一种节水节能织物pH调节工艺的制作方法

一种节水节能织物ph调节工艺
技术领域
1.本发明涉及染整技术领域，具体涉及一种节水节能织物ph调节工艺。


背景技术：

2.传统染整工艺中有很多道工序需要用到大量的烧碱，经碱处理后的织物ph值会大幅升高。而经碱处理后的大部分工序，都要求加工织物ph值在5.0～7.5之间，需通过中和织物表面残碱，消除残碱对后续染色、成品的影响。
3.为中和织物表面残碱，传统的染整工艺是在精炼和氧漂等需要中和布面残碱的工序后采用多浴水洗和酸洗中和织物的残碱，过程会耗用大量的水，造成水资源浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耗时短、生产效率高，有效节约25％～50％用水，且污染物排量小的节水节能织物ph调节工艺。该工艺无需置换容器内废液进行酸洗，利用二氧化碳气体高效调节织物ph，实现同浴水洗和酸洗，以减少排水、进水停机待工耗时，推进印染行业绿色高效生产。
5.为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
6.本发明一方面提供一种节水节能织物ph调节工艺，该工艺在织物染整过程中涉及加酸中和的步骤时，无需置换容器内废液进行酸洗，通过面料放置容器设置的5条二氧化碳通路，直接在同浴内实现中和，从而节约了常规的分步分浴酸洗工序的水耗和时耗。该工艺不局限于前处理、漂白、皂洗，任何在密闭容器内需要调节操作环境为弱酸性以及中和残碱至布面为中性的中和工序都可与水洗或中和前的工序同浴实现布面ph为中性或弱酸性。
7.具体的，所述节水节能织物ph调节工艺包括以下过程：
8.在织物染整过程中需要加酸中和时，无需置换面料放置容器内的废液，直接向面料放置容器中通入二氧化碳气体和/或饱和碳酸溶液进行酸洗，调节织物ph为5.0～7.5。
9.所述面料放置容器设置有5条通路，包括备水缸注气通路(通路1)、管道注气通路(通路2)、面料放置单元注气通路(通路3)、循环管道注气通路(通路4)和加压通路(通路5)，该5条通路另一端均与二氧化碳存储单元连接；通过该5条通路实现所述酸洗的步骤；
10.所述二氧化碳存储单元的出口与备水缸底部设置的第一曝气装置连接，所述备水缸的液体入口连接进水管道，出口经过第一增压水泵与所述面料放置单元的液体入口连接，形成所述备水缸注气通路(通路1)；
11.所述二氧化碳存储单元的出口与第一管道二氧化碳注入装置的气体入口连接，所述第一管道二氧化碳注入装置的液体入口连接进水管道，出口经过第二增压水泵与所述面料放置单元的液体入口连接，形成所述管道注气通路(通路2)；
12.所述二氧化碳存储单元出口与所述面料放置单元底部设置的第二曝气装置连接，形成所述面料放置单元注气通路(通路3)；
13.所述二氧化碳存储单元的出口与第二管道二氧化碳注入装置的气体入口连接，循
环主泵的入口与所述面料放置单元下部连接，出口与所述第二管道二氧化碳注入装置的液体入口连接，所述第二管道二氧化碳注入装置的出口与所述面料放置单元顶部设置的喷出装置连接，形成所述循环管道注气通路(通路4)；
14.所述二氧化碳存储单元的出口依次连接压力保护开关、气动阀和面料放置单元，形成所述加压通路(通路5)。
15.根据本发明的工艺，优选地，所述二氧化碳存储单元的出口设置有进气减压阀。
16.根据本发明的工艺，优选地，所述备水缸注气通路(通路1)、管道注气通路(通路2)、面料放置单元注气通路(通路3)和循环管道注气通路(通路4)中，在所述二氧化碳存储单元的出口所述进气减压阀之后依次设置有气动阀、节流阀和二氧化碳质量流量计。
17.优选地，所述面料放置单元连接有压力表。优选地，所述进水管道上设置有进水流量阀。优选地，所述第一增压水泵与所述面料放置单元的连接管道上设置有出水流量阀。所述第一增压水泵的出口与所述第二增压水泵的出口合并后与所述面料放置单元的液体入口连接。
18.在本发明一优选方案中，当本发明的节水节能织物ph调节工艺应用于所述织物染整过程中的前处理时，包括煮炼、氧漂、中和同浴前处理，具体包括以下步骤：
19.在常温下将织物置于面料放置单元(此处为染色容器)内，按浴比为1：(5～30)注水升温，控制缸温为50～80℃；
20.往染液加入复合精炼剂1～10g/l，持续反应3～10分钟；
21.加入氧漂剂1～5g/l，持续氧漂5～20分钟；
