专利名称：一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，特别是关于一种将废旧涤棉混纺织物中的涤纶成份和棉纤维成份分离，且将分离出的涤纶成份再聚合的装置。
背景技术：
中国是一个纺织大国，每年纺织品原材料的需求量达3500多万吨，由于资源短缺，每年需要进口大量纺织品及其原材料，但是我国再生原材料的利用率却极低。据估算， 每年废旧纺织品的数量将近2000多万吨，绝大部分未能有效回收利用，致使废弃纺织品数量巨大，不仅污染环境、占据大量储藏空间，而且造成极大的资源浪费。在提倡节约资源、低碳排放的今天，废旧纺织品的分离和再利用受到了极大的关注，将废旧纺织品进行分离和再利可以减少废弃物的污染，减轻环境压力，实现资源的充分利用。但是，由于技术、资金和设备等的限制，目前大多数废旧纺织品都主要采用物理回收法，进行初步的机械加工、焚烧或掩埋等，极大地限制了废旧纺织品的回收价值和再生经济效益。在化学法回收方面，由于纺织品并非都以单一组份的纯纺形式存在，大多数混纺织物等不能直接分离或直接进行回收利用，影响了回收利用效率。随着纺织品生产规模和使用范围的不断扩大，废旧纺织品的种类和数量也在不断增加。废旧纺织品按照纤维组分划分，可以分为单组份织物和混纺织物。目前，单组份纺织品的回收利用方法1、纯棉纺织品的再利用，即通过开棉工艺等物理方法，将废纯棉纺织品开松成短纤维，再进行纺纱利用，但是由于纤维较短，只能用于低附加值产品；2、纯涤纶纺织品回收利用，有两种途径1)物理方法，通过团粒，再纺制成涤纶短纤维，但是强力较低， 不能用于常规的纺织品；幻化学方法，通过水解法、醇解法、超临界流体法等各种化学方法，将聚酯降解成单体或半酯，用作化工原材料或者涂料、粘合剂等。由于涤棉混纺织物的产量最高、废弃量最多，因此，涤棉混纺织物在废旧纺织品中所占的比例最大。但是由于涤棉混纺织物回收难度极大，长期以来国内一直没有企业开展此类工作，目前唯一的应用只能用作填充物等，因此，涤棉混纺织物的回收再利用问题一直没有得到良好的解决。所以一种可以直接的将废旧涤棉混纺织物连续、高效、批量分离再造装置的产生，将是解决废旧涤棉混纺织物回收利用的首选。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置， 它能够连续、高效、批量的将废旧涤棉混纺织物中的涤纶成份和棉纤维成份分离，且能够将分离出的涤纶成份再聚合，解决了废旧涤棉混纺织物的回收利用问题。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于它包括喂料机构、醇解反应机构、连续分离机构、预缩聚机构和终缩聚机构；所述醇解反应机构包括连接所述喂料机构的出料口的醇解反应器，所述醇解反应器上设置有乙醇注入管路和冷凝器，所述醇解反应器底部设置有出料口 ；所述连续分离机构包括一号分离装置和二号分离装置；所述一号分离装置连接所述醇解反应器的出料口，所述一号分离装置的液体出口连接齐聚物接收槽，所述一号分离装置的固料出口连接乙二醇洗涤槽；所述二号分离装置连接所述乙二醇洗涤槽的出料口，所述二号分离装置的液体出口连接乙二醇接收槽，所述二号分离装置的固料出口连接棉纤维接收槽；所述预缩聚机构包括连接所述齐聚物接收槽出料口的齐聚物输出管路，所述齐聚物输出管路上依次设置有输送齿轮泵、过滤器、三通和乙二醇蒸发器，所述三通还连接乙二醇注入管路和注射器，所述乙二醇蒸发器的出口设置有预缩聚反应器，所述预缩聚反应器通过管道连接真空泵，所述真空泵通过管道连接乙二醇热井；所述终缩聚机构包括连接所述预缩聚反应器的预聚物输出管路，所述预聚物输出管路的输出端连接终缩聚反应器，所述终缩聚反应器的出料口连接的终缩聚产物输出管路上依次设置有出料齿轮泵、粘度测试仪和过滤器，所述终缩聚产物输出管路的输出端设置有铸带器；所述终缩聚反应器通过管道连接真空泵，所述真空泵通过管道连接乙二醇热井。所述喂料机构包括一腔筒，所述腔筒内设置有传动螺杆，所述传动螺杆的动力输入端连接电动机的输出轴，所述腔筒的一端设置有入料口，另一端设置有出料口。