纤维丝束洗涤水的六效蒸发冷凝回收装置及方法与流程

纤维丝束洗涤水的六效蒸发冷凝回收装置及方法
1.本技术是申请日为2020年12月25日，申请号为202011565831.5，发明名称：一种丝束洗涤装置及丝束洗涤方法的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及聚乙烯醇纤维制备领域，尤其涉及一种纤维丝束洗涤水的六效蒸发冷凝回收装置及方法。


背景技术：

3.在聚乙烯醇纤维制备的过程中，丝束洗涤装置中易积蓄微生物，影响丝束洗涤效果。丝束洗涤水采用一次水进行丝束洗涤，丝束洗涤排水中硫酸盐含量高，污水处理回用成本高。丝束洗涤过程中将丝束上所携带的芒硝洗掉排放至污水系统，造成芒硝消耗高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种丝束洗涤装置及丝束洗涤方法，解决丝束洗涤过程中消耗高的问题。
5.为实现上述发明目的，本发明提供一种丝束洗涤装置，包括：水洗单元，与所述水洗单元相连的过滤单元，与所述过滤单元相连接的凝固浴循环单元和芒硝溶解单元；
6.沿丝束洗涤方向，所述水洗单元设置有多段依次连接的水洗槽，且每段所述水洗槽分别设置有进水口和出水口；
7.沿丝束洗涤方向，处于第一段的所述水洗槽的所述出水口与所述过滤单元的入口相连接。
8.根据本发明的一个方面，所述过滤单元包括多个过滤器，且多个所述过滤器相并列设置。
9.根据本发明的一个方面，所述凝固浴循环单元包括：凝固浴循环槽，凝固浴循环泵；
10.所述凝固浴循环槽与所述过滤单元的出口相连；
11.所述凝固浴循环泵的入口与所述凝固浴循环槽相连，用于输出所述凝固浴循环槽底部的液体。
12.根据本发明的一个方面，所述芒硝溶解单元与所述过滤单元的出口相连。
13.根据本发明的一个方面，还包括：六效蒸发器、冷凝水收集槽、混合冷凝器和缓冲槽；
14.所述凝固浴循环泵的出口与所述六效蒸发器的塔顶入口通过管路相连通；
15.所述六效蒸发器的第一塔顶出口与所述凝固浴循环槽通过管线相连通；
16.所述六效蒸发器的第二塔顶出口与所述混合冷凝器的塔顶第一入口相连通；
17.所述六效蒸发器的塔釜出口通过管线与所述冷凝水收集槽相连通；
18.所述混合冷凝器的塔釜出口通过管线与所述缓冲槽相连通。
19.根据本发明的一个方面，还包括：凝固浴节水槽，第一离心泵组；
20.所述凝固浴节水槽与所述冷凝水收集槽相连通，用于收集所述冷凝水收集槽溢出的液体；
21.所述第一离心泵组分别与所述凝固浴节水槽和所述缓冲槽相连通，用于将所述凝固浴节水槽中的液体送入所述缓冲槽。
22.根据本发明的一个方面，所述第一离心泵组与所述缓冲槽相连通的管线上设置有第一支管，所述第一支管与所述第一离心泵组的机封水管线相连。
23.根据本发明的一个方面，还包括：第二离心泵组；
24.所述第二离心泵组分别与所述缓冲槽和第二段所述水洗槽的进水口相连通。
25.根据本发明的一个方面，所述混合冷凝器的塔顶第二入口可选择的与外界水管相连通或通过水处理系统与第二段所述水洗槽的出水口相连通；
26.第一段所述水洗槽的进水口与外界的除盐水水管相连通。
27.根据本发明的一个方面，每段所述水洗槽中均间隔的布置有用于对丝束进行固定的导杆；
28.所述导杆为玻璃导杆。
29.根据本发明的一个方面，每段所述水洗槽的出水口还分别连接有排污管。
30.为实现上述发明目的，本发明提供丝束洗涤方法，包括以下步骤：
31.s1.沿丝束洗涤方向，向水洗单元中处于第一段的水洗槽中通入除盐水，以及向其余所述水洗槽通入一次水；
32.s2.将第一段的水洗槽中输出的水通入凝固浴循环单元和/或芒硝溶解单元，将其余所述水洗槽中输出的液体送至水处理系统，经水处理合格后再进入一次水系统，用于混合冷凝器冷凝。
33.根据本发明的一个方面，步骤s2中，若第一段的水洗槽中输出的水通过过滤单元后通入至凝固浴循环单元，则输出的水通过凝固浴循环槽后输入至六效蒸发器，并在所述六效蒸发器中蒸发浓缩处理后送至所述凝固浴循环槽。
