸入处理室内的液态氨池中以后，通过加热该布料而 从浸渍有氨的布料中蒸发并驱除掉氨；
清洗步骤，通过向布料上喷射蒸汽，清洗从处理室向挥发散布室传输的 浸渍有氨的布料，从而从布料上蒸发并驱除氨；
除湿步骤，将从处理室回收的包含高浓度氨蒸汽的待处理气体冷却并除
、、曰， /业,
液化和重新供应步骤，液化待处理气体内的氨蒸汽，以压缩机增压所述 气体来去除水分，然后在冷凝器内冷却，然后将液化的氨供应到处理室内的 液态氨池；
吸收步骤，通过将所述待处理气体引入吸收塔，以吸收性液体吸收从挥 发散布室回收的包含低浓度氨蒸汽的待处理气体；
蒸馏步骤，在蒸馏塔内的吸收塔内蒸馏具有吸收的氨的吸收性液体，以
获得包含高浓度氨蒸汽的气体，并且将包含高浓度氨蒸汽的气体返回到所述 除湿步骤；和
清洗和中和步骤，通过用包含酸的清洗液体清洗从吸收塔流出的待处理 气体，中和所述气体中所包含的氨蒸汽，乂t人而调节压缩^L的吸取压力，且通过向从处理室回收的;f寺处理气体增加 氨蒸汽来调节压缩机的吸取量，从而将处理室内的压力控制在轻度真空，其 中所述用于添加的氨蒸汽是通过以设置在压缩机上游的减压阀将冷凝器流 出的液态氨压力降低到接近压缩机的吸取压力而产生的。
本发明为实现所述方法提出一种用氨处理布料的设备，其中待处理布料 浸入液态氨池，然后浸渍有氨的布料被加热，从所述布料蒸发掉氨，该设备
包括
处理室，其设置有加热装置，用来在所述布料在该处理室内的液态氨池 中浸渍以后，加热该浸渍有氨的布料，从而从该布料蒸发和驱除氨；
挥发散布室，其用于通过向所述布料喷射蒸汽而清洗从处理室传输的浸 渍有氨的布料；
冷却和除湿装置，其用于冷却从处理室回收的包含高浓度氨蒸汽的待处 理气体，并将其除湿；
压缩机，其用于将去除水分后的待处理气体压缩到高压；和冷凝器，其 用于将压缩过的气体冷凝，以获得液态氨；
供应导管，其用于通过液态氨存放罐，将冷凝器内产生的液态氨供应到 处理室内的液态氨池；
吸收塔，其允许从挥发散布室内回收的包含低浓度氨蒸汽的待处理气体 ^皮吸收性液体吸收；
蒸馏塔，其用于蒸馏吸收了氨的吸收性液体，以获得包含高浓度氨蒸汽 的气体；和第一回收导管，其用于将包含高浓度氨蒸汽的气体返回到所述冷 却和除湿装置；
清洗塔，其用于通过以包含酸的清洗液体清洗从吸收塔流出的待处理气 体，从而中和包含在该气体内的氨蒸汽；和
压力控制通道，其用于向流过回收导管的包含高浓度氨蒸汽的待处理气 体添加氨蒸汽，其中所述用来添加的氨蒸汽是通过以设置在压缩机上游的减 压阀将从冷凝器流出的液态氨压力降低到接近压缩机吸取压力而产生的。
处理室内部必须保持在轻度真空，略低于外界压力，即大气压力，例如 处于表压-40 -80Pa，从而防止氨蒸汽泄漏。在本发明中，从冷凝器经由压力 控制通道，在除湿装置上游区域处，向从处理室回收的包含高浓度氨蒸汽的 待处理气体添加氨蒸汽。待处理气体的流道与压缩^L入口连通，且通过打开设置在压力控制通道上的减压阀，将其压力降低到接近压缩机吸取压力的氨 蒸汽添加到流入该流道的待处理气体中。
因此，控制了压缩机的吸取压力，且可以高精度控制处理室内的压力。 当压缩机的吸取压力较高或者处理室内的压力较高时，减压阀关闭，而当所 述压力较低时，减压阀打开。于是，从处理室回收到压缩机的待处理气体量 受到控制，且处理室内的压力可以保持恒定。
从处理室回收的待处理气体在压缩机的上游区域被冷却和除湿。通过允 许除湿后的待处理气体吸入到压缩机，可以防止与之相反情况下因包含在该 气体内的水分导致的压缩机损坏。而且，通过提前冷却被压缩机吸取的待处理气体，每单位体积的该气体重量增加，这对提高系统效率有好处。