所述醇解反应机构中的所述醇解反应器具有自动控温加热功能，所述醇解反应器内设置有搅拌杆。所述连续分离机构中的所述一号分离装置和二号分离装置均包括一分离槽，所述分离槽底部一端设置液体出口，另一端设置固料出口，所述分离槽内设置有一条通过传动轴带动运行的传动过滤带，所述传动过滤带上设置有压液辊，所述传动过滤带与所述固料出口相对应的一端设置有梳齿辊。所述连续分离机构中的所述乙二醇接收槽底部连接有一条乙二醇输出管路，所述乙二醇输出管路上设置有乙二醇循环泵，所述乙二醇循环泵输出端连接有三条乙二醇注入管路，第一条所述乙二醇注入管路连接所述醇解反应机构中的所述醇解反应器，第二条所述乙二醇注入管路连接所述连续分离机构中的所述乙二醇洗涤槽，第三条所述乙二醇注入管路连接所述预缩聚机构中的齐聚物输出管路；且三条所述乙二醇注入管路上均设置有一流量控制器。所述预缩聚机构中的所述预缩聚反应器为具有自动控温加热功能的预缩聚反应器；所述终缩聚机构中的所述终缩聚反应器为具有自动控温加热功能的终缩聚反应器。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明设置有喂料机构、醇解反应机构、连续分离机构、预缩聚机构和终缩聚机构；废旧涤棉混纺织物的涤纶成份在醇解反应机构中被醇解后，进入到连续分离机构；连续分离机构将液态的醇解产物与固态的棉纤维分离；液态的醇解产物先后进入预缩聚反应机构、终缩聚反应机构后重新再聚合为涤纶聚酯，实现了废旧涤棉混纺织物中的涤纶成份和棉纤维成份的高效、连续分离及其再造， 且分离再造后的棉纤维和涤纶聚酯都符合再利用要求。2、本发明的喂料机构中包括内置有螺杆的筒腔，因此，可以将废旧织物规律性的导入醇解反应器中。3、本发明的连续分离机构中的乙二醇接收槽底部的出液口连接乙二醇输出管路，乙二醇输出管路上设置有乙二醇循环泵，乙二醇循环泵输出端连接有若干乙二醇注入管路，通过乙二醇输出管路、乙二醇循环泵和乙二醇注入管路输出的乙二醇可以直接注入到乙二醇洗涤槽内、醇解反应机构中的醇解反应器内，以及预缩聚机构中的预缩聚反应器中，循环利用，因此，分离再造完成后，没有乙二醇的泄露和流失，更不产生任何废弃物，不会造成任何污染。4、本发明的预缩聚反应器和终缩聚反应器均通过连接真空泵，真空泵通过管道连接乙二醇热井，因此，预缩聚反应器和终缩聚反应器反应过程中产生和需要的乙二醇，均可以通过乙二醇热井保存和提供。本发明分离再造后的棉纤维和涤纶聚酯都符合再利用要求，实现了废旧涤棉混纺织物高效、 连续、批量的分离及其再造，且在分离再造过程中不产生任何污染，因此，可广泛用于废旧涤棉混纺织物的回收利用过程中。
图1是本发明整体结构示意2是本发明喂料机构和醇解反应机构示意3是本发明连续分离机构示意4是本发明预缩聚机构示意5是本发明终缩聚机构示意图
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明装置包括喂料机构10、醇解反应机构20、连续分离机构30、预缩聚机构40和终缩聚机构50。如图1、图2所示，喂料机构10包括一腔筒101，腔筒101内设置有传动螺杆102， 传动螺杆102的动力输入端连接电动机103的输出轴，腔筒101 —端设置有入料口 104，另一端设置有出料口 105。如图1、图2所示，醇解反应机构20包括具有自动加热功能的醇解反应器201，醇解反应器201的顶端设置有进料口 202，醇解反应器201的进料口 202连接腔筒101的出料口 105。醇解反应器201上设置有冷凝器203，用于冷凝蒸发的乙二醇，并回流到醇解反应器201内。醇解反应器201上连接乙二醇注入管路204，乙二醇注入管路204上设置有流量控制器205，乙二醇注入管路204用于向醇解反应器201中加注乙二醇，并通过流量控制器 205进行流量调节。醇解反应器201内设置有搅拌杆206，醇解反应器201底部设置有出料口 207，出料口 207连接出料管路208，出料管路208上设置有流量控制器209。