一种超临界二氧化碳染色设备中釜体的清洗装置及清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超临界二氧化碳染色设备的清洗装置及清洗方法，属于纺织印染领域。
【背景技术】
[0002]传统纺织品染色主要以水为介质，在染液中加入大量的染料、助剂和表面活性剂等化学物质，不仅对环境造成了严重污染，同时也制约着纺织印染行业的可持续发展。随着经济不断发展，“十二.五”期间，发展少水、节能、无污染的染色技术成为国内外迫切需求。在20世纪末，超临界二氧化碳无水染色技术因其无污染、短流程、高效率等突出特点被认为是一种“清洁化、绿色化、环保化”而备受青睐。
[0003]目前随着国内外不断研究，超临界二氧化碳染色技术作为一种新型绿色染色技术，在染色设备、染色原理和染色工艺方面都已达到较为成熟的阶段。由于染色设备结构复杂、染色工艺条件较高，染料可能滞留在釜体内壁。若染色温度过高，染料可能生成聚合物，牢固地附着在釜体内壁。染色结束后，这些残留的染料不能进行及时清除，势必会影响下次染色效果及换色生产。然而，目前未见一种超临界二氧化碳染色釜体的清洗装置，可以彻底解决染色釜体的清洗难题。因此，本专利发明了一种超临界二氧化碳染色设备的清洗装置系统及清洗方法，适用于各种釜体及系统的清洗工作。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述问题，提出了一种超临界二氧化碳染色设备的清洗装置及清洗方法。
[0005]—种超临界二氧化碳染色设备中釜体的清洗装置，包括二氧化碳入口管道(I)、溶剂入口管道(2)、中心轴(3)、叶轮(4)、清洗浓度检测探头(6)、电动机(7)、丝杠(8)，加热单元(9)。
[0006]其中，中心轴(3)为两端开口的中空结构；所述中心轴(3)内部和丝杠(8)外部设有相互匹配的螺纹；所述中心轴和丝杠通过螺纹进行连接；所述丝杠(8)顶部通过气孔连接叶轮⑷；所述丝杠⑶为中空结构；所述叶轮⑷为中空、双吸、开放结构；所述叶轮
(4)设有6个叶片(5);所述叶片(5)为后弯式、机翼型、中空结构；所述叶片(5)外缘设有叶片孔道(10);所述叶片孔道为双排孔，以降低叶片结构与流体的摩擦，增加动能，满足清洗需要。
[0007]所述中心轴(3)中部连接电动机(7);中心轴(3)旋转时可以带动丝杠和叶轮做竖直和周向旋转运动。其旋转速度为10-500r/min，优选100r/min，升降速度为0.5_5m/min,优选 4m/min。
[0008]所述二氧化碳入口管道(I)通过旋转接头连接中心轴(3)底部；所述溶剂入口管道(2)通过阀门连接二氧化碳入口管道(I);所述溶剂入口管道上设有加热单元(9)。
[0009]所述叶轮顶部设有清洗浓度检测探头(6)。
[0010]进一步地，在上述技术方案中所述中心轴(3)与电动机(7)通过齿轮或传送带连接。
[0011 ] 清洗前，首先要把清洗装置与染料釜，染色釜或分离釜链接，气瓶内的二氧化碳通过加热器加热，再经过冷凝器冷却，变成液态储存在二氧化碳循环罐中。清洗开始后，循环罐中液态的二氧化碳首先通过冷凝器冷却，再通过高压栗加压、换热器加热达到超临界状态。超临界二氧化碳流体进入釜体后，流体经二氧化碳入口进入中心轴与丝杠；清洗溶剂进入溶剂入口，并通过加热单元转化为气态与二氧化碳流体充分混合。启动电动机，中心轴带动丝杠和叶轮做高速旋转运动，此时，二氧化碳流体通过叶片上的双排孔道喷射向釜体内壁，实现清洗过程。