一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及氨纶纺丝生产技术领域，具体涉及一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用的方法及系统。其中，氨纶纺丝生产过程热能回收利用的方法包括将氨纶纺丝甬道内含有DMAC的热气体抽取出来依次送入第1～N台制冷制热机组的蒸发器中进行逐级降温以分离出DMAC，然后将分离出DMAC的降温气体依次送入第N～1台所述制冷制热机组的冷凝器中进行逐级升温，再将升温后的气体回送至所述氨纶纺丝甬道内循环使用。本发明专利技术克服了现有SM回收系统的不足，降低了氨纶纺丝生产的成本，并提高了热能的利用率。并提高了热能的利用率。并提高了热能的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用的方法及系统


[0001]本专利技术涉及氨纶纺丝生产
，具体涉及一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用的方法及系统。

技术介绍

[0002]在氨纶纺丝生产过程中，进入纺丝组件的纺丝原液中聚合物(聚氨基甲酸酯)的质量含量为35％，其余65％为溶剂DMAC(N，N
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二甲基乙酰胺)，纺丝原液经喷丝板进入纺丝上甬道后需要将原液中的DMAC溶剂快速挥发掉，剩下的聚合物固化成型并经中甬道、下甬道、假捻、上油、卷绕等工序，最终制成氨纶纤维。
[0003]为了使得进入纺丝甬道的纺丝原液中的溶剂DMAC快速挥发掉，通常的生产工艺是在上甬道通入大量260℃左右的热空气(或氮气)，一方面使纺丝原液中的溶剂DMAC挥发出来，另一方面将挥发出来的溶剂DMAC带出纺丝甬道；从纺丝甬道出来含有溶剂DMAC的热风经过一个SM回收系统(溶剂回收系统)，回收一部分热能和绝大部分的溶剂DMAC。经SM回收系统处理后的气体再加热到260℃左右后送入纺丝甬道循环使用。
[0004]SM回收系统是氨纶纺丝生产过程中的关键设备。典型的SM回收系统是本专利拥有人于2010年8月16日申请并获授权的专利号为ZL201010254846.X的《氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统》专利技术专利。该专利的SM回收系统其主体部分是由多级热管换热器和四级表冷器及一台风机组成(如图2所示)，热风中的溶剂DMAC是通过多级降温而冷凝分离出来，具体的工艺流程描述如下：
[0005]多个纺丝甬道的热风经集中的风管送到SM回收系统，进入第一级热管换热器热侧时温度为200℃～210℃，经第一级热管换热器出来的温度为150℃；经第二级热管换热器出来的温度为100℃；经第三级热管换热器出来的温度为75℃。冷侧的气体经过四个表冷器冷却后进入第三级热管换热器时温度为2℃，从第三级热管换热器出来的温度为25℃；经第二级热管换热器出来的温度为70℃；经第一级热管换热器出来的温度达到128℃。
[0006]上述专利的主要不足之处在于：
[0007]经过热管换热器底部出来约75℃的气体，还需要使用四个表冷器，通过循环冷却水(32℃进水、37℃回水)，冷冻水(7℃进水、12℃回水)，冷媒(
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10℃进水、
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5℃回水)逐级冷却气体，使气体中含有的DMAC溶剂凝结成液体，以将气体中的DMAC溶剂分离出来并收集处理。由此会导致生产成本的增加，且热能的回收利用率较低。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提出一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用的方法及系统，旨在克服现有SM回收系统的不足，降低氨纶纺丝生产的成本，并提高热能的利用率。具体的技术方案如下：
[0009]一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，包括将氨纶纺丝甬道内含有DMAC的热气体抽取出来依次送入第1～N台制冷制热机组的蒸发器中进行逐级降温以分离出DMAC，然
后将分离出DMAC的降温气体依次送入第N～1台所述制冷制热机组的冷凝器中进行逐级升温，再将升温后的气体回送至所述氨纶纺丝甬道内循环使用。
[0010]优选的，所述含有DMAC的热气体通过第1～N台所述制冷制热机组的蒸发器逐级降温后的温度≤5℃，通过第N～1台所述制冷制热机组的冷凝器逐级升温后的气体温度≥210℃。
[0011]优选的，通过第N～1台所述制冷制热机组的冷凝器逐级升温后的气体先通过加热器进行加热后再回送至所述氨纶纺丝甬道内。
[0012]优选的，所述制冷制热机组的数量为N≥2台，所述升温后的气体通过所述加热器进行加热后的温度≥255℃。
[0013]优选的，所述制冷制热机组为压缩式热泵或压缩式制冷机。
[0014]优选的，所述制冷制热机组也可以使用吸收式热泵或吸收式制冷机。
[0015]优选的，所述制冷制热机组的数量为N＝4台。
[0016]优选的，所述氨纶纺丝甬道内含有DMAC的热气体由多个氨纶纺丝甬道通过集中的风管汇聚而成，所述升温后的气体通过分散的风管分配回送至各氨纶纺丝甬道内。
