一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统及方法，高温NMMO溶液原料进管与第一换热器相连，所述第一换热器的出液口与储罐相连，所述第一换热器的换热腔体连接有用于对其进行换热的冷凝系统，所述储罐的底部出液管通过化工泵与螺杆机的NMMO溶液进料管相连，所述储罐的外部缠绕有用于对其进行保温的盘管，所述盘管与保温循环系统相连；所述螺杆机上并靠近NMMO溶液进料管的位置连接有浆粕粉进料管；沿着螺杆机的输送方向设置有多个相对独立的温度控制单元，所述螺杆机的出液口与用于对混合液进行降温和保温的主换热器相连，所述主换热器上连接有温度调节系统，所述主换热器的出口与浆液泵相连。

【技术实现步骤摘要】
一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统及方法
本专利技术属于化纤纺丝设备领域，特别是涉及一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统及方法。
技术介绍
4-甲基吗啉-N-氧化物（简称NMMO）—纤维素（木浆粕）溶液纺丝（简称Lyocell）所使用的木浆粕“白度”一般为93%以上，NMMO为无色液体，纺丝溶液制备过程中，如果温度调控不好，所纺丝之“白度”会很低，达不到纺织行业的一般要求。本专利技术就是针对螺杆法制浆中的温度控制问题提出的。螺杆法制备Lyocell纤维纺丝液所需溶剂为质量分率87%以上的4-甲基吗啉-N-氧化物（简称NMMO）水化物，常温下呈固态，生产中由低浓度的NMMO蒸发水分制得，制得时温度一般在110℃以上，在这个温度下储存，NMMO变色很快，对所制纺丝液的色泽影响很大，因此需尽快降低其温度和储存时间，以降低NMMO变色程度。当NMMO和木浆粕粉在螺杆中混合、溶解时，适宜的温度能够加快溶解速度，但螺杆的搅拌（剪切）会使溶解中的物质混合物温度升高，过高的温度会使木浆粕分解、变色，对所制纺丝液的色泽影响亦很大，因此，对螺杆腔体的温度也需加以控制。当上述混合物变成纺丝液从螺杆中被挤出时，其温度很高，需尽快降温至适合纺丝的温度输送到纺丝工序，以降低纺丝液的变色程度。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统及方法，此控制系统能够控制纺丝液中NMMO的温度，进而保证其始终维持在设定的温度，在一定程度上保证了纺丝的白度；此外此控制系统能够控制纺丝液温度，进而保证其始终维持在设定的温度，最终保证了纺丝的白度。为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，它包括高温NMMO溶液原料进管，所述高温NMMO溶液原料进管与第一换热器相连，所述第一换热器的出液口与储罐相连，所述第一换热器的换热腔体连接有用于对其进行换热的冷凝系统，所述储罐的底部出液管通过化工泵与螺杆机的NMMO溶液进料管相连，所述储罐的外部缠绕有用于对其进行保温的盘管，所述盘管与保温循环系统相连；所述螺杆机上并靠近NMMO溶液进料管的位置连接有浆粕粉进料管；沿着螺杆机的输送方向设置有多个相对独立的温度控制单元，每个温度控制单元都分别设置有降温水道和电加热元件；所述螺杆机的出液口与用于对混合液进行降温和保温的主换热器相连，所述主换热器上连接有温度调节系统，所述主换热器的出口与浆液泵相连。所述冷凝系统包括第一高位水槽，所述第一高位水槽的出水口通过第一水泵与第二换热器相连，所述第二换热器的出水口与第一换热器的换热腔体相连通，所述第一换热器的换热腔体出口通过回流管与第一高位水槽相连通；所述高温NMMO溶液原料进管和储罐之间通过横管相连连通，所述横管上，并位于第一换热器和储罐之间安装有第一阀门。所述第一高位水槽上连接有第一净化水补水管；所述第一净化水补水管上安装有用于控制第一高位水槽水位的第一浮球阀，所述第二换热器的换热腔体进口与外接冷却水进管相连，所述外接冷却水进管上安装有第一调节阀，所述第二换热器的换热腔体出口与外接冷却水出管相连。所述保温循环系统包括第二高位水槽，所述第二高位水槽上连接有第二净化水补水管；所述第二净化水补水管上安装有用于控制第二高位水槽水位的第二浮球阀，所述第二高位水槽的出水口通过第二水泵与第三换热器相连，所述第三换热器的出水口与盘管的进水口相连，所述盘管的出水口与第二高位水槽相连；所述第三换热器的换热腔体上连通有第一蒸汽进管和第一冷凝水出管，所述第一蒸汽进管上安装有第二调节阀；所述第一换热器的出液口位置安装有第一温度传感器，所述储罐上安装有第二温度传感器；所述保温循环系统的第三换热器的出液口位置安装有第三温度传感器。