22.按0.05mpa/分钟升压至0.04～0.2mpa，按2～15℃/min升温至80～100℃，之后恒温恒压持续精炼30～90分钟；
23.将面料放置单元的压力降至常压，通入冷水，按3～10℃/min将温度降至50～70℃或室温；
24.启动面料放置单元注气通路(通路3)和循环管道注气通路(通路4)，面料放置单元注气通路(通路3)在面料放置单元底部形成二氧化碳气泡与碱性染浴混合，循环管道注气通路(通路4)在面料放置单元循环管路形成二氧化碳气泡与循环碱性染浴混合，运行过程中通过加压通路(通路5)通入二氧化碳气体升压至0.05～0.1mpa，室温恒压运行10～20min，排液；
25.常温进水，按浴比1：(5～30)持续水洗5～10分钟后排空面料放置单元内液体；
26.启动面料放置单元注气通路(通路3)在面料放置单元底部形成二氧化碳气泡，将二氧化碳溶解于染液中，形成弱酸的染浴环境，持续运行5～15分钟，加入酶洗剂，持续酶洗5～15分钟，排液，得到经前处理后满足染色前要求的织物。
27.在本发明另一优选方案中，当本发明的节水节能织物ph调节工艺应用于所述织物染整过程中的漂白时，包括水洗、酸洗同浴漂白处理，具体包括以下步骤：
28.在常温下，将已前处理的织物置于面料放置单元(此处为染色容器)内，浴比为1：(5～30)，注水升温，控制温度为50～80℃；
29.加入0.5～1g/l双氧水稳定剂、0.5～1g/l精炼剂、1～10g/l氢氧化钠和2～5g/l双氧水，持续漂白40～50分钟；
30.按5℃/min升温至80～110℃，恒温持续漂白40～50分钟，接着将面料放置单元的
压力降至常压，以1～5℃/min降温速率降至70～80℃，不排液；
31.启动面料放置单元注气通路(通路3)和循环管道注气通路(通路4)，面料放置单元注气通路(通路3)在面料放置单元底部形成二氧化碳气泡与碱性染浴混合，循环管道注气通路(通路4)在面料放置单元循环管路形成二氧化碳气泡与循环碱性染浴混合，运行过程中通过加压通路(通路5)升压至0.05-0.1mpa，室温恒压运行10-20min，排液；
32.启动所述备水缸注气通路(通路1)和管道注气通路(通路2)，注入饱和碳酸溶液，调节加压通路(通路5)使压力为0.01-0.6mpa，室温运行10-15min，排液，得到漂白后满足染色要求的织物。
33.在本发明另一优选方案中，当本发明的节水节能织物ph调节工艺应用于所述织物染整过程中的皂洗时，包括水洗、酸洗同浴皂洗处理，具体包括以下步骤：
34.在常温下，将已染色的织物置于面料放置单元(此处为染色容器)内，按浴比为1：(5～30)注入清水，用清水净洗3～8分钟，不排液；
35.启动面料放置单元注气通路(通路3)和循环管道注气通路(通路4)，面料放置单元注气通路(通路3)在面料放置单元底部形成二氧化碳气泡与碱性染浴混合，循环管道注气通路(通路4)在面料放置单元循环管路形成二氧化碳气泡与循环碱性染浴混合，运行过程中通过加压通路(通路5)升压至0.01～0.6mpa，室温恒压运行10-30min，排液；
36.然后以3～10℃/min的速率升温至90～100℃后，加入皂洗剂，保温皂洗15～20分钟，再以3℃/min的速率降至70～80℃，排液，完成一次皂洗；重复皂洗2～5次；
37.启动所述备水缸注气通路(通路1)和管道注气通路(通路2)，按1：(5～30)的浴比注入饱和碳酸溶液，调节加压通路(通路5)使压力为0.01～0.6mpa，恒压室温运行5～10min，排液。
38.本发明工艺有效解决了目前常规染整工艺调节织物ph采用的分浴分步法需排液、水洗再酸洗过程中造成的时间和能源浪费以及排放的大量碱性液体影响污水处理系统正常运行的问题。使用本发明工艺可有效减少织物在碱处理后调节布面ph时的用水单耗量，有利于织物染整的可持续发展。
附图说明
39.图1为本发明实施例中各工艺涉及到的系统示意图。
40.附图标记说明：
41.100、二氧化碳存储单元；
42.101、备(储)水缸；
43.102、第一曝气装置；
44.103、第一增压水泵；
45.104、第一管道二氧化碳注入装置；
46.105、第二增压水泵；
47.106、出水流量阀；
48.107、第二管道二氧化碳注入装置；
49.108、循环主泵；
50.109、压力保护开关；
51.110、第一气动阀；
52.111、进气减压阀；
53.112、第二气动阀；
54.113、节流阀；
55.114、二氧化碳质量流量计；