如图1、图3所示，连续分离机构30包括相互独立、结构相同的一号分离装置301 和二号分离装置302，一号分离装置301和二号分离装置302均包括一分离槽303，分离槽 303内设置有一条传动过滤带304，传动过滤带304通过两传动轴305带动运行，传动过滤带304上设置有压液辊306，分离槽303的一端底部设置有一液体出口 307，另一端底部设置有一固料出口 308，传动过滤带304与固料出口 308相对应的一端设置有梳齿辊309。通过醇解反应机构20醇解后的固液混合物送入连续分离机构30，通过分离槽303内的压液棍 306压液后，固态物料经过梳齿辊309后从固料出口 308排出；液态物料通过分离槽303底部的液体出口 307排出。一号分离装置301设置在醇解反应器201的出料口 207下方，连接出料管路208，一号分离装置301中的分离槽303底部的液体出口 307连接齐聚物接收槽 310的入口，该分离槽303底部的固料出口 308连接乙二醇洗涤槽311的入口，乙二醇洗涤槽311上连接有乙二醇注入管路312。二号分离装置302连接乙二醇洗涤槽311底端的出料口 313，二号分离装置302中的分离槽303底部的液体出口 307连接乙二醇接收槽314， 该分离槽303底部的固料出口 308连接棉纤维接收槽315。上述实施例中，乙二醇接收槽314底部的出液口连接乙二醇输出管路316，乙二醇输出管路316上设置有乙二醇循环泵317。乙二醇循环泵317输出端连接有若干乙二醇注入管路，各条乙二醇注入管路上均设置有流量控制器。通过乙二醇输出管路316、乙二醇循环泵317和各条乙二醇注入管路输出的乙二醇可以直接注入到乙二醇洗涤槽311内和醇解反应机构20中的醇解反应器201内，循环利用。如图1、图4所示，预缩聚机构40包括齐聚物输出管路401，齐聚物输出管路401 上依次串联连接有输送齿轮泵402 (如图3所示)、过滤器403和三通404，三通404还连接注射器405的输出端和乙二醇注入管路406的输出端，乙二醇注入管路406上设置有流量控制器407 ；齐聚物输出管路401的输入端连接连续分离机构30中的齐聚物接收槽310的输出端，齐聚物输出管路401的输出端连接乙二醇蒸发器408，乙二醇蒸发器408的出口设置有预缩聚反应器409，预缩聚反应器409通过管道连接真空泵410，真空泵410通过管道连接乙二醇热井411，真空泵410上连接有抽真空管线。齐聚物输出管路401输送的齐聚物由齐聚物接收槽310通过输送齿轮泵402提供，乙二醇注入管路406和注射器405通过三通404向齐聚物输出管路401中输入乙二醇和缩聚催化剂，齐聚物、乙二醇和缩聚催化剂共同通过乙二醇蒸发器408注入预缩聚反应器409中。其中，乙二醇注入管路406中的乙二醇可以由连续分离机构30中的乙二醇接收槽314提供。如图1、图5所示，终缩聚机构50包括预聚物输出管路501，预聚物输出管路501 的输入端连接预缩聚机构40中的预缩聚反应器409，预聚物输出管路501的输出端连接终缩聚反应器502 (如图4所示)，且在聚物输出管路501上设置有流量控制器503，终缩聚反应器502底端的出料口连接终缩聚产物输出管路504，终缩聚产物输出管路504上依次设置有出料齿轮泵505、粘度测试仪506和过滤器507，终缩聚产物输出管路504的出料端设置有铸带器508。终缩聚反应器502通过管道连接真空泵509，真空泵509通过管道连接乙二醇热井510，真空泵509上连接有抽真空管线。本发明装置的工艺流程为(废旧)涤棉混纺织物的涤纶成份在醇解反应机构20 中被醇解后，进入到连续分离机构30 ；连续分离机构30将液态的醇解产物和固态的棉纤维分离；液态的醇解产物先后进入预缩聚反应机构40、终缩聚反应机构50后重新再造为涤纶聚酯，实现了废旧涤棉混纺织物的分离及再造。本发明装置的具体操作方法为喂料机构10和醇解反应机构20 启动电动机103，带动传动螺杆102旋转，废旧织物从腔筒101的入料口 104送入后，被不断旋转的传动螺杆102向前推入，并通过腔筒101 的出料口 105输送到醇解反应器201中，通过乙二醇注入管路204上设置的流量控制器205 控制注入醇解反应器201中的乙二醇，在醇解反应器201自身不断加热以及搅拌杆206不断搅拌的情况下，涤棉织物中的涤纶成份发生解聚反应，变成对苯二甲酸乙二醇酯(BHET) 液体后，随着棉纤维一同进入到连续分离机构30中。在上述解聚过程中，冷凝器203将蒸发的乙二醇冷凝并不断回流到醇解反应器201中，以保证醇解反应器201中的压力处于常压状态。
