[发明专利]一种超临界二氧化碳染色设备的清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺织染整行业中用的染色设备的清洗，更具体地，涉及一种利用超临界二氧化碳流体实现染色设备清洗的方法。

背景技术

传统纺织品染色主要以水为介质，在染色过程中，大量的染料、助剂和表面活性剂等化学物质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。2l世纪，对各种生产、加工的低消耗高技术、易控制性、高效性、无污染性以及可循环利用性的要求越来越突出。发展于上世纪末的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“绿色、可持续发展技术”而备受青睐。

目前，超临界二氧化碳染色技术作为一种新型的绿色染整技术已取得阶段性进展，对其工艺条件、染色机理及染色设备的联合探索研究已较为成熟。但缺乏针对该染色技术的染后清洗工艺研究，由于染色设备结构复杂，染色温度较高，当染料接触温度较高的釜体壁面时可能生成聚合物，并牢固地附着于器壁上，若壁温过高，还会导致结焦。由此导致染色结束后残余染料未能与超临界二氧化碳流体分离彻底，滞留在染色装置中，这对下一次染色产品的质量及设备的正常运行造成很大的影响。这也是制约该技术产业化进程的重要难题之

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种超临界二氧化碳染色设备的清洗方法，利用无水乙醇、丙酮溶剂以及超临界流体二氧化碳实现设备清洗，并对清洗后的废液回收，并同时回收二氧化碳用于再次纺织品染色及清洗，实现了超临界二氧化碳染色设备的清洗保养，解决了目前超临界二氧化碳染色设备管道堵塞以及换色染色后染色产品色泽质量差等难题。

本发明所述的一种超临界二氧化碳染色设备的清洗方法，是以超临界二氧化碳流体、无水乙醇和丙酮的混合物作为清洗剂，在70~110℃，15~20MPa的条件下，清洗至少2次，每次清洗时间至少为10min。

本发明的上述清洗方法中，随着无水乙醇用量的提高清洗效果也相应增强，但当用量过大会导致超临界二氧化碳不完全携带，致使无水乙醇残留，清洗效果反而下降，因此，超临界二氧化碳、无水乙醇和丙酮之间优选按体积比为100：2~6：1~3混合。

本发明的上述清洗方法中，清洗的主要部件包括染料釜、染色釜、分离器、以及循环管路。由于二氧化碳染色设备中的污垢为固态染料，而这些残留的固态染料颗粒以范德华力粘附在管道及釜体壁表面上。清洗过程中，超临界二氧化碳携带无水乙醇首先吸附在染料微粒表面上降低染料与管道及釜体壁表面间的粘附功，粘附功的减小促使超临界二氧化碳及无水乙醇进一步渗入污垢颗粒与壁表面之间，最终使污垢从壁表面上剥离，而且醇类溶剂无水乙醇的加入有助于提高超临界二氧化碳对残留染料的溶解力，且对设备无腐蚀。清洗时间对清洗效果有一定的影响，清洗液和设备、管道的接触时间长，清洗效果好，但随接触时间的延长，清洗效果趋于平衡，且其消耗的能耗和人工都要增加，相应地增加了成本，因此，所述的清洗时间优选为10~30min。

本发明的上述清洗方法中，为了进一步的优化，具体地，所述的清洗次数为2次，清洗步骤为：第一次内清洗：超临界二氧化碳流体、无水乙醇和丙酮按体积比为100：2~6的混合物作为清洗剂，在70~80℃，15~18MPa的条件下，清洗10~20min；清洗路线为高压主泵→R3→换热器→V1→染料釜→V2→V27→V26→染色釜Ⅰ→V5→V6→染色釜Ⅱ→V23→V22→V20→染色釜Ⅲ→V11→V12→染色釜Ⅳ→V17→V16→V15→V29→循环泵；

第二次外清洗：超临界二氧化碳流体、与无水乙醇和丙酮按体积比为100：4~6：2~3的混合物作为清洗剂，在80~90℃，18~20MPa的条件下，清洗20~30min；清洗路线为高压主泵→R3→换热器→V1→染料釜→V2→V3→染色釜Ⅰ→V26→V25→V24→V23→染色釜Ⅱ→V8→V9→染色釜Ⅲ→V20→V19→V18→V17→染色釜Ⅳ→V14→V15→V29→循环泵。