在本发明中，优选压缩机是包括低压级压缩机和高压级压缩机的两级压 缩机，在冷凝器内液化的一部分液态氨在液化和重新供应步骤中经过减压阀 排出到减压区域，减压后的氨引入到液体冷却器中，以冷却从冷凝器引入到 液体冷却器的液态氨，于是减压后的氨通过从所述液态氨吸收热量而减压为 蒸发态氨，且进一步冷却液体冷却器内将要供应到液态氨存放罐的液态氨， 且所述蒸发态氨引入到高压级压缩机。
以此方式，可以在液体冷却器内进一步冷却将要存放到液态氨存放罐中 的液态氨，防止了液态氨在液态氨存放罐内气化或者在向处理室内的液态氨 池供应液态氨的供应通道内气化，并且液态氨可以高效率地供应。
如上所述，冷凝器内的一部分液态氨膨胀并且压力减小到高压级压缩机 吸取压力的压力，使得冷凝器内所述这一部分液态氨用作液体冷却器的冷却 源，来冷却从冷凝器引入到液体冷却器并将要供应到液态氨存放罐的液态 氨，所以供应到液态氨存放罐的液态氨可以进一步冷却，而不需要任何其他 冷却源。因此可以提高系统的热效率。
而且，优选在液化和重新供应步骤中，在冷凝器内液化的液态氨通过液 态氨存放罐供应到处理室，并且通过向从处理室回收的待处理气体添加氨蒸 汽来控制液态氨存放罐内的压力，其中所述用来添加的氨蒸汽通过以设置在 压缩机上游的减压阀，将从冷凝器流出的液态氨压力降低到接近压缩机吸取 压力来产生。
在本发明的设备中，通过将液态氨存^:罐设置在冷凝器下游区域来存放 冷凝器内液化的液态氨，可以稳定液态氨的状态。通常，液态氨存放罐设置在高于处理室内的液态氨池的地方，且从液态 氨存放罐向液态氨池供应液态氨受到存放罐和所述池之间高度差和压力差 的影响。因此，通过如上所述调节液态氨存放罐内的压力，并考虑用来从液 态氨存放罐向液态氨池供应液态氨的供应通道中的压力损失，可以稳定地供 应需要的液态氨量。
在本发明中，从挥发散布室回收的包含低浓度氨蒸汽的待处理气体送到 吸收塔，被吸收性液体吸收。吸收了包含在待处理气体内的氨的吸收性液体 在蒸镏塔中蒸馏，获得包含高浓度氨蒸汽的气体，且该包含高浓度氨蒸汽的 气体返回到压缩机上游区域实施的除湿过程，所以^提高了氨再循环效率。
通过分别将处理室内部和挥发散布室内部保持在轻度真空，即略低于大 气压力，可以防止氨蒸汽向外泄漏。在本发明中，处理室与压缩机入口连通， 所以，由于压缩^L的吸取压力，处理室可以保持在负压。而且，通过在吸收 塔下游区域设置吸取装置来吸取其中氨成分基本上已经去除的待处理气体， 可以将挥发散布室内部保持在负压，原因是挥发散布室与该吸取装置通过吸 收塔连通。以此方式，由于压缩机和所述吸取装置的吸取压力，处理室和挥 发散布室可以容易地保持在负压。
而且，优选设置用来向所述吸取装置引入空气的空气导管通道，使得可 以调节空气到所述吸取装置的流速。通过调节该空气流速，可以适当控制挥 发散布室内的负压。
优选密封箱设置在处理室和挥发散布室的入口和出口处，设置第二回收 导管，用于将密封箱内包含氨蒸汽的气体引入到吸收塔，并且设置装备有截 流阀的旁路通道来旁路从挥发散布室流出并包含低浓度氨蒸汽的待处理气 体以及密封箱内包含氨蒸汽的气体，以向所述吸取装置引导。
通过设置密封箱，和通过将密封箱内包含氨蒸汽的气体引入到吸收塔， 可以防止从处理室和挥发散布室泄漏氨蒸汽，其中氨蒸汽通过所述密封箱上 接收的布料传输入口和出口泄漏。而且，通过设置旁路通道，从挥发散布室 流出的包含氨蒸汽的气体，和从密封箱流出的包含氨蒸汽的气体可以经由该 旁路通道直接引入到清洗塔。


图l是方块图，示出了根据本发明的设备实施例的总体配置；图2是图1所示设备的氨回收区段3的示意图3是图1所示设备的吸收处理区段4上游侧的示意图4是图1所示设备的吸收处理区段4的吸收塔的下游侧的示意图。
具体实施例方式
