超臨界CO₂染色氣固分離的回收分離釜和回收分離方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜和回收分離方法，其特點是：回收分離釜的罐體包括筒狀外殼、頂蓋、底盤和分離內(nèi)筒，所述筒狀外殼上端安裝所述頂蓋，所述分離內(nèi)筒置于所述筒狀外殼中，筒狀外殼的下端安裝所述底盤，所述分離內(nèi)筒內(nèi)由下至上依次設(shè)置下層海綿、分子篩、上層海綿，所述底盤中間設(shè)置通入所述罐體腔內(nèi)的管道，所述筒狀外殼上部設(shè)置連通冷凝裝置的管路。將超臨界CO2無水染色之后夾帶有大量染料、雜質(zhì)、水分的氣體導入所述回收分離釜內(nèi)進行凈化回收，通過分子篩凈化的方式，可以提高回收CO2的純凈度和干燥度；此外，分子篩經(jīng)過處理之后可再重復利用。
【專利說明】
超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜和回收分離方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于新型染色技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種采用分子篩過濾的方法在超臨界⑶2染色過程中，對廢氣的氣/固分離以及對CO2的回收再利用，具體說是一種超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜和回收分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的染色過程中，我們通常采用水作為主要的介質(zhì)。大量的染料、表面活性劑等化學物質(zhì)都會對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展造成不良的影響。此外，對染色排出的污水需要進行中和、沉降等處理，都需要花費大量的人力物力。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國紡織印染行業(yè)年耗水量達17億噸，污水的排放達到16億噸。而近幾年來，我國大部分地區(qū)的水資源嚴重短缺，特別是污水排放等問題嚴重的制約染整行業(yè)的進一步發(fā)展。因此，防止污染，開發(fā)綠色有效的染色工藝，成為未來染整的正確方向。
[0003]近幾年來，一種新型的綠色染色方式一超臨界⑶2無水染色給未來的染整行業(yè)帶來了新的曙光。該技術(shù)由于其具有高效率，無污染，染色時間短等優(yōu)良的特點，備受青睞。該技術(shù)采用超臨界CO2作為染色介質(zhì)，在CO2被加熱溫度超過31°C，壓強超過7.3MPa時，此時變成了一種非氣非液的狀態(tài)一超臨界態(tài)。然后，由循環(huán)栗打壓到燃料罐和染色罐之間不斷的循環(huán)，CO2將溶解的染料送到纖維的孔隙，使染料均勻快速的染到織物上面。整個過程不需要清洗、烘干的過程。目前許多國家都在努力的研制這種具有節(jié)能減排、適用廣泛的新型綠色染整設(shè)備，試圖將其推向產(chǎn)業(yè)化，實用化。
[0004]然而，作為一個新興的染色產(chǎn)業(yè)設(shè)備，在實際的生產(chǎn)過程中必不可少的出現(xiàn)各種問題。攜帶染料的超臨界流體在結(jié)束染色之后，必然還會攜帶一部分未上染的染料，空氣中的水分，或者紗線中的雜質(zhì)。所以，將這些雜質(zhì)與卸壓后的CO2分離將是能否反復利用0)2的關(guān)鍵。目前在一般的超臨界無水染色設(shè)備中，攜帶雜質(zhì)的超臨界態(tài)CO2首先經(jīng)過一個回收釜卸壓，卸壓后雜質(zhì)靠自身的重力與氣體分離。這類的回收釜存在嚴重的技術(shù)缺陷，首先，這種方式不可能將水分有效的分離，其次，溶解之后的染料粉塵會隨著氣流帶回到CO2的儲罐中，將儲罐中的CO2污染，還會影響下一次的染色效果。
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，如何設(shè)計一種新的適應(yīng)于超臨界CO2無水染色廢氣回收裝置及方法，提高回收CO2的純凈度和干燥度，此外，經(jīng)過處理之后可再重復利用，這是目前亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對于超臨界CO2無水染色過程中對于CO2回收存在的缺陷，提供一種超臨界C02染色氣固分離的回收分離釜和回收分離方法
