一種綜水回用的零排放高溫高壓染缸的製作方法
2023-12-12 19:32:37 1
本發明涉及一種綜水回用的零排放高溫高壓染缸，屬於染色設備技術領域。
背景技術：
紡織行業在高速發展的同時，也面臨著資源、環境約束和日趨激烈的國際市場競爭等嚴峻挑戰，尤其是資源利用率、生產效率偏低，汙染問題比較嚴重。受投入不足和企業規模偏小等因素影響，我國紡織業的水耗、能耗居高不下。
染缸是印染行業中對織物進行染色的主要設備，同時，也是印染行業產生水汙染的主要源頭。在現有技術中，染缸內的布料進行染色處理後會留下大量的廢水，而在廢水中含有多種有害物質和有機物等還原性物質，在排向外界前需要進行複雜的廢水淨化處理，但是使用淨化設備大大提高了生產成本，直接排出廢水又會汙染環境，部分黑心企業往往偷偷直接將廢水排出，既浪費了資源又汙染了環境。
雖然染缸中的廢水含有有毒物質，當時在布料染色相同時，該廢水則不再是廢水，可以重複利用，不僅節約了水資源，還能節約染料，大大降低了生產成本的同時，節約了資源，保護了環境。但是，廢水中的有機物等還原性物質則無法被重複利用，如果無視還原性物質直接重複利用的話，將導致水體發生嚴重的發臭現象，使得染缸和廠房內環境氣味難忍，還將致使染色出來的布料帶有惡臭，直接降低了布料的質量。
中國專利公開號為「CN201873863U」的專利公開了「一種高溫高壓染色機」，其包括染缸體、主泵、過濾器、化料筒及出布架，染缸體前後兩端分別設有受控和操作口，該染缸體上部安裝換熱器，其換熱器兩端管路上分別裝有主泵及測溫器，位於主泵一側裝有主泵電機，位於主泵另一側設置過濾器，過濾器與化料筒連接，位於操作口位置處上方安裝出布架並且架體兩側分別裝有提布電機和出布電機，通過各個結構的依次設置使其功能較為完善，組裝簡單且易維護，其換熱器、過濾器以及提布、出布等機構安裝穩固有序，工作靈活，同時部件之間的位置連接關係得到了簡化，在一定程度上提高了生產效率，具有容量大，浴比低等優點。
上述專利提供的方案對染缸的結構進行了改善，提高了染缸生產效率，但對於染缸汙水的排放、再利用等問題還是沒有得到一個解決。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種既能提高生產效率、由能解決染液排放和再利用的問題的綜水回用的零排放高溫高壓染缸。
本發明解決上述問題所採用的技術方案是：一種綜水回用的零排放高溫高壓染缸，包括缸體、加熱系統、過濾系統、加料系統、檢測系統和控制系統，所述缸體包括進布端、出布端和主體；所述進布端和出布端分別設有進布裝置和出布裝置；所述主體上還連接有受控制系統控制的氧化裝置和儲液裝置，所述氧化裝置另一端與過濾系統連接。
待染色的布料從缸體的進布端通過進布裝置的協助進入缸體，在缸體內與染液充分接觸後，再通過出布裝置的協助從出布端出來。其中分別設置進布端與出布端兩個埠，使得布料的進布和出布過程能夠直接分開，染布過程更加流暢，直接提高了布料印染的效率。而在現有技術中，則一般是採用將帶染的布料收尾縫合，使布料在缸體內形成一個循環走向，在印染完畢後，需要將布料收尾再次拆開，這個過程需要大量的人工參與，非常麻煩且容易造成布料糾纏、機器卡頓的現象，印染效率低。