现在将参照

本发明的优选实施例。但是，应当指出，除非特别 指明，该实施例中的组成部件的尺寸、材料、相对位置等应当解释为仅为说 明的目的，而非限制本发明的范围。
现在，将参照图1至4来说明应用于处理棉织物的本发明实施例。
图l是方块图，示出了根据本发明的设备实施例的整体配置。在图1中， 实施例的处理区段包括主处理室1、挥发散布室2、氨回收区段3，和吸收处 理区段4。在用清洁器5去除了棉布表面附着的灰尘、污渍等以后，棉布'c， 被引入到处理室l。在处理室l,棉布'c，浸入液态氨池6内。用液态氨浸 泡过的棉布'c，缠绕在加热圆筒7上。热蒸汽供应到加热圆筒7内部，渗 入棉布的大部分氨通过加热圓筒7的加热被蒸发掉并且从棉布中驱离。
然后棉布V经过密封箱12被输送到挥发散布室2。在挥发散布室2 内，向棉布'c，喷射例如98。C的高温蒸汽来清洗棉布，则附着在棉布'c， 的残留液态氨被气化，并且连同蒸汽一起被吹走。在挥发散布室2内被充分 去除液态氨的棉布'c，在离开挥发散布室2后，在清洗池8中清洗。然后， 棉布V缠绕在多个干燥圓筒9上顺序干燥，然后获得了处理后的棉布。
待处理气体'a，中包含因在加热圆筒7上加热而从布料蒸发的高浓度 氨蒸汽，该待处理气体中的氨成分在氨回收区段3内作为液态氨从气体'a， 分离，并且作为液态氨'f返回到液态氨池6。待处理的气体'b，包含在 挥发散布室2内从布料蒸发的低浓度氨蒸汽，该待处理气体被积存到吸收处 理区段4。密封箱11和13分别设置在棉布到处理室1的入口和挥发散布室 2的出口，以防止氨泄漏。密封箱11、 12和13内的密封气体被吸入到吸收 处理区段4。因此，密封箱内部保持在轻度真空(压力略低于大气压，例如表 压为-40 -80Pa)。
接着，将参照图2解释氨回收区段3的配置。在图2中，液态氨在轻度 真空(例如，表压0.05 0.07Mpa和-25 -20。C的中等温度)存放在液态氨存力丈罐 21内，该液态氨通过膨胀阀23，在压力降低到处理室1的压力(约大气压力；表压-60Pa)和大约-33.4。C的温度的状态下，经由导管22馈送到处理室1内的 液态氨池6内。处理室1充满待处理气体'a，，该气体包含从液态氨池6蒸 发的氨蒸汽和从氨浸泡过的棉布蒸发的氨蒸汽，棉布蒸发的氨蒸汽是因加热 圆筒7加热而从棉布蒸发的低温低压高浓度氨蒸汽。
低压待处理气体V从处理室l流出，借助于冷水冷却器25、盐水冷 却器26和排水分离器27,经由回收导管24到达压缩机28的吸取口。在处 理室l的出口，待处理气体'a，的温度是70 80。C。待处理气体'a，以表 压约-60Pa的低于大气压的压力，在30-40。C的中等温度状态下流入回收导管 24。待处理气体是湿润的，因为其含有水分，这些水分是包含在棉布V 中的。
如果待处理气体'a，以这种状态吸入压缩才几28,则压缩才几发生损坏的 概率增大。因此，让待处理气体'a，经过冷水冷却器25和盐水冷却器26, 被约7。C的冷水冷却，并被更冷的约-15。C的乙二醇盐水进一步冷却。这样， 在冷水冷却器25的出口待处理气体'a，被冷却到15°C,在盐水冷却器26 的出口被冷却到约-10。C，且待处理气体'a，在这里除湿。未示于图中的制 冷机连接到冷水冷却器25和盐水冷却器26，用来冷却冷水和盐水。排出的 水'd，在冷水冷却器25、盐水冷却器26和排水分离器27中从待处理气体 'a，分离，送到吸收处理区段4的第一吸收塔44a，该吸收处理区段以下再 解释。
