[实用新型]氨纶纺丝甬道氮气补加装置

说明书

技术领域

本发明涉及化纤纺丝设备，具体指氨纶纺丝甬道氮气补加装置。

背景技术

氨纶丝耐热性、伸度具有独特的优势，丝质性能较好，已得到用户的普遍认可。本公司采用的日清纺干法纺丝属于当今世界上较先进的氨纶纺丝工艺，缺点是设备投资较大，氮气消耗较高，排放的废气中含微量DMAC挥发物(DMAC对人体肝脏有一定的损害)。

传统的氨纶生产工艺流程是：含有DMAC溶剂的纺丝原液，通过计量泵精确计量，从纺丝头纺出，在纺丝甬道中DMAC溶剂蒸发，聚合物以一定的速率冷却形成氨纶丝束，经专用卷绕装置卷绕在筒管上。

甬道底部是出丝口，所以必须是开放的，在丝束流出的过程中，为了防止含DMAC溶剂的挥发气体随同一起逃逸，所以在纺丝甬道底部(俗称D段)设置了抽吸装置，在丝束流出甬道以前就把含DMAC溶剂的挥发气体吸出。抽吸装置的运行使出丝口呈现负压状态，甬道底部需要有20-30Nm³/h的空气逆丝束流出方向涌入，迎头拦堵废气从出丝口逃逸。抽吸的含DMAC溶剂的废气通过冷凝、洗涤处理后，得到DMAC水溶液，将其输送至溶剂精制系统进行DMAC回收。而处理后的废气(含微量DMAC)排空放掉一定的量，其余经补加适量氮气、加热后，重新输送到纺丝头中回用。为了实现原液中DMAC溶剂蒸发的工艺要求，在纺丝头中必须加入高温惰性气体，其含氧量不能超过11.5％(爆炸上限)，否则会引起空爆。所以在实际生产中为了降低回用气体中的含氧量需要消耗大量的氮气来进行置换，制备氮气的能耗非常大。排空的废气中也含有少量DMAC成份，对环境造成一定的污染。

发明内容

本发明的目的是为了节能、减排，主要是节省氮气用量和减少废气排放。本公司通过近三年来的实践探索，对引进的日清纺传统工艺从消化、吸收到创新、改造，对纺丝甬道中DMAC溶剂回收系统进行了大胆改造，显著提高了回收率，在降耗节能及环保减排方面取得了重大突破，为中国于2009年12月在哥本哈根世界气候大会上承诺的低碳环保生产目标作出了自己的贡献。

本发明是通过下述技术方案得以实现的，本发明在纺丝甬道D段增设了氨纶纺丝甬道氮气补加装置，包括：甬道筒体、环形管、氮气进口管、分配孔。

在甬道筒体外壁上设置的半圆形环形管，和甬道筒体形成了密闭的环形通道；氮气进口管和环形管连通。

被环形管包围着的甬道筒体外壁设置了数排分配孔，沿圆周方向均布。

从氮气进口管输入的氮气气流会沿着环形管内壁形成的通道流动，并通过甬道筒壁上的许多分配孔进入纺丝甬道，由于大量氮气的填充，减少了甬道底部空气的流入，氮气是惰性气体，氮气的替代减少了甬道下部废气中的含氧量，减少了废气排放量，并且排放废气中的DMAC含量也明显减少。

附图说明

图1为甬道D段结构示意图

图2为环形管结构示意图(为了看清内部结构，把环形管适当放大并剖去了四分之一)。

附图标记说明：

1连接法兰、2甬道筒体、2-1分配孔、3环形管、3-1氮气入口法兰、4废气吸出口、5.甬道底部出口。

具体实施方式

下面结合附图来进一步阐述本发明：

如图1、图2所示，氨纶纺丝甬道氮气补加装置安装在纺丝甬道D段中部，位置比废气吸出口4略低。补加的氮气从氮气入口法兰3-1进入，通过甬道筒体2外壁上环绕着的环形管3，从甬道筒体2内壁的双排分配孔2-1输出，作为优选，分配孔孔径为4mm，进气压力为20kPa，通过转子流量计计量。氮气从狭隘的环形管3经分配孔2-1骤然进入大容积的甬道筒体2，氮气呈低速、低压、均匀状态涌入，保证甬道内下行的丝束不会因侧吹风而飘动，以免影响氨纶丝纤度和应力的均匀性。设置了氮气补加装置后，从纺丝甬道顶部输入的惰性气体含氧量允许从6.5％提高到7.8％，而在甬道D段区域内部仍能保证含氧量不超过工艺要求的6.5％，使吸出的DMAC废气的含氧量降低，减少了调整回用废气配比所需的氮气置换量，提高了DMAC溶剂的精制回收率，以达到节能减排的目的。

由于甬道底部吸入的空气量减少，废气排放量由每纺位46.3Nm³/h减少到32.2Nm³/h，大大改善了厂区环境。本公司年产12000吨氨纶丝，可节省电费160万元/年，设备配置可以减少1200立方制氮机和ZR400空压机各一台，节约投资150万元。