Установка для производства нетканого фильтрующего материала

 

Изобретение относится к фильтроизготовительной технике. Установка для производства нетканого фильтрующего материала содержит раствороприготовительную систему, растворо-прядильные сопла, растворителе выпаривательную камеру, сушильно-газовый коллектор, волокно-накопительный конвейер, шлизопропускную систему, возгоноудалительный коллектор, растворителе-рекуперационную систему, растворителе-сжигательную топку и дымо- и газогенераторную систему, причем растворо-приготовительная система выполнена смесительной. Растворителе-рекуперационная система выполнена сепарационной. Дымо-газогенераторная системы выполнена газо-кондиционириующей. Для этого она оснащена размещенными после топки дымоохладительным котлом-утилизатором и газодеконизационным фильтром. 1 ил.

Изобретение относится к технике для осуществления технологических процессов, в особенности к установкам для формирования нетканых полотнообразных материалов, в частности комплектуемых оснасткой для безверетенного прядения материалообразующих волокон из прядильных растворов.

Прототипом изобретения является установка для получения нетканого материала [1] Принятая за прототип установка содержит растворо-приготовительную систему, растворо-прядильные сопла, растворителе-выпаривательную камеру, газовысушивательный коллектор, волокно-удалительный коллектор, растворителе-рекуперационную систему, растворителе-сжигательную топку и дымо-газогенераторную систему.

Особенностью принятой за прототип установки является то, что растворителе-рекуперационная система выполнена общеуловительной. Для этого она скомпонована из сорбционного аппарата бездробного улавливания паров растворителя из отводимых отдувочных газов. Бездробность улавливания не может предоставить свободу растворителю для замены его смесевым, который мог бы быть скомпонован из легко разделяемых растворительной основы, эффективной для возврата в раствор волокнообразующего полимера, и растворительной добавки, эффективной для получения после ее топочно-котельной утилизации дымогазового сушильного агента. В конечном итоге выполнение растворителе-рекуперационной системы общеуловительной затрудняет, из-за приспособленности для работы с бессмесевым растворителем, получение высокотехнологического раствора волокнообразующего полимера, а, следовательно, и получение качественной конечной продукции.

Особенностью прототипа является также то, что дымо-газогенераторная система выполнена бездорабатывающей. Для этого она скомпонована лишенной выходного дымо-кондиционерного фильтра, например, деионизационного. Бездорабатываемость генерируемой дымо-газовой смеси не позволяет оптимизировать ее состав по наличию примесей, нежелательных для качественного газового сушильного агента. В конечном итоге непредусмотренность перестройки работы установки на работу с оптимизированным газовым сушильным агентом (выпрядаемых волокон) не позволяет повысить вероятность гарантированного получения качественной продукции.

Основным недостатком принятой за прототип установки, ввиду указанных особенностей, является необеспеченность ею достаточной степени гарантии получения стандартной продукции.

Задачей изобретения является устранение основного недостатка прототипа.

Сущность изобретения состоит в том, что растворительная система в предлагаемой установке выполнена смесительной. Растворителе-рекуперационная система в установке выполнена сепарационной. Для этого последняя образована параллельно установленными адсорбционными фильтрами циклического действия. Газовыбросной контур этой системы выведен на топку, настроенную на питание нерекуперированными парами невозвратной фракции смесевого растворителя. Продуктоприемный контур этой же системы выведен через конденсационный теплообменник на сепаратор, у которого на накопительном выходе размещен рециркуляционный растворителе-сборник возвратной фракции рекуперационного смесевого растворителя, а на сливном выходе рециркуляционный отстое-сборник утилизуемого десорбирующего агента. При этом дымо-газогенераторная система выполнена газокондиционириующей. Для этого она оснащена размещенными на выходе топки дымоохладительным котлом-утилизатором и газодеионизационным фильтром.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором у представлена структурная схема установки.

