低水耗PAN基碳纤维原丝水洗工艺方法技术

一种低水耗PAN基碳纤维原丝水洗工艺方法，主要包括压水节流、废水回用、超滤三个主要工序，利用压水辊装置，减少丝束带入预牵伸槽的DMSO夹带量；利用水洗废水合理调节预牵伸槽DMSO浓度，然后用预牵废液调节凝固浴一～三浴浓度，剩余部分集中到凝固浴废液槽，回收低浓度DMSO，使原丝生产废水得到充分利用；降低水洗工序无离子水补水量，减少水洗废水外排，从而减少PAN原丝生产过程中DMSO损耗，减少DMSO废水排放；最大限度降低水洗用水，使原丝用水单耗降低到40m3/吨以下，实现水洗废水零排放，达到2013年工信部《关于加快推进碳纤维行业持续健康发展的指导意见》中提出的吨聚丙烯腈原丝产品水耗不超过45吨行业准入标准。大幅降低原丝生产成本，节能减排，实现高效环保的绿色经济。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能有效降低聚丙烯腈(PAN)基碳纤维用原丝生产过程水洗用水的工艺方法。
技术介绍
碳纤维以其优异的性能，广泛用于航空航天、能源装备、交通运输、建筑工程、体育休闲等各个领域，是国民经济和国防建设不可或缺的一种战略性新材料。其中，以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维市场占有率最大，应用最广泛。PAN基碳纤维由PAN原丝经过氧化、炭化过程制得，原丝的成本占碳纤维总成本的50?60%。PAN原丝的生产过程需要经过聚合、纺丝、凝固浴、水洗、干燥和牵伸等工序。为了降低原丝成本，减少二甲基亚砜(DMSO)废水排放，需要采用先进工艺降低凝固浴及水洗工序DMSO损耗，减少水洗用水量。PAN湿法纺丝过程中，纺丝原液在凝固浴工序经过喷丝、凝固，形成初生丝条。由于存在着浓度差，纺丝原液中的DMSO溶剂向凝固浴扩散；同时，凝固浴中的水分子透过初生纤维的皮层向纤维内部渗透，这一扩散和渗透的过程，是原丝成形的“双扩散”过程。为了使丝束以一定速度成形，凝固浴按浓度梯度及其它工艺条件的不同分为四个阶段，分别为凝固浴一浴、凝固浴二浴、凝固浴三浴及预牵伸。每一个阶段DMSO浓度要求控制在一定的范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低水耗PAN基碳纤维原丝水洗工艺方法，其特征在于：①在三浴槽出口处安装一套压水装置，减少丝束带入预牵伸槽的DMSO夹带量；②向预牵伸储液罐补充水洗废水，调节预牵伸槽内DMSO浓度至0～5.0%范围，利用预牵伸废液调节凝固浴一、二、三浴浓度；③在预牵伸槽循环泵出口处安装一套过滤装置，使预牵伸废液过滤后进入凝固浴废液罐，回收溶剂DMSO；④通过管道将预牵伸储液罐上部与凝固浴废液罐连接，使预牵伸储液罐内多余废液溢流至凝固浴废液槽，进一步回收DMSO；⑤在保证水洗槽出口丝束的DMSO含量较低的条件下，降低水洗补水量至原丝用水吨耗10～40m3/t。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏慧卿，吕春祥，蒋元力，蔡文有，王俊峰，李志鹏，张黎明，王学彩，邵伟，彭俊飞，
申请(专利权)人：河南永煤碳纤维有限公司，中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41