一种超临界二氧化碳染色系统及其二氧化碳回收方法与流程

本发明涉及染色，尤其是涉及一种超临界二氧化碳染色系统及其二氧化碳回收方法。

背景技术：

1、超临界状态下的二氧化碳染色技术，又称为supercritical co2dyeing，是一种创新的纺织品染色方法，采用液化二氧化碳作为染色媒介。此过程涉及在远超二氧化碳临界压力的极端条件下促使其液化，其间染料得以溶解，而纺织纤维则经历膨胀，从而促进染料分子的快速均匀渗透。染色工序完成后，通过降压使二氧化碳挥发，无需水洗步骤，展现了其作为环保型染色工艺的独特优势。然而，现有无水二氧化碳染色系统面临一项效率瓶颈：每次染色循环结束，系统内残余的气态二氧化碳必须被完全排放，并予以回收处理。此操作不仅耗时较高，而且现有的回收机制效率偏低，仅能小规模回收气态二氧化碳，严重制约了整体染色流程的生产效率与可持续性。

技术实现思路

1、第一方面，本发明提供一种超临界二氧化碳染色系统，包括：染色釜、液态二氧化碳储罐和缓冲罐，液态二氧化碳储罐和染色釜之间设有第一控制阀，缓冲罐和染色釜之间设有第二控制阀，缓冲罐和液态二氧化碳储罐之间设有第三控制阀和压缩机。

2、在可选的实施方式中，缓冲罐的容积为染色釜的容积的5倍至25倍。

3、在可选的实施方式中，缓冲罐设有第一降温装置。

4、在可选的实施方式中，液态二氧化碳储罐和染色釜之间设有第二降温装置，第二降温装置设于液态二氧化碳储罐的进口前或进口处。

5、在可选的实施方式中，染色釜设有排气阀。

6、在可选的实施方式中，染色釜设有至少两个，每个染色釜均设有第四控制阀，每个染色釜均通过各自的第四控制阀连接至第一控制阀和第二控制阀。

7、在可选的实施方式中，还包括分离回收装置，分离回收装置设于染色釜和液态二氧化碳储罐之间，第一控制阀设于分离回收装置和染色釜之间。第二方面，本发明提供一种超临界二氧化碳染色系统的二氧化碳回收方法，超临界二氧化碳染色系统包括染色釜、液态二氧化碳储罐和缓冲罐，液态二氧化碳储罐和染色釜之间设有第一控制阀，缓冲罐和染色釜之间设有第二控制阀，缓冲罐和液态二氧化碳储罐之间设有第三控制阀和压缩机；

8、在开始回收二氧化碳之前，第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀均处于关闭状态；

9、回收二氧化碳时，包括以下步骤：

10、打开第一控制阀，使染色釜内的二氧化碳经过第一控制阀进入液态二氧化碳储罐；

11、关闭第一控制阀，打开第二控制阀，使染色釜内的二氧化碳经过第二控制阀进入缓冲罐；

12、关闭第二控制阀，打开第三控制阀和压缩机，使缓冲罐内的二氧化碳经过压缩机和第三控制阀进入液态二氧化碳储罐。

13、在可选的实施方式中，超临界二氧化碳染色系统还包括分离回收装置，分离回收装置设于染色釜和液态二氧化碳储罐之间；

14、在打开第一控制阀后，染色釜内的二氧化碳经过第一控制阀和分离回收装置进入液态二氧化碳储罐；

15、当染色釜内的压力和分离回收装置内的压力达到压力平衡时，关闭第一控制阀，打开第二控制阀，染色釜内的二氧化碳经过第二控制阀进入缓冲罐。

16、在可选的实施方式中，染色釜还设有排气阀，在打开第二控制阀后，当染色釜内的压力和缓冲罐内的压力达到压力平衡后，关闭第二控制阀，打开排气阀、第三控制阀和压缩机。