34.根据本发明的一个方面，步骤s2中，所述六效蒸发器中蒸发产生的蒸汽通过管线送入混合冷凝器与从第二入口输入所述混合冷凝器液体进行气液混合，并将混合后产生的塔釜液送入至缓冲槽。
35.根据本发明的一个方面，步骤s2中，所述六效蒸发器中塔釜液送入冷凝水收集槽，待液位到达预设高度则通过管线溢流至凝固浴节水槽；
36.与凝固浴节水槽相连的第一离心泵组将所述凝固浴节水槽中的一部分液体通过管线送至缓冲槽，将另一部分液体通过第一支管送至所述第一离心泵组的机封水管线，用于对所述第一离心泵组冷却后回流至冷凝水收集槽。
37.根据本发明的一个方面，步骤s2中，第二离心泵组将所述缓冲槽储存的恒温液体送至所述水洗槽的进水口。
38.根据本发明的一个方面，若第一段的水洗槽中输出的液体通入芒硝溶解单元，则输出的液体与所述芒硝溶解单元中的芒硝混合后输出至所述凝固浴循环槽。
39.根据本发明的一个方面，向第一段的所述水洗槽通入的除盐水的水温为42
±
3℃；
40.向第二段的所述水洗槽通入一次水的水温为42
±
3℃。
41.在本发明中，水洗槽的除盐水和一次水的温度设定越高耗能越高，温度低丝束洗涤效果会降低，根据生产经验总结，将水温设置为42
±
3℃既可以满足丝束洗涤要求，同时水洗的能耗最优，达到洗涤和能耗最优平衡。
42.根据本发明的一种方案，在聚乙烯醇纤维制造过程中，不仅达到提高了丝束洗涤效果，而且减少丝束洗涤装置中微生物的积蓄，降低了丝束洗涤排水中硫酸盐含量和处理污水回用成本，以及还降低了芒硝、除盐水的消耗。
43.根据本发明的一种方案，对水洗单元进行改造并分为多段水洗槽结构，这样可以通过采用不同的水分别进行丝束洗涤，这样对提高丝束洗涤效果，减少丝束洗涤装置中微生物积蓄的极为有利。此外，由于第一段水洗槽为预洗涤，将丝束上携带的大量芒硝进行预洗涤后回收利用，第二段水洗槽洗涤丝束，丝束上携带的芒硝减少，从而排入水处理系统水中芒硝含量降低，实现了降低除第一段水洗槽外的其他水洗槽中洗涤排水中硫酸盐的含量，进一步对降低处理污水回用成本有利。
44.根据本发明的一种方案，通过并列的设置多个过滤器构成的过滤单元将第一段水洗槽输出的水进行过滤净化后输入到后面的凝固浴循环单元，这样保证了进入凝固浴循环单元的水的纯净度，对保证凝固浴循环单元的长时间稳定运行有利。此外，在过滤单元中通过并列设置多个过滤器，这样不仅有效提高了本发明的过滤效率，还有效保证了过滤单元能够长时间稳定运行，避免了由于过滤器数量少产生堵塞时导致整个系统停机的弊端。
45.根据本发明的一种方案，通过将第一段水洗槽中的排出水进行凝固浴循环单元的回收，有效的回收了其中的芒硝，进而降低了丝束生产过程中的芒硝消耗。同时，选择性的将该排出水加入到芒硝溶解单元用于溶解芒硝，这样可以使得溶解芒硝后的水直接应用到丝束生产过程中，不仅提高了排出水的利用率，简化了排出水的处理过程，而且还简化了整个丝束的生产过程。通过上述设置，除盐水可节约约0.15吨/吨聚乙烯醇纤维，芒硝可节约约0.0084吨/吨聚乙烯醇纤维。
附图说明
46.图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的丝束洗涤装置的结构图。
具体实施方式
47.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
49.下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
50.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种丝束洗涤装置，包括：水洗单元11，与水洗单元11相连的过滤单元12，与过滤单元12相连接的凝固浴循环单元13和芒硝溶解单元14。在本实施方式中，沿丝束洗涤方向，水洗单元11设置有多段依次连接的水洗槽111a，111b，且每个水洗槽111a，111b分别设置有进水口1111a，1111b和出水口1112a，1112b。在本实施方式中，沿丝束洗涤方向，处于第一段的水洗槽111a的出水口1112a与过滤单元12相连接。在本实施方式中，水洗槽111a，111b具有两段，其还可以设置为更多段，而其他段的水洗槽的结构与第二段水洗槽的结构保持一致。