每个所述温度控制单元的降温水道都连接有进水管，每个所述进水管上安装有电磁阀，所有进水管都通过第三水泵与第一水箱的出水口相连；每个所述降温水道的出水口都与总回流管相连，所述总回流管与第四换热器相连，所述第四换热器的出口与第一水箱相连通；所述第一水箱上连接有第三净化水补水管，所述第三净化水补水管上安装有用于控制第一水箱水位的第三浮球阀；所述第四换热器的换热腔体的进水管连接有第一公共冷却水进管，所述换热腔体的出水管连接有第一公共冷却水回管；每个所述温度控制单元上都分别安装有第四温度传感器；所述主换热器的出口位置安装有第五温度传感器。所述温度调节系统包括第二水箱，所述第二水箱的出水口与第五换热器的进水口相连，所述第五换热器的出水口与第六换热器的进水口相连，所述第六换热器的出水口通过第四水泵与主换热器的进水口相连，所述主换热器的出水口与第五换热器的进水口相连。所述第二水箱上连接有第四净化水补水管，所述第四净化水补水管上安装有用于控制第二水箱水位的第四浮球阀；所述第五换热器的换热腔体进水口与第五净化水补水管相连，其换热腔体的出水口与第二公共冷却水回管相连，所述第五净化水补水管上安装有第三调节阀。所述第六换热器的换热腔体进口与第二蒸汽进管相连，所述换热腔体出口与第二冷凝水出管相连通，所述第二蒸汽进管上安装有第四调节阀。所述一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统的纺丝液制备方法，它包括以下步骤：步骤一：正常工作时，第一阀门关闭，经过高温浓缩的NMMO通过第一换热器的管程降温后进入储罐储存、使用；停车时，打开第一阀门，第一换热器中的NMMO被放空，避免造成NMMO凝结堵塞；步骤二：通过冷凝系统对第一换热器进行换热降温，实现对高温NMMO溶液原料进行降温；步骤三：降温完成之后，通过保温循环系统对储罐内部存储的NMMO溶液进行保温；步骤四：通过化工泵将储罐内部的NMMO溶液抽送至螺杆机，并将浆粕粉也送入到螺杆机内部；步骤五：根据螺杆机溶解工艺中所需要的温度梯度，控制每个相对独立的温度控制单元，使螺杆机的不同段满足不同的温度需求，各段根据第四温度传感器的信号和工艺设定值自动控制，温度高时，关闭电源，打开电磁阀通冷却水降温；温度低时，关闭电磁阀断冷却水，通电加热；步骤六：通过温度调节系统调节主换热器的温度，进而对制备完成的纺丝液进行温度调节控制，使其满足纺丝的温度要求。本专利技术有如下有益效果：1、通过采用上述的温控系统能够对纺丝液制备工艺过程中的关键工艺中温度进行有效的控制和调节，进而使其满足纺丝要求，达到提高纺丝丝束白度的要求。具体工作过程中，通过冷凝系统用于对高温NMMO溶液进行有效的降温，通过保温循环系统再对降温之后的NMMO溶液进行保温，使其保持在设定温度，满足后续的工艺流程。2、冷凝系统能够控制纺丝液中NMMO的温度，进而保证其始终维持在设定的温度，最终保证了纺丝的白度。3、通过第一阀门能够保证在溶液输送完成之后，将第一换热器内部的NMMO溶液全部放入到储罐，防止其在第一换热器内部残留。4、通过上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，其特征在于：它包括高温NMMO溶液原料进管（19），所述高温NMMO溶液原料进管（19）与第一换热器（1）相连，所述第一换热器（1）的出液口与储罐（4）相连，所述第一换热器（1）的换热腔体连接有用于对其进行换热的冷凝系统，所述储罐（4）的底部出液管通过化工泵（7）与螺杆机（26）的NMMO溶液进料管（43）相连，所述储罐（4）的外部缠绕有用于对其进行保温的盘管（6），所述盘管（6）与保温循环系统相连；所述螺杆机（26）上并靠近NMMO溶液进料管（43）的位置连接有浆粕粉进料管（44）；沿着螺杆机（26）的输送方向设置有多个相对独立的温度控制单元，每个温度控制单元都分别设置有降温水道和电加热元件；所述螺杆机（26）的出液口与用于对混合液进行降温和保温的主换热器（36）相连，所述主换热器（36）上连接有温度调节系统，所述主换热器（36）的出口与浆液泵（42）相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，其特征在于：它包括高温NMMO溶液原料进管（19），所述高温NMMO溶液原料进管（19）与第一换热器（1）相连，所述第一换热器（1）的出液口与储罐（4）相连，所述第一换热器（1）的换热腔体连接有用于对其进行换热的冷凝系统，所述储罐（4）的底部出液管通过化工泵（7）与螺杆机（26）的NMMO溶液进料管（43）相连，所述储罐（4）的外部缠绕有用于对其进行保温的盘管（6），所述盘管（6）与保温循环系统相连；所述螺杆机（26）上并靠近NMMO溶液进料管（43）的位置连接有浆粕粉进料管（44）；沿着螺杆机（26）的输送方向设置有多个相对独立的温度控制单元，每个温度控制单元都分别设置有降温水道和电加热元件；所述螺杆机（26）的出液口与用于对混合液进行降温和保温的主换热器（36）相连，所述主换热器（36）上连接有温度调节系统，所述主换热器（36）的出口与浆液泵（42）相连。