Установка содержит раствороприготовительную систему, которая выполнена смесительной. Для этого она укомплектована смесительной емкостью 1 для приготовления смесевого растворителя. На входе в эту емкость 1 размещено базовое хранилище 2 для возвратной фракции смесевого растворителя и добавочное хранилище 3 невозвратной фракции смесевого растворителя. Смесительная емкость 1 связана растворообразующим аппаратом 4, на входе которого размещен полимерозасыпной бункер 5. Этот бункер 5 укомплектован циклонным загружателем 6, выведенным на хранилище 7 полимера. После растворообразующего аппарата 4 размещены сырцовый сборник 8 и раствороочисной рамный фильтр 9. На выходе фильтра 9 размещен кондиционный сборник 10 чистого волокнообразующего раствора. Выход сборника 10 через подогреватель 11 и электроизоляционный рукав 12 подведен к растворопрядильным соплам 13. Указанные сопла 13 подсоединены к электроклеммам источника 14 высокого напряжения и упрятаны в растворителе-упаривательную камеру 15. В этой камере 15 сопла расположены рядами и сопряжены с сушильно-газовым коллектором 16. Через рабочую часть камеры 15 пропущен волокно-накопительный конвейер 17, сопряженный с шлюзопропускной системой. Эта система образована входным шлюзом 18 и выходным шлюзом 19. В зоне входного шлюза 18 расположен подложко-подающий магазин 20. В зоне выходного шлюза 19 расположен материалонакопитель 21. В балластной части камеры 15 размещен возгоно-удалительный коллектор 22. Этот коллектор 22 выведен на газоприемный контур 23 растворителе-рекуперационной системе. Указанная система выполнена сепарационной. Для этого она образована параллельно установленными адсорбционными фильтрами 24, циклического действия. Кроме этого у этой системы ее газовыбросной контур 25 выведен на растворителе-сжигательную топку 26, настроенную на подпитывание бедными нерекуперированными парами невозвратной фракции смесевого растворителя. Газовыбросной контур 25 сопряжен в растворителе-рекуперационной системе с десорбенто-подающим контуром 27. Отходящий от растворителе-рекуперационной системы продукто-приемный контур 28 выведен на сепаратор 29, перед которым установлен конденсационный теплообменник 30. У используемого сепаратора 29 предусмотрен накопительный выход, на котором размещен рециркуляционный растворителе-сборник 31 возвратной фракции рекуперированного смесевого растворителя. Этот сборник 31 соединен с базовым хранилищем 2 раствороприготовительной системы. На сливном выходе сепаратора 29 размещен рециркуляционный отстое-сборник 32 утилизируемого десорбирующего агента. Указанный сборник 32 укомплектован нейтрализаторо-шприцевателем 33. Для наработки требуемого для сушки материала сушильного агента установка оснащена дымо-газогенераторной системой. Эта система выполнена газокондиционирующей. Для этого указанная система оснащена размещенным после топки 26, дымо-охладительным котлом-утилизатором 34. Дымоприемная часть котла-утилизатора 34 сопряжена с дымовыбросным контуром топки 26. После котла-утилизатора 34 размещены дымораспределитель 35 и газодеионизационный фильтр 36, выведенный на сушильно-газовый коллектор 16 камеры 15. Водоприемный вход котла-утилизатора 34 связан через прикотловой водоподготовительный фильтр 37 с отстое-сборником 32 сепаратора 29. Пароотводящий выход котла-утилизатора 34 выведен на десорбенто-подающий контур 27 растворителе-рекурпеационной системы.

Установка работает следующим образом.

