【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维材料制备，特别是涉及一种用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统。
技术介绍
1、酚醛纤维具有耐高温、隔热、阻燃性好等特点，并且燃烧时无火焰，被广泛应用于航空航天、火车、汽车、船舶等领域，用作保温材料和绝缘材料。此外，酚醛纤维还可以用作隔热防护服、耐酸服、保暖垫等材料。因此酚醛纤维具有广阔的市场前景。
2、以热塑性酚醛树脂为原料，采用熔喷非织造技术制备酚醛纤维毡，可以避免常规纺丝过程中由于酚醛纤维脆性大、易断导致的难以收卷和纺丝效率低等问题。而热塑性酚醛纤维的固化需要以甲醛为交联剂，以盐酸为催化剂。但是盐酸和甲醛都为挥发性气体，并且存在一定的毒性和环境污染性，因此需要通过工艺改进，减少物料的损耗，使反应介质可多次循环利用，不仅降低物流的成本，也减少污染。cn109652871a将熔融纺丝的酚醛初生纤维在张紧的状态下浸入交联固化液中，室温预浸泡处理后再升温固化，实现了快速交联，但是并未解决反应过程中盐酸和甲醛蒸汽污染的问题，并且酚醛纤维脆性大、强度低，初生纤维在张紧的状态下进入交联固化液的方式难以实现工业化生产。cn105879630a采用饱和一元醇和多元醇为吸收剂，与甲醛反应生产半缩醛(缩醛)，达到吸收处理甲醛废气的目的，但是没有实现甲醛的循环利用。在本专利技术，采用水喷淋吸收甲醛蒸汽，使得溶液中甲醛的浓度不断提升，结合使用多聚甲醛，可以实现甲醛的循环利用。cn201441884u采用碱液池对盐酸废气进行了吸收，而不是实现盐酸的重复利用。在酚醛纤维的交联固化反应中，盐酸作为催化剂，本专利技术中的冷
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，可以使反应的介质溶液多次循环使用，从而降低成本和减少污染，并且适合大规模工业化生产。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供了一种用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，包括盐酸储罐、甲醛储罐、混合罐、反应釜、溶液回收罐、冷凝塔、吸收塔、废液罐和尾气吸收处理装置，所述盐酸储罐的出料口与所述混合罐的盐酸进料口连通，所述甲醛储罐的出料口与所述混合罐的甲醛进料口连通，所述混合罐还设置有多聚甲醛进料口，所述混合罐的出料口与所述反应釜的混合溶液进料口连通，所述反应釜的出料口与所述混合罐的第一进口或所述溶液回收罐的溶液进口连通，所述反应釜的出气口分别与所述冷凝塔的进气口和所述吸收塔的进气口连通，所述冷凝塔的排液口与所述反应釜的进液口连通，所述盐酸储罐的出气口、所述甲醛储罐的出气口、所述混合罐的出气口、所述溶液回收罐的出气口、所述冷凝塔的出气口和所述废液罐的出气口均与所述吸收塔的进气口连通，所述溶液回收罐的第一出料口与所述废液罐的第一进口连通，所述溶液回收罐的第二出料口与所述吸收塔的进液口连通，所述吸收塔的出液口与所述溶液回收罐的第二进口连通，所述吸收塔设置有进水口，所述废液罐的出料口与所述溶液回收罐的第三进口连通，所述废液罐的第二进口与所述吸收塔的出口连通，所述废液罐的第三进口与所述尾气吸收处理装置的出水口连通。
4、优选地，所述尾气吸收处理装置包括尾气水吸收罐、气体分配结构和尾气活性碳吸收罐，所述尾气水吸收罐设置有进水口，所述吸收塔的出气口与所述气体分配结构连通，所述气体分配结构位于所述尾气水吸收罐的中，且所述气体分配结构位于所述尾气水吸收罐的液面以下，所述尾气水吸收罐的出气口与所述尾气活性碳吸收罐的进气口连通，所述尾气水吸收罐的出水口与所述废液罐的第三进口连通，所述尾气活性碳吸收罐设置有出气口。
5、优选地，所述冷凝塔和所述吸收塔之间设置有尾气冷凝器，所述冷凝塔的出气口与所述尾气冷凝器的进气口连通，所述尾气冷凝器的出气口与所述吸收塔的进气口连通，所述尾气冷凝器的出液口与所述冷凝塔的液体回流口连通。
6、优选地，所述溶液回收罐和所述吸收塔之间设置有吸收液冷却器，所述溶液回收罐的第二出料口与所述吸收液冷却器的进口连通，所述吸收液冷却器的出口与所述吸收塔的进液口连通。