，可以提高回收CO2的純凈度和干燥度;此外，分子篩經(jīng)過處理之后可再重復利用。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，包括罐體，其特征在于，所述的罐體包括筒狀外殼、頂蓋、底盤和分離內(nèi)筒，所述筒狀外殼上端安裝所述頂蓋，所述分離內(nèi)筒置于所述筒狀外殼中，筒狀外殼的下端安裝所述底盤，所述分離內(nèi)筒內(nèi)由下至上依次設(shè)置下層海綿、分子篩、上層海綿，所述底盤中間設(shè)置通入所述罐體腔內(nèi)的管道，所述筒狀外殼上部設(shè)置連通冷凝裝置的管路。
[0008]對上述技術(shù)方案的改進:所述下層海綿由帶有漏氣孔的下金屬網(wǎng)篩固定，所述上層海綿由帶有漏氣孔的上金屬網(wǎng)篩固定。
[0009]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述分子篩包括5A級分子篩、4A級分子篩和3A級分子篩。
[0010]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述的上層海綿厚度為l-3cm，所述的下層海綿厚度為0.5-2cmo
[0011]對上述技術(shù)方案的進一步改進:所述管路外端連接一冷凝裝置。
[0012]—種利用上述超臨界⑶^^染色氣固分離的回收分離釜的回收分離方法，其特征在于，將超臨界CO2無水染色之后夾帶有大量染料、雜質(zhì)、水分的氣體導入所述回收分離釜內(nèi)進行凈化回收，具體回收分離包括如下步驟:
(1)首先，將超臨界CO2染色之后的氣體經(jīng)所述管道9導入所述回收分離釜內(nèi)，通過下層海綿將CO2中攜帶的水分吸收，下層海綿可以減緩高壓氣流的流動速度，使氣流射流分散開，由分子篩與氣流充分接觸，吸收CO2氣體中的染料、雜質(zhì)；
(2)然后，氣體再經(jīng)過分子篩上方的上層海綿，經(jīng)過凈化之后的氣體經(jīng)過管路后進入冷凝桶冷凝回收。
[0013]對上述技術(shù)方案的改進:所述氣體進入回收分離釜腔體內(nèi)的壓力由20MPa迅速下降小于7MPa。
[0014]對上述技術(shù)方案的進一步改進:還包括對已經(jīng)吸附飽和染料雜質(zhì)的分子篩進行還原清洗再生的步驟，將已經(jīng)吸附飽和的分子篩放入到由丙酮和酒精按照重量比例為0.2-2:1配置成的溶液中，通過電磁振蕩20-120min，所述分子篩中溶解的染料、雜質(zhì)就會溶出，然后，將分子篩用濾網(wǎng)過濾，放入烘干箱在120-150°C下烘干1h后，分子篩即可重新使用。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點和積極效果:
本發(fā)明回收分離釜的的罐體包括筒狀外殼、頂蓋、底盤和分離內(nèi)筒，筒狀外殼上端安裝頂蓋，將述分離內(nèi)筒置于筒狀外殼中，筒狀外殼的下端安裝底盤將分離內(nèi)筒固定，所述分離內(nèi)筒內(nèi)由下至上依次設(shè)置下層海綿、分子篩、上層海綿，所述底盤中間設(shè)置通入所述罐體腔內(nèi)的管道，所述筒狀外殼上部設(shè)置連通冷凝裝置的管路。
[0016]通過采用分子篩對超臨界CO2無水染色之后的廢氣進行了快速、高效的過濾清潔。廢氣中的水分、染料、雜質(zhì)在通過具有高吸附性的分子篩時大部分被吸收截留。同時，采用了丙酮與酒精的混合配制溶解對吸附在分子篩表面的雜質(zhì)、染料進行清洗溶解，使得分子篩可以再生利用。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中分離內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-頂蓋;2-管路;3-上金屬篩網(wǎng)；4-上層海綿;5-分子篩;6_下層海綿；7_下金屬網(wǎng)篩;8-筒狀外殼;9-管道;10-底盤;11-分離內(nèi)筒。
【具體實施方式】
[0019]參見圖1、圖2，本發(fā)明一種超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜的實施例，分離釜罐體包括筒狀外殼8、頂蓋1、底盤10及分離內(nèi)筒11。在筒狀外殼8上端安裝頂蓋I，將分離內(nèi)筒11置于筒狀外殼8中，在筒狀外殼8的下端安裝底盤10。上述分離內(nèi)筒11內(nèi)由下至上依次設(shè)置下層海綿6、分子篩5、上層海綿4，所述底盤10中間設(shè)置通入所述罐體腔內(nèi)的管道，所述筒狀外殼上部設(shè)置連通冷凝桶的管路2。
[0020]具體而言:上述下層海綿6由帶有漏氣孔的下金屬網(wǎng)篩7固定，上層海綿4由帶有漏氣孔的上金屬網(wǎng)篩3固定。