56.115、进水流量阀；
57.200、面料放置单元；
58.201、第二曝气装置；
59.202、喷出装置；
60.203、压力表。
具体实施方式
61.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
62.本发明实施例中各工艺涉及到的系统设置如图1所示，面料放置单元200(在以下工艺中为高压染缸)设置有5条二氧化碳通路，包括：备水缸注气通路(通路1)、管道注气通路(通路2)、面料放置单元注气通路(通路3)、循环管道注气通路(通路4)和加压通路(通路5)。
63.二氧化碳存储单元100的出口与备水缸101底部设置的第一曝气装置102连接，备水缸101的液体入口连接进水管道，出口经过第一增压水泵103与面料放置单元200的液体入口连接，形成所述备水缸注气通路(通路1)。
64.二氧化碳存储单元100的出口与第一管道二氧化碳注入装置104的气体入口连接，第一管道二氧化碳注入装置104的液体入口连接进水管道，出口经过第二增压水泵105与面料放置单元200的液体入口连接，形成管道注气通路(通路2)；并且在此优选方案中，通路2与通路1均在加压水泵后合并，之后通过出水流量阀106与所述面料放置单元200的液体入口连接。
65.二氧化碳存储单元100的出口与面料放置单元200底部设置的第二曝气装置201连接，形成面料放置单元注气通路(通路3)。
66.二氧化碳存储单元100的出口与第二管道二氧化碳注入装置107的气体入口连接，循环主泵108的入口与面料放置单元200下部连接，出口与第二管道二氧化碳注入装置107的液体入口连接，第二管道二氧化碳注入装置107的出口与面料放置单元200顶部设置的喷出装置202连接，形成循环管道注气通路(通路4)。
67.二氧化碳存储单元100的出口依次连接压力保护开关109、第一气动阀110和面料放置单元200，形成加压通路(通路5)。
68.二氧化碳存储单元100的出口设置有进气减压阀111，在进气减压阀111之后引出不同通路。且在通路1、通路2、通路3和通路4中，在进气减压阀111之后依次设置有第二气动阀112、节流阀113和二氧化碳质量流量计114。
69.此外，所述面料放置单元200还连接有压力表203。所述进水管道上设置有进水流
量阀115。
70.图1的5大通路可集合设计于新的设备上，亦可增设于现有的染整设备，达到相同的布面ph调节效果。5大通路作用位置分别为进水系统(通路1、2)、染缸反应系统(通路3)、循环系统(通路4)和加压系统(通路5)。通路1与2形成的饱和碳酸溶液进入染缸的织物放置单元，与织物表面的残碱充分接触反应。反应过程会消耗碳酸溶液，位于反应系统的通路3可在反应的过程同步形成碳酸溶液，使更多co2充分溶解，参与中和反应，提高中和效果。通路4也可以作为反应时的碳酸溶液补充途径，保证更多的co2充分溶解，有充足的饱和碳酸溶液参与中和反应。饱和的碳酸溶液进入染缸后，由于co2的溶解度极易受温度、压力的影响，导致逸散，通路5作为二氧化碳压缩空气加压通路，有利于降低co2逸散情况，以保证co2充分溶解利用。
71.输送液态二氧化碳的管道应选用耐压、耐低温的材料，因为液态二氧化碳为高压低温的条件下将气态二氧化碳液化贮存于罐体内。使用时，液体转化为气体，温度会发生剧烈的变化，压力也会大大提高，因此输送管道应能承受1mpa以上的高压，耐受温度范围(-40℃～50℃)。输送端出口应有减压阀(出水流量阀)用以控制进入装置的co2气体压力，以免发生意外。
72.实施例1
73.本发明工艺在前处理工艺中的应用：
74.1)注水升温：将坯布置于高压染缸内，通过染缸进水管往缸内按1：6浴比将常温水与热水混合后注入缸内，控制缸内温度为65℃。
75.2)持续精炼：往料缸(副缸)加入复合精炼剂5g/l，启动进料程序，通过进料泵混合复合精炼剂与染液，持续精炼15分钟。
76.3)持续氧漂：持续精炼15分钟后，往料缸(副缸)加入氧漂剂5g/l，启动进料程序，通过进料泵混合氧漂剂与染液，持续氧漂15分钟。
77.4)增温增压：通入蒸汽，将高压染缸内溶液温度按5℃/min进行匀速升温至100℃；将高压染缸缸内压力按0.05mpa/分钟升压，升至0.1mpa。
78.5)持续炼漂：恒温100℃恒压0.1mpa持续精炼60分钟。
79.6)通入冷水，降温降压：当棉织物持续精炼60分钟后，将高压染缸内的压力降至常压，并往高压染缸通入冷却水，将高压染缸内的温度按10℃/min降至室温。