7、优选地，所述盐酸储罐的出料口与所述混合罐的盐酸进料口之间设置有第一计量泵，所述甲醛储罐的出料口与所述混合罐的甲醛进料口之间设置有第二计量泵。
8、优选地，所述吸收塔的进液口高于所述吸收塔的进气口。
9、优选地，所述盐酸储罐、所述甲醛储罐、所述混合罐、所述反应釜、所述溶液回收罐和所述废液罐均设置有用于通入惰性气体的进气口；
10、所述盐酸储罐、所述甲醛储罐、所述混合罐、所述溶液回收罐、所述废液罐和所述尾气吸收处理装置均设置有排泄口。
11、优选地，所述反应釜的内壁、所述冷凝塔的内壁、所述尾气冷凝器的内壁、所述吸收塔的内壁和所述吸收液冷却器的内壁均设置有耐腐蚀层；
12、所述盐酸储罐、所述甲醛储罐、所述混合罐、所述溶液回收罐和所述废液罐均采用耐腐蚀材料制成。
13、优选地，所述反应釜设置有第一夹套，所述第一夹套中用于通入导热油或水蒸气；所述尾气冷凝器设置有第二夹套，所述第二夹套中用于通入循环水；所述吸收液冷却器设置有第三夹套，所述第三夹套中用于通入循环水。
14、优选地，所述盐酸储罐和所述甲醛储罐均设置有压力表。
15、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
16、本专利技术减少了反应过程中盐酸气体和甲醛气体的挥发，提升了酚醛纤维的固化效果。采用本专利技术可使用于固化反应的甲醛和盐酸的混合溶液多次循环利用，降低了物料的成本，并且减少了污染。本专利技术将酚醛纤维在盐酸/甲醛混合溶液中的反应和160-220℃的热处理集中在一个反应釜内进行，利用尾气吸收处理装置，避免了清洗导致的污染水产生，也减少了热处理时的尾气排放。本专利技术的盐酸储罐、甲醛储罐、混合罐、溶液回收罐、反应釜、废液罐的排气口与吸收塔或尾气吸收处理装置连接，避免了盐酸蒸汽和甲醛蒸汽挥发至环境中。
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1.一种用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：包括盐酸储罐、甲醛储罐、混合罐、反应釜、溶液回收罐、冷凝塔、吸收塔、废液罐和尾气吸收处理装置，所述盐酸储罐的出料口与所述混合罐的盐酸进料口连通，所述甲醛储罐的出料口与所述混合罐的甲醛进料口连通，所述混合罐还设置有多聚甲醛进料口，所述混合罐的出料口与所述反应釜的混合溶液进料口连通，所述反应釜的出料口与所述混合罐的第一进口或所述溶液回收罐的溶液进口连通，所述反应釜的出气口分别与所述冷凝塔的进气口和所述吸收塔的进气口连通，所述冷凝塔的排液口与所述反应釜的进液口连通，所述盐酸储罐的出气口、所述甲醛储罐的出气口、所述混合罐的出气口、所述溶液回收罐的出气口、所述冷凝塔的出气口和所述废液罐的出气口均与所述吸收塔的进气口连通，所述溶液回收罐的第一出料口与所述废液罐的第一进口连通，所述溶液回收罐的第二出料口与所述吸收塔的进液口连通，所述吸收塔的出液口与所述溶液回收罐的第二进口连通，所述吸收塔设置有进水口，所述吸收塔设置有进水口，所述废液罐的出料口与所述溶液回收罐的第三进口连通，所述废液罐的第二进口与所述吸收塔的出口连通，所述废液罐的第
2.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述尾气吸收处理装置包括尾气水吸收罐、气体分配结构和尾气活性碳吸收罐，所述尾气水吸收罐设置有进水口，所述吸收塔的出气口与所述气体分配结构连通，所述气体分配结构位于所述尾气水吸收罐的中，且所述气体分配结构位于所述尾气水吸收罐的液面以下，所述尾气水吸收罐的出气口与所述尾气活性碳吸收罐的进气口连通，所述尾气水吸收罐的出水口与所述废液罐的第三进口连通，所述尾气活性碳吸收罐设置有出气口。
3.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述冷凝塔和所述吸收塔之间设置有尾气冷凝器，所述冷凝塔的出气口与所述尾气冷凝器的进气口连通，所述尾气冷凝器的出气口与所述吸收塔的进气口连通，所述尾气冷凝器的出液口与所述冷凝塔的液体回流口连通。