压缩机28是单轴双级螺杆压缩机，包括低压螺杆压缩机28a和高压螺 杆压缩才几28b，由电动马达28c驱动。完全去除水分的待处理气体'a，吸入 到低压螺杆压缩机28a，经过两级压缩机压缩成约1.7Mpa和约7(TC的高温 高压气体，然后从高压螺杆压缩机28b排出。在被压缩到高温高压的待处理 气体'a，里包含压缩机28内使用的润滑油，所以润滑油被油分离器29分 离。去除润滑油的待处理气体'a，引入到冷凝器30内，让气体经过与冷却 水'w'的非接触式热交换而冷却，使得待处理气体'a，内的氨蒸汽降溫为 液态氨。
未冷凝的气体(空气)连同附着这些气体的棉布被带到处理室1。因为氨 蒸汽是可燃的，所以处理室1填充有惰性气体(氮气)，当开始操作所述设备 时，惰性气体经过装备有开/关阀15的馈送管道14馈送，如图1所示。包含 惰性气体的气体'g，在该设备的操作过程中，经由装备有放气阀31a的导管31从冷凝器30排出到吸收处理区段4的第 一吸收塔44a内。
液体冷却器42设置在冷凝器30下游。液态氨从冷凝器30流出，被引 入到液体冷却器32,在这里进行冷却，然后送到液态氨存放罐21。冷凝器 30内的一部分液态氨通过导管34和减压阀34a引入到液体冷却器32。在液 体冷却器32内，所述这一部分通过减压阀34a引入的氨从直接来自冷凝器 30的液态氨吸收热量，从而被蒸发，且被蒸发的氨通过导管35送到压缩机 28的高压螺杆压缩机28b。
另一方面，从冷凝器30直接引入到液体冷却器32的液态氨在液体冷却 器32内被所述那一部分温度压力降低且降温成湿润氨蒸汽的氨进一步冷却， 且在液体冷却器32内被进一步冷却的液态氨被引入到液态氨存方文罐21内。 以此方式，冷凝器30内的一部分液态氨用作液体冷却器32的冷却源，通过 允许所述这一部分液态氨压力降低到适合高压螺杆压缩机28b的吸取压力的 压力，来进一步冷却所述液态氨。
通过将处理室1连接到#<压螺杆压缩才几28a的入口 ，该室内部保持在略 低于大气压力的轻度真空。例如，处理室1内的压力控制在表压-40—80Pa。 通过将室1内部保持在轻度真空，防止了处理室l发生氨泄漏。
装备有减压阀37a的旁路通道37设置成将冷凝器30连接到回收导管 24,且装备有减压阀38a的旁路通道38设置成将液态氨存放罐21连接到回 收导管24。冷凝器30内的待处理气体'a'经过减压阀37a、经由旁路通道 37引入到回收导管24。经过减压阀37a时，该待处理气体'a，膨胀并且压 力降低到接近低压螺杆压缩机28a的吸取压力。
从氨存放罐21也向回收导管24供应经过旁路通道38上的加压阀38a 减压的氨气。通过分别调节从冷凝器30和液态氨存放罐21供应到回收导管 24的气体和氨蒸汽流速，可以将液态氨存力丈罐21内部控制在恒定状态。通 过调节液态氨存放罐21内的压力，并且考虑从液态氨存放罐21向处理室1 内的液态氨池6供应液态氨时导管22内的压力损失，可以向液态氨池6稳
定供应需要数量的液态氨。
接着，将参照图3解释吸收处理区段4的配置。在图3中，存放在稀释 水罐43内的稀释水顺序引入到第二吸收塔44b和第一吸收塔44a来从待处 理气体中吸收氨成分，然后作为氨水引入到氨水存放罐41。存放在氨水存放 罐41内的氨水作为稀释水通过泵46供应到蒸馏塔51，氨成分在这里蒸馏，且包含低浓度氨的残留稀释水返回到稀释水罐43。
挥发散布室2内的待处理气体'b，包括约10 20%(重量)的氨和约 80 90%(重量)的蒸汽。因为待处理气体'b，仅包含低浓度氨蒸汽，所以如 果在氨回收区段3实施氨蒸汽分离，将使效率非常低。因此，待处理气体'b， 引入到吸收处理区段4，以允许氨蒸汽吸收到水里，并且高浓度的氨从产生 的氨水中回收。