连续分离机构30 —号分离装置301中的传动过滤带304在传动轴305的带动下运行，醇解反应器201中的反应物落下后，液体成份通过传动过滤带304流入齐聚物接收槽 310中，固体部分随着传动过滤带304向前运行通过压液辊306压液后，进一步实现固液分离后，固体部分通过梳齿辊309梳落到乙二醇洗涤槽311中。经乙二醇洗涤槽311洗涤后的棉纤维进入二号分离装置302中，进一步分离后，固体部分进入棉纤维接收槽315，实现了棉纤维的分离。而洗涤后的乙二醇(液体部分)进入乙二醇接收槽314，通过乙二醇循环泵317的作用，供乙二醇洗涤槽311、醇解反应器201等其他机构循环利用，避免了因乙二醇排放造成的污染浪费。预缩聚机构40 齐聚物接收槽310中的齐聚物经过齐聚物输出管路401上的输送齿轮泵402、过滤器403进入乙二醇蒸发器408 ；同时，通过流量控制器407调节加入少量乙二醇，通过注射器405注入适量的缩聚催化剂，齐聚物、乙二醇、缩聚催化剂这三种物质混合后，经过乙二醇蒸发器408的加热与蒸发，输入到具有一定真空度的预缩聚反应器409 中，开始反应。反应中产生的乙二醇通过真空泵410抽出，并保存在乙二醇热井411中。终缩聚机构50 预缩聚反应器409中的预聚物通过预聚物输出管路501上的流量控制器503进入终缩聚反应器502进行反应。通过终缩聚反应器502的自身加热和真空泵509的真空作用开始反应，反应中产生的乙二醇通过真空泵509抽出，保存在乙二醇热井 510中。当粘度测试仪506检测到终缩聚产物粘度适当时，通过出料齿轮泵505将终缩聚产物通过过滤器507过滤后，在铸带器508铸带，形成再生涤纶切片，实现了涤纶成份的分离再利用。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于它包括喂料机构、醇解反应机构、连续分离机构、预缩聚机构和终缩聚机构；所述醇解反应机构包括连接所述喂料机构的出料口的醇解反应器，所述醇解反应器上设置有乙醇注入管路和冷凝器，所述醇解反应器底部设置有出料口 ；所述连续分离机构包括一号分离装置和二号分离装置；所述一号分离装置连接所述醇解反应器的出料口，所述一号分离装置的液体出口连接齐聚物接收槽，所述一号分离装置的固料出口连接乙二醇洗涤槽；所述二号分离装置连接所述乙二醇洗涤槽的出料口，所述二号分离装置的液体出口连接乙二醇接收槽，所述二号分离装置的固料出口连接棉纤维接收槽；所述预缩聚机构包括连接所述齐聚物接收槽出料口的齐聚物输出管路，所述齐聚物输出管路上依次设置有输送齿轮泵、过滤器、三通和乙二醇蒸发器，所述三通还连接乙二醇注入管路和注射器，所述乙二醇蒸发器的出口设置有预缩聚反应器，所述预缩聚反应器通过管道连接真空泵，所述真空泵通过管道连接乙二醇热井；所述终缩聚机构包括连接所述预缩聚反应器的预聚物输出管路，所述预聚物输出管路的输出端连接终缩聚反应器，所述终缩聚反应器的出料口连接的终缩聚产物输出管路上依次设置有出料齿轮泵、粘度测试仪和过滤器，所述终缩聚产物输出管路的输出端设置有铸带器；所述终缩聚反应器通过管道连接真空泵，所述真空泵通过管道连接乙二醇热井。
2.如权利要求1所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述喂料机构包括一腔筒，所述腔筒内设置有传动螺杆，所述传动螺杆的动力输入端连接电动机的输出轴，所述腔筒的一端设置有入料口，另一端设置有出料口。
3.如权利要求1所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述醇解反应机构中的所述醇解反应器具有自动控温加热功能，所述醇解反应器内设置有搅拌杆。