4.根据权利要求3所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述溶液回收罐和所述吸收塔之间设置有吸收液冷却器，所述溶液回收罐的第二出料口与所述吸收液冷却器的进口连通，所述吸收液冷却器的出口与所述吸收塔的进液口连通。
5.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述盐酸储罐的出料口与所述混合罐的盐酸进料口之间设置有第一计量泵，所述甲醛储罐的出料口与所述混合罐的甲醛进料口之间设置有第二计量泵。
6.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述吸收塔的进液口高于所述吸收塔的进气口。
7.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述盐酸储罐、所述甲醛储罐、所述混合罐、所述反应釜、所述溶液回收罐和所述废液罐均设置有用于通入惰性气体的进气口；
8.根据权利要求4所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述反应釜的内壁、所述冷凝塔的内壁、所述尾气冷凝器的内壁、所述吸收塔的内壁和所述吸收液冷却器的内壁均设置有耐腐蚀层；
9.根据权利要求4所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述反应釜设置有第一夹套，所述第一夹套中用于通入导热油或水蒸气；所述尾气冷凝器设置有第二夹套，所述第二夹套中用于通入循环水；所述吸收液冷却器设置有第三夹套，所述第三夹套中用于通入循环水。
10.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述盐酸储罐和所述甲醛储罐均设置有压力表。
...【技术特征摘要】
1.一种用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：包括盐酸储罐、甲醛储罐、混合罐、反应釜、溶液回收罐、冷凝塔、吸收塔、废液罐和尾气吸收处理装置，所述盐酸储罐的出料口与所述混合罐的盐酸进料口连通，所述甲醛储罐的出料口与所述混合罐的甲醛进料口连通，所述混合罐还设置有多聚甲醛进料口，所述混合罐的出料口与所述反应釜的混合溶液进料口连通，所述反应釜的出料口与所述混合罐的第一进口或所述溶液回收罐的溶液进口连通，所述反应釜的出气口分别与所述冷凝塔的进气口和所述吸收塔的进气口连通，所述冷凝塔的排液口与所述反应釜的进液口连通，所述盐酸储罐的出气口、所述甲醛储罐的出气口、所述混合罐的出气口、所述溶液回收罐的出气口、所述冷凝塔的出气口和所述废液罐的出气口均与所述吸收塔的进气口连通，所述溶液回收罐的第一出料口与所述废液罐的第一进口连通，所述溶液回收罐的第二出料口与所述吸收塔的进液口连通，所述吸收塔的出液口与所述溶液回收罐的第二进口连通，所述吸收塔设置有进水口，所述吸收塔设置有进水口，所述废液罐的出料口与所述溶液回收罐的第三进口连通，所述废液罐的第二进口与所述吸收塔的出口连通，所述废液罐的第三进口与所述尾气吸收处理装置的出水口连通。
2.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述尾气吸收处理装置包括尾气水吸收罐、气体分配结构和尾气活性碳吸收罐，所述尾气水吸收罐设置有进水口，所述吸收塔的出气口与所述气体分配结构连通，所述气体分配结构位于所述尾气水吸收罐的中，且所述气体分配结构位于所述尾气水吸收罐的液面以下，所述尾气水吸收罐的出气口与所述尾气活性碳吸收罐的进气口连通，所述尾气水吸收罐的出水口与所述废液罐的第三进口连通，所述尾气活性碳吸收罐设置有出气口。
3.根据权利要求1所述用于热塑性酚醛纤维固化的高效环保的反应系统，其特征在于：所述冷凝塔和...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙祝林，贾林涛，赵强，谭拱峰，蒋婕，
申请(专利权)人：上海康碳复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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