在印染工作進行的同時，氧化裝置在控制系統的控制下，可以從缸體的主體內抽取染液，對染液進行氧化處理，從而降低染液內的COD含量，直接從根源上解決了染液水體發臭的問題。經過氧化處理的染液，隨後導入到過濾系統中，在過濾系統中進行固液分離，將染液中的固體雜質去除後，再回流到染缸中進行重複利用。同時，檢測系統對染缸內的染液的各種含量進行實時檢測，並將信息反饋給控制系統，由控制系統進行分析處理後控制加料系統進行加料，從而調節染液濃度，使得染液始終維持在標準印染水平範圍。
儲液裝置的設置則是直接解決了不同染色需求的替換時，染液的重複利用問題。當需要對布料進行不同顏色的印染時，可通過控制系統控制儲液裝置將染液從缸體內抽到相應的儲液裝置中進行儲存，當下次再需要用到的時候，再從儲液裝置中放回缸體內。儲液裝置的設置，配合氧化裝置和過濾系統的使用，徹底實現了染液的重複利用和零排放，在保證了印染效率的同時，節約了資源、保護了環境，實現了染液的零排放。
進一步地，所述氧化裝置包括由聚四氟乙烯製成的箱體，所述箱體內頂部設有噴淋管，所述噴淋管的進水口通過管道和提液泵一與缸體內的染液相連通，提液泵一受控於控制系統；噴淋管的下端設有噴淋孔，在所述噴淋孔的下方設有臭氧發生器；所述箱體的下端設有出液口，所述出液口通過管道與過濾系統連接。
控制系統可以控制提液泵一工作，將染液從缸體內順著管道抽到氧化裝置的噴淋管中，染液再順著噴淋管下端的噴淋孔被噴到臭氧發生器上，與臭氧發生器上的多價氧氣體進行氣液混合。從噴淋管噴出來的液體呈水霧狀，可以充分地與臭氧發生器產生的多價氧氣體混合接觸，充分地去除染液中的還原性物質。
進一步地，所述臭氧發生器包括基板，所述基板上固定有若干高壓放電管；所述氧化裝置還包括設置在箱體外的氧氣儲存罐，所述氧氣儲存罐通過氣管與高壓放電管連接，所述氣管上還設有電磁閥，所述電磁閥受控於控制系統。
氧氣儲存罐裡的氧氣能夠通過氣管釋放到高壓放電管上，高壓放電管接通電源之後，將在表面形成一個高壓環境，從而使得氧氣產生化學反應變成臭氧氣體。電磁閥受控制系統控制，可隨時操控氧氣的輸送或停止，從而配合整個染缸的工作進程。
進一步地，所述儲液裝置設置在缸體的上方，包括若干儲液罐；所述儲液罐通過管道與缸體內的染液相通，該管道上設有提液泵二，所述提液泵二受控於控制系統。
當需要更換染液時，控制系統可以控制提液泵二將缸體內的染液抽到相應的儲液罐中進行儲存，當再次需要的時候，再將染液從儲液罐重新放回到染缸中，進行重複利用。
進一步地，所述缸體為金屬缸體，所述缸體內部均布搪瓷。現有的染缸大多採用金屬材質製成，染液對缸體具有較強的腐蝕和破壞能力，直接使得缸體的使用壽命非常低。在缸體內塗布搪瓷，可以直接阻隔染液與金屬缸體的直接接觸，從而使得缸體能夠得到足夠的保護，延長了缸體的使用壽命，間接節約了資源。
進一步地，缸體內還設有超聲波震蕩裝置。超聲波極性摩擦可產生空化效應，促使染料迅速進入被染物內。利用超聲波對液體的作用，使溶在液相中的氣體成為氣核，在超聲波作用下，氣核膨脹長大，形成空穴，並為周圍的液體蒸汽或氣體充滿，由於內外壓力懸殊使空穴塌陷、破裂，把集中的氣場能量在極短的時間和極小的空間內釋放出來，並產生很大的衝擊力，起到激烈攪拌的作用，從而促使染液中的染料的分散和溶解，還能加速染料在纖維內部的擴散速度，從而使得布料能夠獲得鮮豔而均勻的顏色。
進一步地，所述檢測系統與控制系統連接，包括液位計、色度自動檢測計、鹽分比重檢測計和測溫計。