4.如权利要求2所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述醇解反应机构中的所述醇解反应器具有自动控温加热功能，所述醇解反应器内设置有搅拌杆。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述连续分离机构中的所述一号分离装置和二号分离装置均包括一分离槽，所述分离槽底部一端设置液体出口，另一端设置固料出口，所述分离槽内设置有一条通过传动轴带动运行的传动过滤带，所述传动过滤带上设置有压液辊，所述传动过滤带与所述固料出口相对应的一端设置有梳齿辊。
6.如权利要求1或2或3或4所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述连续分离机构中的所述乙二醇接收槽底部连接有一条乙二醇输出管路，所述乙二醇输出管路上设置有乙二醇循环泵，所述乙二醇循环泵输出端连接有三条乙二醇注入管路，第一条所述乙二醇注入管路连接所述醇解反应机构中的所述醇解反应器，第二条所述乙二醇注入管路连接所述连续分离机构中的所述乙二醇洗涤槽，第三条所述乙二醇注入管路连接所述预缩聚机构中的齐聚物输出管路；且三条所述乙二醇注入管路上均设置有一流量控制器。
7.如权利要求5所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述连续分离机构中的所述乙二醇接收槽底部连接有一条乙二醇输出管路，所述乙二醇输出管路上设置有乙二醇循环泵，所述乙二醇循环泵输出端连接有三条乙二醇注入管路，第一条所述乙二醇注入管路连接所述醇解反应机构中的所述醇解反应器，第二条所述乙二醇注入管路连接所述连续分离机构中的所述乙二醇洗涤槽，第三条所述乙二醇注入管路连接所述预缩聚机构中的齐聚物输出管路；且三条所述乙二醇注入管路上均设置有一流量控制器。
8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置， 其特征在于所述预缩聚机构中的所述预缩聚反应器为具有自动控温加热功能的预缩聚反应器；所述终缩聚机构中的所述终缩聚反应器为具有自动控温加热功能的终缩聚反应器。
9.如权利要求5所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述预缩聚机构中的所述预缩聚反应器为具有自动控温加热功能的预缩聚反应器；所述终缩聚机构中的所述终缩聚反应器为具有自动控温加热功能的终缩聚反应器。
10.如权利要求6所述的一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于所述预缩聚机构中的所述预缩聚反应器为具有自动控温加热功能的预缩聚反应器；所述终缩聚机构中的所述终缩聚反应器为具有自动控温加热功能的终缩聚反应器。
全文摘要
本发明涉及一种涤棉混纺织物分离及涤纶再聚合装置，其特征在于它包括喂料机构、醇解反应机构、连续分离机构、预缩聚机构和终缩聚机构；醇解反应机构包括连接喂料机构出料口的醇解反应器；连续分离机构的一号分离装置连接醇解反应器的出料口，一号分离装置底部分别连接齐聚物接收槽和乙二醇洗涤槽；乙二醇洗涤槽的出料口连接二号分离装置，二号分离装置的底部分别连接乙二醇接收槽和棉纤维接收槽；预缩聚机构包括连接齐聚物接收槽的齐聚物输出管路，齐聚物输出管路输出端连接预缩聚反应器；终缩聚机构包括连接预缩聚反应器的预聚物输出管路，预聚物输出管路的输出端连接终缩聚反应器，终缩聚反应器的出料口连接终缩聚产物输出管路，终缩聚产物输出管路末端设置有铸带器。
文档编号C08J11/24GK102219924SQ20111014641
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者唐世君, 李智, 梁高勇, 汪少朋, 石巍, 赖军 申请人:中国人民解放军总后勤部军需装备研究所