17、本发明提供的超临界二氧化碳染色系统及其二氧化碳回收方法，在染色系统中增设缓冲罐，可以利用缓冲罐接收染色釜的高压二氧化碳，达到快速释放染色釜内的二氧化碳的效果，可以提升回收染色釜内二氧化碳的效率，从而减少染色釜重复使用的等待时间，进而提升染色系统工作效率。

技术特征：

1.一种超临界二氧化碳染色系统，其特征在于，包括：染色釜(100)、液态二氧化碳储罐(200)和缓冲罐(300)，所述液态二氧化碳储罐(200)和所述染色釜(100)之间设有第一控制阀(710)，所述缓冲罐(300)和所述染色釜(100)之间设有第二控制阀(720)，所述缓冲罐(300)和所述液态二氧化碳储罐(200)之间设有第三控制阀(730)和压缩机(400)。

2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳染色系统，其特征在于，所述缓冲罐(300)的容积为所述染色釜(100)的容积的5倍至25倍。

3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳染色系统，其特征在于，所述缓冲罐(300)设有第一降温装置(610)。

4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳染色系统，其特征在于，所述液态二氧化碳储罐(200)和所述染色釜(100)之间设有第二降温装置(620)，所述第二降温装置(620)设于所述液态二氧化碳储罐(200)的进口前或进口处。

5.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳染色系统，其特征在于，所述染色釜(100)设有排气阀(750)。

6.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳染色系统，其特征在于，所述染色釜(100)设有至少两个，每个所述染色釜(100)均设有第四控制阀(740)，每个所述染色釜(100)均通过各自的第四控制阀(740)连接至第一控制阀(710)和第二控制阀(720)。

7.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳染色系统，其特征在于，还包括分离回收装置(500)，分离回收装置(500)设于染色釜(100)和液态二氧化碳储罐(200)之间，第一控制阀(710)设于分离回收装置(500)和染色釜(100)之间。

8.一种超临界二氧化碳染色系统的二氧化碳回收方法，其特征在于，所述超临界二氧化碳染色系统包括染色釜(100)、液态二氧化碳储罐(200)和缓冲罐(300)，所述液态二氧化碳储罐(200)和所述染色釜(100)之间设有第一控制阀(710)，所述缓冲罐(300)和所述染色釜(100)之间设有第二控制阀(720)，所述缓冲罐(300)和所述液态二氧化碳储罐(200)之间设有第三控制阀(730)和压缩机(400)；

9.根据权利要求8所述的超临界二氧化碳染色系统的二氧化碳回收方法，其特征在于，所述超临界二氧化碳染色系统还包括分离回收装置(500)，所述分离回收装置(500)设于所述染色釜(100)和所述液态二氧化碳储罐(200)之间；

10.根据权利要求8所述的超临界二氧化碳染色系统的二氧化碳回收方法，其特征在于，所述染色釜(100)还设有排气阀(750)，在打开第二控制阀(720)后，当染色釜(100)内的压力和缓冲罐(300)内的压力达到压力平衡后，关闭第二控制阀(720)，打开排气阀(750)、第三控制阀(730)和压缩机(400)。

技术总结
本发明提供了一种超临界二氧化碳染色系统及其二氧化碳回收方法，涉及染色技术领域，超临界二氧化碳染色系统包括染色釜、液态二氧化碳储罐和缓冲罐，液态二氧化碳储罐和染色釜之间设有第一控制阀，缓冲罐和染色釜之间设有第二控制阀，缓冲罐和液态二氧化碳储罐之间设有第三控制阀和压缩机。本发明在染色系统中增设缓冲罐，可以利用缓冲罐接收染色釜的高压二氧化碳，达到快速释放染色釜内的二氧化碳的效果，可以提升回收染色釜内二氧化碳的效率，从而减少染色釜重复使用的等待时间，进而提升染色系统工作效率。

技术研发人员：李菲,魏名财
受保护的技术使用者：中创绿洁超临界流体科技（江苏）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28