[0021]上述分子篩包括5A級分子篩、4A級分子篩和3A級分子篩。上述上層海綿厚度為1-3cm，下層海綿厚度為0.5-2cm。上述管路2外端連接一冷凝桶。
[0022]參見圖1、圖2，本發(fā)明一種利用上述超臨界⑶2染色氣固分離的回收分離釜的回收分離方法的【具體實施方式】:將超臨界CO2無水染色之后夾帶有大量染料、雜質(zhì)、水分的氣體導入所述回收分離釜內(nèi)進行凈化回收，具體回收分離包括如下步驟:
(I)首先，將超臨界CO2染色之后的氣體經(jīng)所述管道9導入所述回收分離釜8內(nèi)，通過下層海綿6將CO2氣體中攜帶的水分吸收，下層海綿6可以減緩高壓氣流的流動速度，使氣流射流分散開，由分子篩5與氣流充分接觸，吸收CO2氣體中的染料、雜質(zhì)；當所述氣體進入回收分離釜腔體內(nèi)時，壓力由20 MPa迅速下降到小于7MPa。然后，氣體再經(jīng)過分子篩5上方的上層海綿4，經(jīng)過凈化之后的CO2氣體經(jīng)過管路2后進入溫度為-15攝氏度的冷凝裝置(冷凝桶)進行冷凝回收。
[0023]為了使分子篩5重復利用，本發(fā)明還包括對已經(jīng)吸附飽和染料雜質(zhì)的分子篩5進行還原清洗再生的步驟，將已經(jīng)吸附飽和的分子篩5放入到由丙酮和酒精按照重量比例為
0.2-2:1配置成的溶液中，通過電磁振蕩20-120min，所述分子篩5中溶解的染料、雜質(zhì)就會溶出，然后，將分子篩5用濾網(wǎng)過濾，放入烘干箱在120-150°C下烘干1h后，分子篩5即可重新使用。
[0024]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0025]實施例1:
采用5A級分子篩的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜對廢氣進行回收分離的方法。該方法將超臨界⑶2無水染色之后附帶有大量紅色分散染料、織物雜質(zhì)、水分的廢氣通過裝有5A級分子篩5的分離釜中，氣體的壓力由20MPa突然降到小于7MPa。高速的氣流經(jīng)過下層海綿6之后氣流由一束變?yōu)槎嗍瑫r速度會急劇降低，在這一層大顆粒直徑的織物雜質(zhì)、水分都會被截留隔離出來。緊接著，當氣流進入到具有強吸附作用、大比表面積的分子篩5時，氣流中夾帶的染料、剩余的水分會被分子篩5充分的吸收。之后，凈化的氣流再次經(jīng)過上層海綿4，然后經(jīng)過管路2進入到冷凝桶進行回收再利用。回收之后的CO2經(jīng)再次對空白的紗線染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紗線并無明顯顏色，這說明采用5A級分子篩5對染料等雜質(zhì)過濾的效果非常的明顯。將過濾過染料的分子篩浸泡到丙酮-酒精溶液中，充分震蕩。一段時間后，染料幾乎被完全溶解出來，然后，將分子篩5烘干、回收、再利用。
[0026]實施例2: 采用4A級分子篩的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜對廢氣進行回收分離的方法。該方法將超臨界CO2無水染色之后附帶有大量藍色分散染料、織物雜質(zhì)、水分的廢氣通過裝有4A級分子篩5的分離釜中，氣體的壓力由20MPa突然降小于7MPa。高速的氣流經(jīng)過下層海綿6之后氣流由一束變?yōu)槎嗍瑫r速度會急劇降低，在這一層大顆粒直徑的織物雜質(zhì)、水分都會被截留隔離出來。緊接著，當氣流進入到具有強吸附作用、大比表面積的分子篩5時，氣流中夾帶的染料、剩余的水分會被分子篩5充分的吸收。之后，凈化的氣流再次經(jīng)過上層海綿4，然后經(jīng)過管路2進入到冷凝桶進行回收再利用?；厥罩蟮腃O2經(jīng)再次對空白的紗線染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紗線并無明顯顏色，這說明采用4A級分子篩5對染料等雜質(zhì)過濾的效果非常的明顯。將過濾過染料的分子篩5浸泡到丙酮-酒精溶液中，充分震蕩。一段時間后，染料幾乎被完全溶解出來，然后將分子篩烘干、回收、再利用。
[0027]實施例3:
采用3A級分子篩的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜對廢氣進行回收分離的方法。該方法將超臨界CO2無水染色之后附帶有大量黃色分散染料、織物雜質(zhì)、水分的廢氣通過裝有3A級分子篩5的分離釜中，氣體的壓力由20MPa突然降到小于6MPa。高速的氣流經(jīng)過下層海綿6之后氣流由一束變?yōu)槎嗍瑫r速度會急劇降低，在這一層大顆粒直徑的織物雜質(zhì)、水分都會被截留隔離出來。緊接著，當氣流進入到具有強吸附作用、大比表面積的分子篩5時，氣流中夾帶的染料、剩余的水分會被分子篩充分的吸收。之后，凈化的氣流再次經(jīng)過最后上層海綿4，然后經(jīng)過管路2進入到冷凝桶進行回收再利用?；厥罩蟮腃O2經(jīng)再次對空白的紗線染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紗線并無明顯顏色，這說明采用3A級分子篩對染料等雜質(zhì)過濾的效果非常的明顯。將過濾過染料的分子篩浸泡到丙酮-酒精溶液中，充分震蕩。一段時間后，染料幾乎被完全溶解出來，然后將分子篩5烘干、回收、再利用。
[0028]當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，包括罐體，其特征在于，所述的罐體包括筒狀外殼、頂蓋、底盤和分離內(nèi)筒，所述筒狀外殼上端安裝所述頂蓋，所述分離內(nèi)筒置于所述筒狀外殼中，筒狀外殼的下端安裝所述底盤，所述分離內(nèi)筒內(nèi)由下至上依次設(shè)置下層海綿、分子篩、上層海綿，所述底盤中間設(shè)置通入所述罐體腔內(nèi)的管道，所述筒狀外殼上部設(shè)置連通冷凝裝置的管路。2.按照權(quán)利要求1所述的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，其特征在于，所述下層海綿由帶有漏氣孔的下金屬網(wǎng)篩固定，所述上層海綿由帶有漏氣孔的上金屬網(wǎng)篩固定。3.按照權(quán)利要求1或2所述的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，其特征在于，所述分子篩包括5A級分子篩、4A級分子篩和3A級分子篩。4.按照權(quán)利要求1或2所述的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，其特征在于，所述的上層海綿厚度為l-3cm,所述的下層海綿厚度為0.5-2cmo5.按照權(quán)利要求3所述的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，其特征在于，所述的上層海綿厚度為l_3cm，所述的下層海綿厚度為0.5-2cmo6.按照權(quán)利要求1或2所述的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，其特征在于，所述管路外端連接一冷凝裝置。7.按照權(quán)利要求5所述的超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜，其特征在于，所述管路外端連接一冷凝裝置。8.—種利用權(quán)利要求1-7任一項所述超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜的回收分離方法，其特征在于，將超臨界CO2無水染色之后夾帶有大量染料、雜質(zhì)、水分的氣體導入所述回收分離釜內(nèi)進行凈化回收，具體回收分離包括如下步驟: (1)首先，將超臨界CO2染色之后的氣體經(jīng)所述管道9導入所述回收分離釜內(nèi)，通過下層海綿將CO2中攜帶的水分吸收，下層海綿可以減緩高壓氣流的流動速度，使氣流射流分散開，由分子篩與氣流充分接觸，吸收CO2氣體中的染料、雜質(zhì)； (2)然后，氣體再經(jīng)過分子篩上方的上層海綿，經(jīng)過凈化之后的氣體經(jīng)過管路后進入冷凝桶冷凝回收。9.按照權(quán)利要求8所述超臨界⑶2染色氣固分離的回收分離釜的回收分離方法，其特征在于，所述氣體進入回收分離釜腔體內(nèi)的壓力由20 MPa迅速下降小于7MPa。10.按照權(quán)利要求8或9所述超臨界CO2染色氣固分離的回收分離釜的回收分離方法，其特征在于，還包括對已經(jīng)吸附飽和染料雜質(zhì)的分子篩進行還原清洗再生的步驟，將已經(jīng)吸附飽和的分子篩放入到由丙酮和酒精按照重量比例為0.2-2:1配置成的溶液中，通過電磁振蕩20-120min，所述分子篩中溶解的染料、雜質(zhì)就會溶出，然后，將分子篩用濾網(wǎng)過濾，放入烘干箱在120-150°C下烘干1h后，分子篩即可重新使用。
【文檔編號】B01D53/02GK105862292SQ201610287790
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】王健, 楊為東, 萬剛, 劉崇波, 劉邵冰, 林大鵬
【申請人】青島即發(fā)集團股份有限公司