Из подложко-подающего магазина 20 забирают увлажненную марлю, выполняющую роль армирующей основы нетканого фильтрующего материала. Эту марлю укладывают на волокнонакопительный конвейер 17. Конвейер 17 проносит марлю под растворопрядительными соплами 13. На сопла 13 поступает высокое напряжение от источника 14. Подсопловое пространство обдувает газообразный сушильный агент, распределяемый сушильно-газовым коллектором 16. Указанный коллектор 16 обеспечивает воздействие в растворителе-упаривательной камере сушильного агента на выходящие из сопла 13 микроструи полимерного раствора. Передаваемое на сопла 13 электрическое напряжение обеспечивает регламентируемое утонение падающих к конвейеру 17 микроструи. Совместное действие на микроструи сушильного агента и электрического напряжения обеспечивает превращение их в полимерные микроволокна, которые оседают слоем на подложечную марлю. Осевший на марлю волокнистый слой образует основу требуемого материала. Полученный материал поступает на конвейере 17 к выходу из камеры 15. После рулонирования он попадает в материалонакопитель 21. Образование раствора, подаваемого в растворо-прядильные сопла 13, происходит в растворо-приготовительной системе. В этой системе в базовом хранилище 2 происходит накопление возвратной фракции смесевого растворителя. В качестве такой фракции используют дихлорэтан, пополняемый, по мере потери, из внешнего источника подпитки. В добавочном хранилище 3 производят накопление невозвратной фракции смесевого растворителя. В качестве такой фракции используют этиловый спирт. В смесительной емкости 1 из дихлорэтана и спирта происходит образование смесевого растворителя, содержащего 94,5-95,0% мас. базовой возвратной фракции. Сформированный смесевой растворитель поступает в растворообразующий аппарат 4, в который из полимерозасыпного бункера 5 подают сухой волокнообразующий полимер, в частности перхлорвиниловую смолу. Смола увлекает за собой в раствор 0,1-0,3% масс присущей ей влаги. Содержание базовой возвратной фракции смесевого растворителя падает в полимерном растворе до 60-65% При этом указанная фракция приобретает соседство с привнесенной в нее вместе со спиртом и смолой 0,12-0,33% масс воды. Образованный смесевым растворителем полимерный раствор претерпевает очистку в рамном фильтре 9 и терморазжижение в подогревателе 11. Далее транспортируемый в полимерном растворе смесевой растворитель поступает через электроизоляционный рукав 12 и растворопрядильные сопла 13 в рабочую часть растворителе-упаривательной камеры 15. Здесь смесевой растворитель уходит в количестве 99,3-99,7% масс из образующего волокна полимерного раствора в газообразный сушильный агент, подаваемый из сушильно-газового коллектора 16. Соединение упомянутого коллектора 16 с газогенераторной системой обеспечивает стабильность поддержания в составе сушильного агента содержания азота, не выходящего за величину 70-74% объемн. содержания углекислого газа, не выходящего за величину 20-22% объемн. содержания влаги, не выходящее за величину 3-5% объемн. содержание аэроионов 1 1-5% объемн. Уносимый сушильным агентом смесевой растворитель образует паровоздушную смесь с концентрацией базовой возвратной фракции 16-18 г/м³. Возгоноудалительный коллектор 22 забирает паровоздушную смесь из камеры 15 в количестве 18.000 м³ в час и направляет ее в растворителе-рекуперационную систему. В этой системе паровоздушная смесь попадает в поочередно работающие адсорбционные фильтры, работающие с коэффициентом улавливания 89-91% по базовой возвратной фракции смесевого растворителя. Указанная фракция, осевшая в фильтрах 24 из сушильного агента, образует из паровоздушной смеси газовые выбросы с оставленной в нем органической смесью горючих паров, содержащей 1,5-1,8 г/м³ дихлорэтана, а также следовой этиловый спирт. Газовыбросной контур направляет эту смесь в растворителе-сжигательную топку 26, настроенную на подпитывание нерекуперированными парами невозвратной фракции смесевого растворителя. Прошедшая топку 26 смесь паров растворителей образует дымовые газы, содержащие азот, углекислый газ, хлористый ангидрид и влагу. Эту дымовую смесь направляют в газогенераторную систему. В этой системе дымовые газы пропускают через дымоохладительный котел-теплоутилизатор 34, который снижает их температуру до 120-160^oC. Полуохлажденные дымовые газы поступают в дымораспределитель 35, в котором их температура падает окончательно до требуемых 68-71^oC. Далее теплые дымовые газы поступают в газодеионизационный фильтр 36, который выводит из них образуемый при сжигании хлористый ангидрид и избыточную влагу. В результате отработанный растворитель образует кондиционный сушильный агент, обладающий оптимальным составом и оптимальной величиной подогрева. Этот наработанный сушильный агент поступает на возмещение газовой атмосферы, идущей в установке на перевод смесевого растворителя в паровоздушную смесь. Уловленную из этой смеси базовую возвратную фракцию отдувают из фильтров 24 десорбирующим агентом, в качестве которого используют нагретый до 82-98^oC водяной пар. В результате из фильтров 24 попадает в продуктоприемный контур смесь отработанного десорбирующего агента и переведенной в возгоны базовой возвратной фракции смесевого растворителя. Конденсационный теплообменник 30 переводит парообразную продуктовую смесь в жидкое состояние. Жидкая продуктовая смесь попадает в сепаратор 29. Выделенный сепаратором 29 из жидкой продуктовой смеси дихлорэтан направляют в базовое хранилище 2, в котором он возмещает расход запаса базовой возвратной фракции смесевого растворителя. Сконденсированный в воду отработанный десорбирующий агент направляют из сепаратора 29 в отстоесборник 32. В этом сборнике 32 воду подвергают нейтрализационной обработке натриевой щелочью, удаляющей из отстоя соляную кислоту, образованную в результате протекающего в фильтрах 24 паразитного процесса гидролиза дихлорэтана. Наработанный нейтрализат используют в качестве питающей воды котла-утилизатора 34 перед направлением в который она проходит прикотловой подоподготовительный фильтр 37. В котле-утилизаторе 34 вода выполняет функцию хладагента для проходящих через него дымовых газов. Дымовые газы, отдавая свое тепло, переводят котловую воду в водяной пар. Этот пар направляют в качестве десорбирующего агента в десорбенто-подающий контур 27 растворителе-рекуперационной системы.

Техническим преимуществом предложенной установки, по сравнению с прототипом, является обеспечение ею повышенной степени замкнутости технологических контуров.

Доля продукции с отклонением от стандартизованных характеристик снижается с 0,9 до 0,5% (в пересчете на м₂ погонных).

Формула изобретения

Установка для производства нетканого фильтрующего материала, содержащая раствороприготовительную систему, растворопрядильные сопла, растворителевыпаривательную камеру, сушильно-газовый коллектор, волокнонакопительный конвейер, шлюзопропускную систему, возгоноудалительный коллектор, растворителерекуперационную систему, растворителесжигательную топку и дымогазогенераторную систему, отличающаяся тем, что раствороприготовительная система в ней выполнена смесительной, а растворителерекуперационная система выполнена сепарационной путем параллельно установленных адсорбционных фильтров циклического действия, причем ее газовыбросной контур соединен с топкой, а продуктоприемный контур соединен через конденсационный теплообменник с сепаратором, у которого на накопительном выходе размещен рециркуляционный растворителесборник возвратной фракции рекуперированного смесевого растворителя, а на сливном выходе рециркуляционный отстоесборник утилизируемого десорбирующего агента, причем дымогазогенераторная система выполнена газокондиционирующей путем размещения после топки дымоохладительного котла-утилизатора и газодеионизационного фильтра.

РИСУНКИ

Рисунок 1