80.7)二氧化碳中和：无需排放染缸内碱性溶液，启动二氧化碳中和系统，利用通路3在染缸底部形成二氧化碳气泡与碱性染浴充分混合，通路4在染缸循环管路形成二氧化碳气泡与循环碱性染浴混合，过程中由通路5提供压力，将缸身压力升至0.1mpa，运行过程不作保温处理，持续中和10分钟后将高压染缸内的液体排空。
81.8)水洗：将步骤7)得到的中和后的棉织物在常压的条件下，按浴比1：6，用常温水水洗一次，持续水洗10分钟后将高压染缸内的液体排空。步骤8)得到的棉织物即可达到染色前的布面ph要求，有利于提高染色的匀染性及色牢度。
82.9)注水酶洗：启动通路3在染缸底部形成二氧化碳气泡，将二氧化碳溶解于染液中，形成弱酸的染浴环境，持续运行10分钟，加入酶洗剂，持续酶洗5分钟。
83.10)排液：将高压染缸内的液体排空。
84.本实施例工艺处理结果如下表1所示：
85.表1前处理工艺采用本节水节能织物ph调节工艺后织物ph与节水率
86.工艺名称中和后织物ph节水率wlc前处理6.825％
87.实施例2
88.本发明工艺在漂白工艺中的应用：
89.1)注水升温：将坯布置于高压染缸内，通过染缸进水管往缸内按1：6浴比将常温水与热水混合后注入缸内，控制缸内温度为65℃。
90.2)加入漂白剂：启动进料程序，往染缸加入1g/l双氧水稳定剂、1g/l精炼剂、3g/l氢氧化钠和2g/l双氧水，持续漂白40分钟。
91.3)升温：通入蒸汽，将高压染缸内溶液温度按5℃/min进行匀速升温至80℃。
92.4)持续漂白：80℃恒温持续漂白40-50分钟。
93.5)降压降温：当棉织物持续漂白40分钟后，将高压染缸内的压力降至常压，并将高压染缸内的温度按5℃/min降至70℃，不排液。
94.6)二氧化碳中和：无需置换容器内废液，根据设定程序启动二氧化碳气体高效调节织物ph的装置进行酸洗中和，利用通路3在染缸底部形成二氧化碳气泡与碱性染浴充分混合，通路4在染缸循环管路形成二氧化碳气泡与循环碱性染浴混合。过程中由通路5提供压力，将缸身压力升至0.05mpa，室温运行10min，排液。
95.7)酸洗：启动通路1和通路2，注入饱和碳酸溶液，调节通路5使压力为0.05mpa，室温持续酸洗10分钟。
96.8)排液：将高压染缸内的液体排空。
97.本实施例工艺处理结果如下表2所示：
98.表2漂白工艺采用本发明节水节能织物ph调节工艺后织物ph与节水率
99.工艺名称中和后织物ph节水率swc漂白7.050％
100.实施例3
101.本发明工艺在皂洗工艺中的应用：
102.1)常温进水：在常温下，将已染色的织物置于面料放置单元(此处为染色容器)内，按浴比为1：6注入清水，用清水净洗5分钟，不排液。
103.2)二氧化碳中和：无需置换容器内废液，根据设定程序启动二氧化碳气体高效调节织物ph的装置进行酸洗中和，利用通路3在染缸底部形成二氧化碳气泡与碱性染浴充分混合，通路4在染缸循环管路形成二氧化碳气泡与循环碱性染浴混合。过程中由通路5提供压力，将缸身压力升至0.05mpa，恒温室温运行10min，排液。
104.3)升温：以5℃/min的速率升温至90℃。
105.4)连续皂洗：往染缸加入皂洗剂，90℃下恒温运行15min后，以3℃/min的速率降温至70℃，排液；连续该皂洗过程2次。
106.5)二氧化碳调节布面ph：将步骤4)得到的皂洗后棉织物在常压的条件下，启动二氧化碳气体高效调节ph的装置通路5，通入二氧化碳压缩气体，使缸身压力为0.05mpa；启动二氧化碳气体高效调节ph的装置通路1和2，按1：6的浴比注入饱和碳酸溶液，恒压室温运行10min，排液。
107.本实施例工艺处理结果如下表3所示：
108.表3皂洗工艺采用本发明节水节能织物ph调节工艺后织物ph与节水率
109.工艺名称中和后织物ph节水率wl皂洗6.637.5％
110.由以上表1-表3可知，本发明节水节能织物ph调节工艺无需置换容器内废液进行酸洗，利用二氧化碳气体高效调节织物ph的装置形成二氧化碳，与上一步工序的染浴充分混合并与织物残碱反应，实现一浴内水洗和酸洗。采用该工艺使织物ph达到中性的要求，减少排水停机、进水环节，有效节约25％-50％生产用水。
111.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。