液位計可以實時測量缸體內染液的量，色度自動檢測計和鹽分比重檢測計則是對染液的色度以及鹽分的含量進行一個實時的檢測，測溫計是對染液的溫度進行檢測。液位計、色度自動檢測計、鹽分比重檢測計和測溫計在對染液進行檢測後，能夠將檢測數據實時地反饋給控制系統，控制系統自動分析檢測數據後，再發出相應的調控指令，使得染缸內的染液始終保持在標準印染水平範圍。
進一步地，所述加熱系統包括微波加熱裝置和空氣源加熱裝置；所述微波加熱裝置固定在缸體內部；所述空氣源加熱裝置包括設置在缸體外部的空調壓縮機、蒸發器和固定在缸體內部與染液接觸的加熱機構，所述空調壓縮機、加熱機構和蒸發器通過空氣管路兩兩連接。
微波加熱是通過使被加熱體內部偶極分子高頻往復運動，產生「內摩擦熱」而使被加熱物料溫度升高，不需要任何熱傳導過程，就能使物料內外部同時加熱、同時升溫，加熱舒服快且均勻。用微波來加熱染液，相對於現有的傳統加熱方式來說，其加熱效率僅是傳統加熱效率的兩倍。空氣源加熱則是通過熱交換，先從空氣中吸收熱量，再將熱量轉移到染液中，從而達到對染液進行加熱的目的。空氣源加熱形式耗電量僅為傳統電加熱電量的百分之三十，同時又可以對室內空氣起到降溫、除溼、加快空氣流動的作用。空氣源加熱裝置與微波加熱裝置兩者相配合，直接提高了染缸整體的加熱效率的同時，大大降低了能耗。
進一步地，所述缸體的出布端上連接有綜合染液回收裝置，所述綜合染液回收裝置可將被染布帶出缸體的染液回收。印染好的染布從出布端直接進入到綜合染液回收裝置的進布口，由綜合染液回收裝置對染液進行回收，避免浪費。
進一步地，所述綜合染液回收裝置包括回收箱，所述回收箱內設有擠壓機，在回收箱上與擠壓機相對的兩側分別設有進布口和出布口，所述進布口直接與缸體的出布端相接；所述回收箱底部設有受控制系統控制的提液泵三，所述提液泵三的出液口與氧化裝置的噴淋管相接。
印染好的染布從出布端直接進入到綜合染液回收裝置的進布口，通過擠壓機的作用後，再從出布口出去，完成染液回收。擠壓機可以將染布中所帶的染液擠出，使得多餘的染液落在回收箱內，而落在回收箱內的染液又通過提液泵三被輸入到氧化裝置中，直接重新投入到氧化處理流程，隨後與其他染液一起經過過濾系統的固液分離後，被重新投入到染缸中使用。綜合染液回收裝置的設置配合氧化裝置和過濾系統，使得染液最大程度化地被重複使用，直接降低了物料成本的同時，進一步提升了染缸的綜水回用效率，做到零排放。
本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：本發明可以在染缸正常工作的同時，通過對染液進行氧化和過濾，除去染液中的還原性物質和固體顆粒物，使得染液無臭，可以重新投入染缸中進行重複使用，大幅度節省了原料的同時，還大大保護了環境；配合儲液裝置的使用，進一步地提升了染液的重複使用率，做到零排放，減小環境負擔。
附圖說明
圖1為本發明整體結構示意圖。
圖2為本發明整體結構示意圖。
圖3為本發明的氧化裝置結構示意圖。
附圖中：1為缸體，2為氧化裝置，3為儲液裝置，4為進布架，5為進布電機，6為出布架，7為出布電機，8為提布電機，9為空氣源加熱裝置，10為箱體，11為噴淋管，12為噴淋孔，13為提液泵一，14為基板，15為高壓放電管，16為氧氣儲存罐，17為電磁閥，18為過濾裝置，19為輸液泵，20為加料桶，21為加料泵，22為液位計，23為色度自動檢測計，24為鹽分比重檢測計，25為測溫計，26為儲液罐，27為提液泵二，28為綜合染液回收裝置，29為提液泵三。
具體實施方式
下面結合附圖並通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。