用来引导挥发散布室2内产生的待处理器气体'b，的导管16、用来引 导来自密封箱11~13的密封气体'e，的导管17、以及用来引入包含惰性气 体并在该设备操作的初始阶段从冷凝器30送出的气体'g，的导管31，都引 入到冷却器42，在其中通过与冷却水'w，的非接触式热交换而得到冷却。 冷却后的待处理气体'b，首先经由导管40供应到第一吸收塔44a。对于第 一和第二吸收塔44a和44b,以装备有泵48a和48b的导管47a和47b分别 形成有循环流动的稀释水循环回路。在每个吸收塔内，稀释水形成向下流的 水流，而待处理气体形成向上移动的气流。因此，通过形成彼此接触的对流， 提高了吸收效率。
由气体'b，、 'e，和'g，构成的待处理气体中的氨成分在第一吸收塔 44a中被稀释水吸收，然后待处理气体引入到第二吸收塔44b，使得剩余氨 成分一皮稀释水吸收。稀释水首先引入到第二吸收塔44b，然后到第一吸收塔 44a，所以氨浓度最高的待处理气体和氨浓度最高的氨水在吸收处理区段4 彼此接触，且在第一吸收塔内获得了氨浓度高的氨水(约10%(重量))。
由于水吸收氨时产生热量，喷射到吸收塔内的稀释水通过与冷却水'w' 的热交换而被冷水冷却器49a、 49b所冷却。存放在稀释水罐43内的稀释水 包含1~3°/。(重量)的氨。就是说，由于蒸馏塔内的氨蒸发，所以积聚在蒸馏塔 51底部的氨水中的氨浓度约为1~3%(重量)，将该氨水送到稀释水罐43。
吸收了氨并且存放在氨水存放罐41内的稀释水，在预热器52内通过与 从蒸馏塔51供应到预热器52的高温稀释水进行非接触热交换而预热后，被 送到蒸馏塔51。形成有循环流动回路， 一部分引入蒸馏塔51的稀释水经过 该回路供应到再次沸腾器53并在此被加热，返回到蒸馏塔51。引入到蒸馏 塔51的另一部分稀释水在塔内进行蒸馏，分离成包含高浓度氨蒸汽的气体 和低浓度氨水溶液。
在蒸馏塔51内分离的包含高浓度氨蒸汽的气体从塔的上部出口送到局部冷凝器53，以通过设置在分离器53内的冷却器(未示出)冷却， >夂人而液化 一部分氨蒸汽。液化成分在局部冷凝器53内分离之后，包含高浓度氨蒸汽 的气体经由导管55引入到氨回收系统3内的盐水冷却器26。送到盐水冷却 器26的包含高浓度氨蒸汽的气体在盐水冷却器26内冷却，然后在排水分离 器27内除湿，并且吸入到压缩机28。在局部冷凝器53内从氨蒸汽内分离出 的液态成分返回到蒸馏塔51 。
另一方面，低浓度氨水溶液通过泵54送到预热器52，该溶液在这里通 过与稀释水的非接触式热交换而冷却，所述稀释水是在该水引入到蒸馏塔51
之前供应到预热器52的，然后所述低浓度氨水溶液引入冷却器56,通过与 冷却水'w，的非接触式热交换而冷却并返回到稀释水罐43。返回到稀释水 罐43的低浓度氨水溶液再次被送到第二吸收塔44b来从待处理气体中吸收 氨成分。
从第二吸收塔44b上部流出的待处理气体被图4所示的吹风机61经由 导管60吸入并送到清洗塔62。图4是定位在吸收塔下游区域、用来让待处 理气体无毒的区段的方块图。在图4中，从碌u酸存放罐63通过泵64向清洗 塔62供应碌u酸，通过导管68供应补充水。在清洗塔62内形成包含硫酸的 水溶液的循环流动回路，且包含s危酸的水溶液通过泵70a经由导管70循环。
待处理气体以相反于水溶液流动方向的方向流动。于是，通过形成彼此 接触的对流，提高了两种流体的接触效率，且包含在待处理气体中的微量氨 成分吸收在水溶液中。吸收有氨成分的水溶液引入到装备有搅拌器66的中 和罐65内与硫酸进行中和，并且变得无毒。通过泵67送到废水处理设施的 水溶液在图中未示出。
如图3所示，从导管40在第一吸收塔44a的上游侧分支出旁路通道72, 旁路通道72连接到图4所示的导管60,将第一和第二吸收塔44a、44b旁路。 截流阀73设置到旁路通道72。利用这种组成，当包括第一吸收塔44a、第 二吸收i荅44b或者蒸馏塔51的系统中发生故障时，截流阀73打开，允许待 处理气体旁路吸收处理区段4的上游侧区段(图3)。因此，当吸收过程中发 生故障时，能防止吸收处理区段4发生氨成分泄漏。
