氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统技术方案

本发明专利技术涉及一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，用于氨纶纺丝生产过程热能的回收利用。包括纺丝甬道（１）、第一风管（２）、溶剂回收系统（３）、热媒加热器（４）、第二风管（５）和热媒或电加热器（６），其特征在于：所述热管换热器有二级或二级以上，二级或二级以上热管换热器依次串联连接，每级热管换热器内填充不同沸点的工作介质，且每级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点依次降低。本发明专利技术将现有的第一级热管换热器改为二级或二级以上热管换热器，并用不同沸点的工作介质替代原来的除盐水，使热管换热器热侧气体的温度再进一步下降，冷侧的气体温度进一步提高，溶剂系统的热量回收由原来的５０％提高到７０％以上，进一步回收和利用热能，节能减排，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统。用于氨纶纺丝生产过程热 能的回收利用。
技术介绍
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(聚氨酯)的质量含 量为35%，其余65%为溶剂DMAC (N, N- 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溶剂DMAC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。为了使进入纺丝甬道的原液中的溶剂DMAC快速挥发掉，通常的生产工艺是在上 甬道通入大量260°C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。纺丝甬道出来含有溶剂DMAC的热风经过 一个溶剂回收系统，回收一部分热能和绝大部分的溶剂DMAC。经溶剂回收系统处理后的气 体再加热到260°C左右后送入纺丝甬道循环使用。溶剂回收系统是氨纶纺丝生产过程中的关键设备，其流程图如图1所示。由一级 热管换热器和四级冷凝器及一台风机组成。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多个纺丝甬道出来含有溶剂DMAC的热风经集中的风管送到溶剂回收系统，进入 热管换热器热侧时温度为200°C 210°C，经热管换热器出来的温度为102°C ；再进第一级 表冷器，用循环冷却水(32°C )冷却到42°C ；再进第二级表冷器，用冷冻水(7°C )冷却到 250C ；进风机增压，增压后由于机械能的作用，气体温度会上升到33°C ；再经第三级表冷器， 用冷冻水(7°C )冷却到17°C;再经第四级表冷器，用冷媒(-10°C )冷却到2°C。此时气体中 的DMAC经逐级冷凝形成液体从系统底部排出，气体再进入热管换热器的冷侧，温度由2°C 上升到102 0C ο现有的溶剂回收系统采用一级热管换热器，热管内充填的介质为除盐水，受水的 沸点(常压下100°C )的影响致使热管换热器热侧气体的温度无法再进一步下降(目前达 到98°C 102°C )，冷侧的气体温度也无法进一步提高(不超过102°c )。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种换热更充分，热侧气体经过换热温度 进一步降低，冷侧气体经过换热温度进一步升高的氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统。本专利技术的目的是这样实现的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，包括纺 丝甬道、第一风管、溶剂回收系统、热媒加热器、第二风管和热媒或电加热器，所述溶剂回收 系统包括热管换热器、风机和表冷器，所述表冷器有四级，分别为第一级表冷器、第二级表 冷器、第三级表冷器和第四级表冷器，所述热管换热器有二级或二级以上，二级或二级以上 热管换热器依次串联连接，每级热管换热器内填充不同沸点的工作介质，且每级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点依次降低；所述纺丝甬道有多个，多个纺丝甬道出来的含 有溶剂DMAC的热风接入第一风管，第一风管出来的热风接入溶剂回收系统的首级热管换 热器热侧，溶剂回收系统的末级热管换热器热侧出来的气体依次接入第一级表冷器和第二 级表冷器，第二级表冷器出来的气体接入风机，风机出来的气体依次接入第三级表冷器和 第四级表冷器，第四级表冷器出来的气体接入溶剂回收系统的末级热管换热器冷侧，溶剂 回收系统的首级热管换热器冷侧出来的气体接入热媒加热器，热媒加热器出来的气体接入 第二风管，第二风管的气体再经各纺丝甬道的热媒或电加热器接入各纺丝甬道，如此循环 往复。