通过调节中心轴转速，不断增加离心力，可以提高喷出的流体对釜壁的冲击力，进而提高清洗效果。同时，在叶轮中心处，由于流体在离心力的作用下被喷射出后形成真空，二氧化碳入口管道内的流体更易于被压进叶轮，从而形成了流体进入与流出的循环过程，降低了能量消耗。同时，在叶轮旋转的同时，中心轴与丝杠通过螺纹进行竖直运动，从而可以使流体完成整个釜体的清洗操作。另外，在清洗的过程中，叶轮上端的清洗浓度检测探头可以实时检测清洗状态，当清洗流体浓度小于5%时，表明已达到清洗标准，清洗工作自动停止；当流体浓度大于5%时，表明清洗尚未完成，清洗装置会继续清洗，直到达到清洗标准为止。清洗结束后，在分离釜中，超临界二氧化碳流体、清洗溶剂与残留染料进行分离，二氧化碳气化后经冷凝器将纯净的二氧化碳回收至二氧化碳存储罐中。
[0012]本发明的超临界二氧化碳染色设备的清洗装置可适用于染料釜、染色釜和分离釜等各种釜体的清洗。
[0013]进一步地，在上述技术方案中，叶片入口角、出口角小于90°。叶片入口角:进口处的叶片翼型滑线的切线与圆周方向的夹角；出口角:出水口处的切线与圆周方向的夹角。
[0014]每片叶片外缘设有双排孔；叶片孔道孔径大小为0.5-2mm，孔间距为0.5mm。
[0015]进一步地，在上述技术方案中，所述叶轮上端设有清洗浓度检测探头，可以实现清洗状态的实时检测。当达到清洗标准要求后，清洗工作自动停止。
[0016]本发明的再一目的是提供超临界二氧化碳染色设备清洗方法，所述清洗条件为50-100°C、10-25MPa，清洗的同时进行自动检测，清洗时间一般为20_60min。
[0017]所述清洗过程由关键部件釜体清洗和管道系统清洗组成。
[0018]进一步地，在上述技术方案中，所述清洗溶剂为乙醇、甲醇、水。清洗溶剂用量为二氧化碳总质量的0.5-5%。
[0019]清洗后设备符合中华人名共和国化工行业标准GB/T 25146-2010《工业设备化学清洗质量验收规范》。清洗后其洗净率可达到95%以上，且对设备无腐蚀。
[0020]发明有益效果
[0021]1、发明的超临界二氧化碳染色设备的清洗装置及清洗方法，利用二氧化碳流体与清洗溶剂对釜体进行清洗，清洗过程无腐蚀损伤，二氧化碳可回收再用，符合低碳经济的发展要求；
[0022]2、发明的超临界二氧化碳染色设备的清洗装置及清洗方法，可根据清洗的需要，直接将清洗装置放到釜体中进行清洗，操作简单方便，可适用于染料釜、染色釜和分离釜等各种釜体的清洗过程；
[0023]3、发明的超临界二氧化碳染色设备的清洗装置及清洗方法，其叶轮上端设有清洗浓度检测探头，可以实时检测清洗效果，装置智能化较高，满足了工业化生产要求。
【附图说明】
[0024]本发明附图4幅，
[0025]图1是清洗装置与釜体结构示意图；
[0026]图2是叶轮结构示意图；
[0027]图3是叶轮俯视图；
[0028]图4是叶片孔道不意图；
[0029]图中，1、二氧化碳入口管道；2、溶剂入口管道；3、中心轴；4、叶轮；5、叶片；6、清洗浓度检测探头；7、电动机；8、丝杆；9、加热单元；10、叶片孔道；11、旋转接头；12、阀门。
【具体实施方式】
[0030]下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，一种超临界二氧化碳染色设备中釜体的清洗装置，包括二氧化碳入口管道1、溶剂入口管道2、中心轴3、叶轮4、清洗浓度检测探头6、电动机7、丝杠8，加热单元9ο
[0033]其中，中心轴3