在该实施例的设备中，从安全阀等排出的氨蒸汽被送到稀释水罐43,重 新用于氨吸收过程。因此，根据该实施例，排放到设备外侧的氨仅仅是包含 在待处理气体中的氨成分的微量以及在挥发散布室2清洗棉布'c，后残留在棉布上的氨成分。因此，根据该实施例，可以回收且重新使用超过96%的 氨。
在该实施例中，通过耐腐蚀材料构成的吹风机61吸取待处理气体来控 制挥发散布室2和密封箱11 13内的压力。在这种情况下，其上安装有控压 阀71且通过其可引入空气的导管69连接到导管60，且可以通过控制控压阀 71的开度来控制吹风机61的吸取导管60内的负压。通过将导管60内的负 压控制在-400Pa，将挥发散布室2的内部控制在-80Pa(-70 90Pa，在设备的 操作过程中)。密封箱11~13的内部控制在-100Pa(-90 -110Pa,在该设备的操 作过程中)。
在该实施例中，设置有液态氨存放罐21并且从外部向液态氨存放罐21 补充液态氨。而且，尽管氮气经由导管14供应到处理室1,使得处理室1 填充有氮气，且防止处理室1内包含高浓度氨蒸汽的气体燃烧，但是优选设 置用来检测处理室1内氨和氧浓度的传感器并保持持续监测。
而且，在该实施例中，用在氨回收系统3内的冷水冷却器25,第一和第 二吸收塔44a和44b的冷水冷却器49a和49b，其他冷却器42、 56,以及局 部冷凝器53的冷却器的冷却水，和用于为盐水冷却器26产生盐水的制冷机 的冷却水，通过冷却塔产生并且经由未示于图中的泵供应。
由于处理室1内产生的包含高浓度氨蒸汽的待处理气体V通过压缩 机28压缩，且在冷凝器30内冷凝经过压缩的气体获得液态氨，所以该设备 的构成紧凑，且该设备的热效率得到了提高。
而且，在冷凝器30内一部分液态氨经由导管34通过导管34上装备的 减压阀34a供应到压缩机28的中级(连到高压螺杆压缩机28b的入口)，使得 液态氨通过减压阀34a膨胀并且压力降低到中级的入口压力，且在气体引入 到压缩机28中级入口之前，减压并气化的氨用作进一步冷却冷凝器30内的 其他液态氨的冷却源，因此该设备的热效率进一步得到提高。
通过将冷凝器30内的一部分氨蒸汽经由装备有减压阀37a的旁路通道 37引入到回收导管24，可以通过控制减压阀37a的开度来控制压缩机28的 吸取压力，从而能将处理室1内的压力精确控制在轻度真空。
而且，通过将液态氨存放罐21内的一部分氨经由装备有减压阀38a的 旁路通道38引入到回收导管24,可以通过调节减压阀38a的开度来调节液 态氨存放罐21内的压力，所以可以通过保持液态氨存放罐21和处理室1之间的压力差处于设定的值，从液态氨存放罐21向处理室1内的液态氨池6 稳定供应液态氨。
由于流经回收导管24的待处理气体'a，然后在冷水冷却器25和盐水 冷却器26内进一步冷却、除湿，并且供应到压缩机28，所以不用害怕引起 压缩机损坏。而且，在该实施例中，液面调节阀36a设置在导管36上，用 来将冷凝器30内的液态氨传输到液态氨存放罐12,所以当冷凝器30内的液 态氨量增大时，液面调节阀36a自动打开，且冷凝器30内液态氨供应到液 态氨存放罐21。由于液态氨存放罐21的内部保持在低压，所以可以持续从 外部向液态氨存》丈罐21供应液态氨。因此可以高效率地处理棉布'c，。