參見圖1-圖3，本實施例包括缸體1、加熱系統、過濾系統、加料系統、檢測系統和控制系統，缸體1上還連接受控制系統控制的氧化裝置2和儲液裝置3。
缸體1為金屬缸體，缸體1內部均布搪瓷。現有的染缸大多採用金屬材質製成，染液對缸體1具有較強的腐蝕和破壞能力，直接使得缸體1的使用壽命非常低。在缸體1內塗布搪瓷，可以直接阻隔染液與金屬缸體1的直接接觸，從而使得缸體1能夠得到足夠的保護，延長了缸體1的使用壽命，間接節約了資源。
缸體1包括進布端、出布端和主體。進布端和出布端分別設有進布裝置和出布裝置。進布裝置包括進布架4和進布電機5，進布架4安裝在進布端的操作口的上方，進布電機5安裝在進布架4的一側。出布裝置包括出布架6、出布電機7和提布電機8，出布架6安裝在出布端的操作口的上方，出布電機7和提布電機8分別安裝在出布架6的兩側。
缸體1內還設有超聲波震蕩裝置。超聲波極性摩擦可產生空化效應，促使染料迅速進入被染物內。利用超聲波對液體的作用，使溶在液相中的氣體成為氣核，在超聲波作用下，氣核膨脹長大，形成空穴，並為周圍的液體蒸汽或氣體充滿，由於內外壓力懸殊使空穴塌陷、破裂，把集中的氣場能量在極短的時間和極小的空間內釋放出來，並產生很大的衝擊力，起到激烈攪拌的作用，從而促使染液中的染料的分散和溶解，還能加速染料在纖維內部的擴散速度，從而使得布料能夠獲得鮮豔而均勻的顏色。
加熱系統包括空氣源加熱裝置9和微波加熱裝置。
空氣源加熱裝置9包括設置在缸體1外部的空調壓縮機、蒸發器和固定在缸體1內部的加熱機構。空調壓縮機與加熱機構相同，同時空調壓縮機也與蒸發器相同，用以將蒸發器提供的低溫低壓氣體轉換成高溫高壓氣體，並供給加熱機構。
加熱機構上設有加熱管路，加熱管路直接與缸體1內的染液接觸。高溫高壓的氣體從空調壓縮機中流入加熱機構的加熱管路，使得加熱管路保持高溫，而加熱管路又與周圍的染液發生熱交換，從而將染液加熱。
加熱機構又與蒸發器相連通，能夠將已經過熱交換的氣體重新導入到蒸發器中，從而實現一個循環，使得蒸發器在吸入環境低溫低壓氣體的同時，還可以重複利用之前的氣體，減小了能耗。
空氣源加熱形式耗電量僅為傳統電加熱電量的百分之三十，同時又可以對室內空氣起到降溫、除溼、加快空氣流動的作用。
微波加熱裝置固定在缸體1內部，通過使被加熱體內部偶極分子高頻往復運動，產生「內摩擦熱」而使被加熱物料溫度升高，不需要任何熱傳導過程，就能使物料內外部同時加熱、同時升溫，加熱舒服快且均勻。用微波來加熱染液，相對於現有的傳統加熱方式來說，其加熱效率僅是傳統加熱效率的兩倍。
微波加熱裝置與空氣源加熱裝置9兩者相配合，直接提高了染缸整體的加熱效率的同時，大大降低了能耗。
氧化裝置2包括箱體10，箱體10內頂部設有噴淋管11。噴淋管11的進水口通過管道與缸體1內的染液相連通，另一端下部設有噴淋孔12。在噴淋管11的進水口與缸體1連接的管道上設有提液泵一13，提液泵一13受控於控制系統。在噴淋孔12的下方設有臭氧發生器，臭氧發生器包括基板14、高壓放電管15和氧氣儲存罐16，其中氧氣儲存罐16設置在箱體10外。高壓放電管15豎直固定安裝在基板14上，其下端通過氣管與氧氣儲存罐16相接，氣管上還設有受控制系統控制的電磁閥17。
箱體10的下端設有出液口，出液口通過管道與過濾系統連接。
過濾系統內設有過濾裝置18和輸液泵19。