本专利技术氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，所述热管换热器有三级，分别为第 一级热管换热器、第二级热管换热器和第三级热管换热器，第一级热管换热器、第二级热管 换热器和第三级热管换热器依次串联连接，第一级热管换热器内填充的工作介质常压下沸 点为160°C 士 10°C，第二级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点为100°C 士5°C，第三 级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点为80°C 士5°C，所述第一风管接入溶剂回收系 统的第一级热管换热器热侧，第三级热管换热器热侧出来的气体接入第一级表冷器。多个纺丝甬道出来的含有溶剂DMAC的热风经第一风管送到溶剂回收系统，进入 第一级热管换热器热侧时温度为200°C _210°C，经第一级热管换热器出来所述热风的温度 为160°C ；经第二级热管换热器出来所述热风的温度为100°C ；经第三级热管换热器出来所 述热风的温度为70°C ；再进第一级表冷器用32°C循环冷却水冷却到42°C ；再进第二级表 冷器，用7°C冷冻水冷却到25°C ；进风机增压，气体温度上升到33°C ；再经第三级表冷器，用 7°C冷冻水冷却到17°C ；再经第四级表冷器，用-10°C冷媒冷却到2°C，此时气体中的DMAC 经逐级冷凝形成液体从系统底部排出，气体再进入第三级热管换热器的冷侧，此时温度为 2°C，从第三级热管换热器出来的温度为25°C ；经第二级热管换热器出来的温度为70°C ；经 第一级热管换热器出来的温度为128°C，热媒加热器出来的气体温度为240°C，第二风管的 气体温度为230°C。本专利技术的有益效果是本专利技术将现有的一级热管换热器改为二级或二级以上热管换热器，并用不同沸点 的工作介质替代原来的除盐水，使热管换热器热侧气体的温度再进一步下降(75°C )，冷侧 的气体温度进一步提高(128°C )，溶剂回收系统的热量回收由原来的50%提高到70%以 上，进一步回收和利用热能，节能减排，降低生产成本。热管的工作原理是每根真空管内的液体介质被热源(此处为热气体)加热后汽 化，到上端遇到冷介质(此处为冷气体)释放出汽化潜热后，冷凝成液体沿管壁下落，介质 在管内不停地被汽化、冷凝的循环达到热传递的目的。为了让被加热侧气体的出口温度达到128°C及以上温度时，此时热管的表面温度 约160°C，而采用水作为传热介质的话，蒸汽温度要达到160°C时的饱和蒸汽压约6. 4kg/ cm2 (绝压)，也就是说此时每根热管需要承受6. 4kg/cm2的压力。如果采用沸点在160°C左 右的液体介质，达到160°C时的饱和蒸汽压约1. Okg/cm2(绝压)，降低热管压力并提高传热效率。同样为了让热侧的气体的出口温度降到75°C及以下，此时热管表面的温度约 50°C，而采用水作为传热介质的话，水在真空状态下的汽化温度为40°C，热管内的水受热汽化就会使管内失去真空度，水无法进一步汽化，热量就无法进一步传递。如果采用沸点在 80°C左右的介质，那么可以在低温下确保介质被汽化来传递热量，提高传热效率。附图说明图1为以往氨纶纺丝溶剂回收系统流程示意图。图2为本专利技术氨纶纺丝溶剂回收系统流程示意图。图中附图标记纺丝甬道1、第一风管2、溶剂回收系统3、热媒加热器4、第二风管5、热媒或电加热 器6 ；第一级热管换热器31、第二级热管换热器32、第三级热管换热器33、第一级表冷 器34、第二级表冷器35、风机36、第三级表冷器37、第四级表冷器38、热管换热器39。具体实施例方式参见图2，图2为本专利技术氨纶纺丝溶剂回收系统流程示意图。由图2可以看出，本 专利技术氨纶纺丝溶剂回收系统，包括纺丝甬道1、第一风管2、溶剂回收系统3、热媒加热器4、 第二风管5和热媒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，包括纺丝甬道（１）、第一风管（２）、溶剂回收系统（３）、热媒加热器（４）、第二风管（５）和热媒或电加热器（６），所述溶剂回收系统（３）包括热管换热器、风机（３６）和表冷器，所述表冷器有四级，分别为第一级表冷器（３４）、第二级表冷器（３５）、第三级表冷器（３７）和第四级表冷器（３８），其特征在于：所述热管换热器有二级或二级以上，二级或二级以上热管换热器依次串联连接，每级热管换热器内填充不同沸点的工作介质，且每级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点依次降低，所述纺丝甬道（１）有多个，多个纺丝甬道（１）出来的含有溶剂ＤＭＡＣ的热风接入第一风管（２），第一风管（２）出来的热风接入溶剂回收系统（３）的首级热管换热器热侧，溶剂回收系统（３）的末级热管换热器热侧出来的气体依次接入第一级表冷器（３４）和第二级表冷器（３５），第二级表冷器（３５）出来的气体接入风机（３６），风机（３６）出来的气体依次接入第三级表冷器（３７）和第四级表冷器（３８），第四级表冷器（３８）出来的气体接入溶剂回收系统（３）的末级热管换热器冷侧，溶剂回收系统（３）的首级热管换热器冷侧出来的气体接入热媒加热器（４），热媒加热器（４）出来的气体接入第二风管（５），第二风管（５）的气体再经各纺丝甬道的热媒或电加热器（６）接入各纺丝甬道（１），如此循环往复。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾奕，张益兴，
申请(专利权)人：江阴中绿化纤工艺技术有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]