而且，由于用来以氨处理棉织物的机器部分体积超过100m3,且其围墙 并不结实，所以需要精确的压力控制。在该实施例中，处理室1与压缩机28 的吸耳又口连通，且通过调节减压阀37a而控制乂人处理室1流出的回收气体量 可以让精确控制处理室1内的压力变得容易，而且，通过将室2和箱11 13 与吹风机61连通并且在吹风机61的入口侧提供压力控制阀71，也让精确控 制挥发散布室2和密封箱11 13内的压力变得容易。
根据本发明，用来以氨处理诸如棉布的改性织物的设备构造得形式紧 凑、氨回收效率提高，且让总体系统的热效率提高。
根据本发明，由于在处理室内包含在待处理气体内的高浓度氨成分从所 述气体去除，并重新供应到处理室，并且挥发散布室内和密封箱内包含低浓 度氨蒸汽的待处理气体在吸收塔和蒸馏塔中进行处理，这些气体中的氨成分 可以被去除，以供应到处理室，所以氨再循环效率可以提高到超过96%。
而且，通过压缩机以高压法处理在处理室内产生的待处理气体，从中去 除氨成分，可以提高系统的热效率。通过在供应到压缩机前，对处理室内产 生的待处理气体进行预冷和除湿，可以防止发生压缩才几损坏，而且，由于在 压缩机吸引前，待处理气体通过预冷密度增大，所以可以进一步提供系统的 热效率。
而且，让冷凝器和液态氨存放罐内的一部分氨的压力通过减压阀降低到 接近压缩机入口压力，将产生的氨蒸汽添加到压缩机上游区域被压缩机吸取 的待处理气体中，从而可以调节压缩机的吸取量，可以调节压缩机的吸取压 力，并且处理室内的压力可以精确控制在轻度真空。
权利要求
1.一种用氨处理布料的方法，其中待处理布料在液态氨池中浸泡，然后浸渍有氨的布料被加热，以从该布料蒸发掉氨，该方法包括蒸发步骤，在布料浸入处理室内的液态氨池中以后，通过加热该布料而从浸渍有氨的布料中蒸发并驱除掉氨；清洗步骤，通过向布料上喷射蒸汽，清洗从处理室向挥发散布室传输的浸渍有氨的布料，从而从布料上蒸发并驱除氨；除湿步骤，将从处理室回收的包含高浓度氨蒸汽的待处理气体冷却并除湿；液化和重新供应步骤，液化待处理气体内的氨蒸汽，以压缩机增压所述气体来去除水分，然后在冷凝器内冷却，然后将液化的氨供应到处理室内的液态氨池；吸收步骤，通过将所述待处理气体引入吸收塔，以吸收性液体吸收从挥发散布室回收的包含低浓度氨蒸汽的待处理气体；蒸馏步骤，在蒸馏塔内的吸收塔内蒸馏具有吸收的氨的吸收性液体，以获得包含高浓度氨蒸汽的气体，并且将包含高浓度氨蒸汽的气体返回到所述除湿步骤；和清洗和中和步骤，通过用包含酸的清洗液体清洗从吸收塔流出的待处理气体，中和所述气体中所包含的氨蒸汽，从而调节压缩机的吸取压力，且通过向从处理室回收的待处理气体增加氨蒸汽来调节压缩机的吸取量，从而将处理室内的压力控制在轻度真空，其中所述用于添加的氨蒸汽是通过以设置在压缩机上游的减压阀将冷凝器流出的液态氨压力降低到接近压缩机的吸取压力而产生的。
2. 如权利要求1所述的用氨处理布料的方法，其中所述压缩机是包括 4氐压级压缩机和高压级压缩才几的两级压缩才几，在冷凝器内液化的一部分液态 氨在所述液化和重新供应步骤中经过减压阀排出到减压区域，减压后的氨引 入到液体冷却器中，以冷却从冷凝器引入到液体冷却器的液态氨，于是减压 后的氨通过从所述液态氨吸收热量而减压为蒸发态氨，且进一步冷却液体冷 却器内将要供应到液态氨存放罐的液态氨，且蒸发态氨引入到高压级压缩 机。
3. 如权利要求1或2所述的用氨处理布料的方法，其中在所述液化和 重新供应步骤中，在冷凝器内液化的液态氨通过液态氨存放罐供应到处理 室，并且通过向从处理室回收的待处理气体添加氨蒸汽来控制液态氨存放罐 内的压力，其中所述用来添加的氨蒸汽通过以设置在压缩机上游的减压阀， 将从冷凝器流出的液态氨压力降低到接近压缩机吸取压力来产生。
4. 如权利要求1所述的用氨处理布料的方法，其中由于压缩机的吸取 压力，处理室内的压力保持在负压，而由于设置在吸收塔下游的待处理气体 流动导管上的吸取装置，挥发散布室内的压力保持在负压。