加料系統包括加料桶20和相應的加料泵21。加料桶20內可存放各種不同的物料。加料泵21通過管道一端連接在加料桶20的下方，另一端通入過濾系統和缸體1之間的管道內。加料泵21受控制系統控制，可調控加料的時間和用量。
檢測系統與控制系統連接，包括液位計22、色度自動檢測計23、鹽分比重檢測計24和測溫計25。
液位計22可以實時測量缸體1內染液的量，色度自動檢測計23和鹽分比重檢測計24則是對染液的色度以及鹽分的含量進行一個實時的檢測，測溫計25是對染液的溫度進行檢測。液位計22、色度自動檢測計23、鹽分比重檢測計24和測溫計25在對染液進行檢測後，能夠將檢測數據實時地反饋給控制系統，控制系統自動分析檢測數據後，再發出相應的調控指令，使得染缸內的染液始終保持在標準印染水平範圍。
儲液裝置3設置在缸體1的上方，包括若干儲液罐26和相對應的提液泵二27。儲液罐26通過管道與缸體1內的染液相通，提液泵二27設置的管道上，提液泵二27受控於控制系統，可根據實際需要抽放染液。
在缸體1的出布端還設有綜合染液回收裝置28。綜合染液回收裝置28包括回收箱，回收箱內設有擠壓機，在回收箱上與擠壓機相對的兩側分別設有進布口和出布口，進布口直接與缸體1的出布端相接。回收箱底部呈漏鬥型，通過管道與氧化裝置2的噴淋管11相連接，在該管道上設有受控制系統控制的提液泵三29。
染缸工作時，加熱裝置對染缸內的染液進行加熱，同時檢測系統對染液進行實時檢測，並將檢測信息反饋給控制系統，由控制系統對染液的質量調控。當染液質量達到合格水平時，染布從染缸的進布端的操作口進入染缸，開始印染工作。
控制系統可以控制提液泵一13工作，將染液從缸體1內順著管道抽到氧化裝置2的噴淋管11中，染液再順著噴淋管11下端的噴淋孔12被噴到高壓放電管15上。氧氣儲存罐16裡的氧氣能夠通過氣管釋放到高壓放電管15上，高壓放電管15接通電源之後，將在表面形成一個高壓環境，從而使得氧氣產生化學反應變成臭氧氣體。從噴淋管11噴出來的液體呈水霧狀，充分地與高壓放電管15表面的多價氧氣體混合接觸，充分地去除染液中的還原性物質，降低染液內的COD含量，直接從根源上解決了染液水體發臭的問題。
經過氧化處理的染液，隨後導入到過濾系統中，在過濾系統中進行固液分離，將染液中的固體雜質去除後，再回流到染缸中進行重複利用。
印染好的染布從出布端直接進入到綜合染液回收裝置28的進布口，通過擠壓機的作用後，再從出布口出去，對染液進行回收。
擠壓機可以將染布中所帶的染液擠出，使得多餘的染液落在回收箱內，而落在回收箱內的染液又通過提液泵三29被輸入到氧化裝置2中，直接重新投入到氧化處理流程，隨後與其他染液一起經過過濾系統的固液分離後，被重新投入到染缸中使用。綜合染液回收裝置28的設置配合氧化裝置2和過濾系統，使得染液最大程度化地被重複使用，直接降低了物料成本的同時，進一步提升了染缸的綜水回用效率。
當需要對布料進行不同顏色的印染時，可通過控制系統控制儲液裝置3將染液從缸體1內抽到相應的儲液裝置3中進行儲存，當下次再需要用到的時候，再從儲液裝置3中放回缸體1內。儲液裝置3的設置，配合氧化裝置2和過濾系統的使用，徹底實現了染液的重複利用和零排放，在保證了印染效率的同時，節約了資源、保護了環境，實現了染液的零排放。
雖然本發明已以實施例公開如上，但其並非用以限定本發明的保護範圍，任何熟悉該項技術的技術人員，在不脫離本發明的構思和範圍內所作的更動與潤飾，均應屬於本發明的保護範圍。