2.根据权利要求1所述一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，其特征在于：所述冷凝系统包括第一高位水槽（13），所述第一高位水槽（13）的出水口通过第一水泵（15）与第二换热器（16）相连，所述第二换热器（16）的出水口与第一换热器（1）的换热腔体相连通，所述第一换热器（1）的换热腔体出口通过回流管与第一高位水槽（13）相连通；
所述高温NMMO溶液原料进管（19）和储罐（4）之间通过横管相连连通，所述横管上，并位于第一换热器（1）和储罐（4）之间安装有第一阀门（3）。


3.根据权利要求2所述一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，其特征在于：所述第一高位水槽（13）上连接有第一净化水补水管（20）；所述第一净化水补水管（20）上安装有用于控制第一高位水槽（13）水位的第一浮球阀（18），所述第二换热器（16）的换热腔体进口与外接冷却水进管（21）相连，所述外接冷却水进管（21）上安装有第一调节阀（14），所述第二换热器（16）的换热腔体出口与外接冷却水出管（22）相连。


4.根据权利要求1所述一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，其特征在于：所述保温循环系统包括第二高位水槽（12），所述第二高位水槽（12）上连接有第二净化水补水管（23）；所述第二净化水补水管（23）上安装有用于控制第二高位水槽（12）水位的第二浮球阀（17），所述第二高位水槽（12）的出水口通过第二水泵（8）与第三换热器（9）相连，所述第三换热器（9）的出水口与盘管（6）的进水口相连，所述盘管（6）的出水口与第二高位水槽（12）相连；
所述第三换热器（9）的换热腔体上连通有第一蒸汽进管（24）和第一冷凝水出管（25），所述第一蒸汽进管（24）上安装有第二调节阀（11）。


5.根据权利要求1所述一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，其特征在于：所述第一换热器（1）的出液口位置安装有第一温度传感器（2），所述储罐（4）上安装有第二温度传感器（5）；
所述保温循环系统的第三换热器（9）的出液口位置安装有第三温度传感器（10）。


6.根据权利要求1所述一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，其特征在于：每个所述温度控制单元的降温水道都连接有进水管，每个所述进水管...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶兆清，方斌，胡志钢，朱平，
申请(专利权)人：当阳市鸿阳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42