5. 如权利要求4所述的用氨处理布料的方法，其中设置在处理室和挥 发散布室的入口和出口的密封箱内包含氨蒸汽的气体引入到吸收塔以在该 吸收塔内吸收氨蒸汽，且密封箱内的压力保持在负压。
6. —种用氨处理布料的设备，其中待处理布料浸入液态氨池中，然后 浸渍有氨的布料被加热，以从所述布料蒸发掉氨，该设备包括处理室，其设置有加热装置，用来在所述布料在该处理室内的液态氨池 中浸渍以后，加热该浸渍有氨的布料，乂人而从该布料蒸发和驱除氨；挥发散布室，其用于通过向所述布料喷射蒸汽而清洗从处理室传输的浸 渍有氨的布料；冷却和除湿装置，其用于冷却从处理室回收的包含高浓度氨蒸汽的待处理气体，并将其除湿；压缩机，其用于将去除水分后的待处理气体压缩到高压； 冷凝器，其用于将压缩过的气体中的氨蒸汽冷凝，以获得液态氨； 供应导管，其用于通过液态氨存放罐，将冷凝器内产生的液态氨供应到处理室内的液态氨池；吸收塔，其允许从挥发散布室内回收的包含低浓度氨蒸汽的待处理气体,皮p及收性液体p及收；蒸馏塔，其用于蒸馏吸收了氨的吸收性液体，以获得包含高浓度氨蒸汽的气体；第一回收导管，其用于将包含高浓度氨蒸汽的气体返回到所述冷却和除 湿装置;清洗塔，其用于通过以包含酸的清洗液体清洗从吸收塔流出的待处理气体，从而中和包含在该气体内的氨蒸汽；和压力控制通道，其用于向流过回收导管的包含高浓度氨蒸汽的待处理气 体添加氨蒸汽，其中所述用来添加的氨蒸汽是通过以设置在压缩机上游的减 压阀将从冷凝器流出的液态氨压力降低到接近压缩机的吸取压力而产生的。
7. 如权利要求6所述的用氨处理布料的设备，其中用于吸取待处理气体的吸取装置设置在吸收塔下游，且用于向该吸取装置引入空气的空气引导 通道设置成可以调节该吸取装置的空气流速。
8. 如权利要求7所述的用氨处理布料的设备，其中密封箱设置在处理 室和挥发散布室的入口和出口处；设置第二回收导管，用于将密封箱内包含 氨蒸汽的气体引入到吸收塔；并且设置装备有截流阀的旁路通道来旁路从挥 发散布室流出并包含低浓度氨蒸汽的待处理气体以及密封箱内包含氨蒸汽 的气体，向所述吸取装置引导。
9. 如权利要求6所述的用氨处理布料的设备，其中压缩机是包括低压 级压缩机和高压级压缩机的两级压缩机，在冷凝器内液化的一部分液态氨经 过减压阀排出到减压区域，减压后的氨引入到液体冷却器中，以冷却从冷凝 器引入到液体冷却器的液态氨，于是减压后的氨通过从所述液态氨吸收热量 而减压为蒸发态氨，且进一步冷却液体冷却器内将要供应到液态氨存放罐的 液态氨，且蒸发态氨引入到高压级压缩机。
全文摘要
本发明公开了用氨处理布料的方法和设备。该方法包括步骤在处理室(1)内的液态氨池(6)内浸渍以后，通过加热所述布料从浸渍有氨的布料上蒸发掉氨；清洗该布料，从而在挥发室(2)从该布料蒸发掉氨；将处理室(1)产生的待处理气体‘a’除湿，以压缩机(28)压缩而将除湿后的气体液化并且在冷凝器(30)内冷却，将液化的氨供应到处理室(1)；通过向吸收塔(44)引入该气体，以吸收性液体吸收挥发室(2)产生的待处理气体‘b’；在蒸馏塔(51)内蒸馏吸收有氨的吸收性液体来获得包含高浓度氨蒸汽的气体，并且该气体返回到压缩机(28)；和用酸中和从吸收塔(44)流出的气体，从而通过冷凝器(30)内的一部分液态氨膨胀而获得的氨蒸汽添加到待处理气体‘a’。
文档编号D06B1/00GK101280513SQ20071014897
公开日2008年10月8日 申请日期2007年9月12日 优先权日2007年4月4日
发明者内川彻哉, 吉井真吾, 松田博士, 深野修司, 竹村义隆 申请人:株式会社前川制作所;京都机械株式会社