[0017]一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，包括连接纺丝甬道的热风循环管道、分别设置在所述热风循环管道上的第1～N台制冷制热机组，每台所述制冷制热机组包括蒸发器、冷凝器，所述蒸发器包括蒸发室和设置在所述蒸发室内的蒸发器管路，所述冷凝器包括冷凝室和设置在所述冷凝室内的冷凝器管路；所述热风循环管道包括用于将所述纺丝甬道中的含有DMAC的热气体抽取出来以进行DMAC冷凝分离处理的热风冷凝分离管道和用于将DMAC冷凝分离后的气体经加热后回送至所述纺丝甬道内的热风加热送风管道，第1～N台所述制冷制热机组的蒸发室按照热风循环的流程依次串接在所述热风冷凝分离管道上，第N～1台所述制冷制热机组的冷凝室按照热风循环的流程依次串接在所述热风加热送风管道上，所述热风循环管道上设置有循环风机。
[0018]优选的，所述制冷制热机组为压缩式热泵或压缩式制冷机，制冷制热机组还包括压缩机和膨胀阀，所述压缩机连接在所述蒸发器管路一端和冷凝器管路一端之间，所述膨胀阀连接在所述蒸发器管路另一端和所述冷凝器管路另一端之间。
[0019]本专利技术中，所述循环风机设置在所述热风冷凝分离管道与所述热风加热送风管道之间的连接段上。
[0020]优选的，本专利技术中的第1～N台所述制冷制热机组分别采用不同沸点、临界温度、临界压力的工作介质，且所采用的工作介质在常压下的沸点依次降低，以充分适应纺丝甬道热风逐级降温、逐级升温的需要，从而实现最大限度的节能效果。
[0021]优选的，所述制冷制热机组的工作介质为单一介质或多种介质的共沸物。
[0022]需要注意的是，选用的工作介质除考虑沸点、临界压力、临界温度外，还需要考虑工作介质的受热稳定性及低毒性，同时可以通过多种不发生化学反应的、不同沸点的液体按比例混合来达到相应的沸点要求。
[0023]优选的，所述制冷制热机组的数量为N＝4台；其中，第1台所述制冷制热机组采用的工作介质为N，N
‑
二甲基甲酰胺、环己酮、N，N
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二甲基乙酰胺的一种，第2台所述制冷制热机组采用的工作介质为除盐水，第3台所述制冷制热机组采用的工作介质为乙醇、丁酮、环己烷、异丙醇中的一种，第4台所述制冷制热机组采用的工作介质为R410A。
[0024]本专利技术中，整个系统的工质控制采用独立的PLC控制器，从而可优化每个温度段不同沸点、临界压力、临界温度的控制。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026]第一，本专利技术的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用的方法及系统，采用制冷制热机组(压缩式热泵或压缩式制冷机)，彻底改变了原来的热能回收体系，从而实现了一种更高效、更节能的SM回收方法，由此可以取消原有的热管换热器以及四级冷凝器，不再采用循环冷却水、冷冻水、冷媒等冷介质来冷却气体，仅对系统输入一定的电功率即可实现在分离DMAC溶剂的同时，获得90本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，其特征在于，将氨纶纺丝甬道内含有DMAC的热气体抽取出来依次送入第1～N台制冷制热机组的蒸发器中进行逐级降温以分离出DMAC，然后将分离出DMAC的降温气体依次送入第N～1台所述制冷制热机组的冷凝器中进行逐级升温，再将升温后的气体回送至所述氨纶纺丝甬道内循环使用。2.根据权利要求1所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，其特征在于，所述含有DMAC的热气体通过第1～N台所述制冷制热机组的蒸发器逐级降温后的温度≤5℃，通过第N～1台所述制冷制热机组的冷凝器逐级升温后的气体温度≥210℃。3.根据权利要求1所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，其特征在于，通过第N～1台所述制冷制热机组的冷凝器逐级升温后的气体先通过加热器进行加热后再回送至所述氨纶纺丝甬道内。4.根据权利要求3所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，其特征在于，所述制冷制热机组的数量为N≥2台，所述升温后的气体通过所述加热器进行加热后的温度≥255℃。5.根据权利要求1所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，其特征在于，所述制冷制热机组为压缩式热泵或压缩式制冷机。6.根据权利要求1所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，其特征在于，所述制冷制热机组的数量为N＝4台。7.根据权利要求1所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用方法，其特征在于，所述氨纶纺丝甬道内含有DMAC的热气体由多个氨纶纺丝甬道通过集中的风管汇聚而成，所述升温后的气体通过分散的风管分配回送至各氨纶纺丝甬道内。8.一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，其特征在于，包括连接纺丝甬道的热风循环管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾奕，豆昌永，刘正伟，
申请(专利权)人：无锡市汇流化纤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：