51.根据本发明，对水洗单元11进行改造并分为多段水洗槽结构，这样可以通过采用不同的水分别进行丝束洗涤，这样对提高丝束洗涤效果，减少丝束洗涤装置中微生物积蓄的极为有利。此外，还降低了除第一段水洗槽外的其他段水洗槽中洗涤排水中硫酸盐的含量(即因第一段水洗槽为预洗涤，将丝束上携带的大量芒硝进行预洗涤后回收利用，第二段水洗槽洗涤丝束，丝束上携带的芒硝减少，从而排入水处理系统水中芒硝含量降低)，进一步对降低处理污水回用成本有利。
52.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，过滤单元12包括多个过滤器121，且多个过滤器121相互并列设置。在本实施方式中，过滤单元12采用两个过滤器121并列设置。
53.通过上述设置，通过并列的设置多个过滤器121构成的过滤单元将第一段水洗槽输出的水进行过滤净化后输入到后面的凝固浴循环单元13，这样保证了进入凝固浴循环单元的水的纯净度，对保证凝固浴循环单元的长时间稳定运行有利。此外，在过滤单元中通过并列设置多个过滤器，这样不仅有效提高了本发明的过滤效率，还有效保证了过滤单元能够长时间稳定运行，避免了由于过滤器数量少产生堵塞时导致整个系统停机的弊端。
54.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，凝固浴循环单元13包括：凝固浴循环槽131和凝固浴循环泵132。在本实施方式中，凝固浴循环槽131与过滤单元12的出口相连；凝固浴循环泵132的入口与凝固浴循环槽131相连，用于输出凝固浴循环槽131底部的液体。在本实施方式中，凝固浴循环槽131起到水封真空的作用，以保证本方案中的液体流经过程的顺利进行。在本实施方式中，凝固浴循环泵132并列的设置有多台(如两台、三台等)。通过将凝固浴循环泵132设置为多台，可以实现其单独使用或组合使用，使得其工作效率和效能更高，同时还有利于避免单台泵出现损坏而导致整个系统装置停机的风险，使得本方案中的装置能够长期稳定运行。
55.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，芒硝溶解单元14与过滤单元12的出口相连。在本实施方式中，芒硝溶解单元14与凝固浴循环单元13相连通的连接在过滤单元12的出口上，并且在芒硝溶解单元14与凝固浴循环单元13的接入管路上分别设置控制阀，这样实现了过滤单元12输出的液体能够选择性的流入芒硝溶解单元14和/或凝固浴循环单元13中。在本实施方式中，若过滤单元12输出的液体输入芒硝溶解单元14，则在完成了芒硝溶解后，将芒硝溶解单元14中的液体输送到凝固浴循环槽131中。
56.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的丝束洗涤装置还包括：六效蒸发器15、冷凝水收集槽16、混合冷凝器17和缓冲槽18。
57.在本实施方式中，凝固浴循环泵132的出口与六效蒸发器15的塔顶入口通过管路相连通。通过上述设置，凝固浴循环泵132将凝固浴循环槽131中的液体直接送至六效蒸发器15。在本实施方式中，六效蒸发器15的第一塔顶出口与凝固浴循环槽131通过管线相连
通。通过上述设置，使得在六效蒸发器15浓缩后含有芒硝的液体返回到凝固浴循环槽131，保证了凝固浴循环槽131中芒硝浓度的稳定，进而解决了芒硝浓度不足的弊端，并且使得芒硝的复用率高。在本实施方式中，六效蒸发器15的第二塔顶出口与混合冷凝器17的塔顶第一入口相连通；通过上述设置，六效蒸发器15中产生的蒸汽可直接通入混合冷凝器17中，实现对六效蒸发器15中产生的蒸汽中所携带的能量进行回收，进而使得本方案中能量回收的效率更高，节约了能源。在本实施方式中，六效蒸发器15的塔釜出口通过管线与冷凝水收集槽16相连通，其中，冷凝水收集槽16也起到了水封真空的作用，保证了整个系统的正常稳定运行。在本实施方式中，混合冷凝器17的塔釜出口通过管线与缓冲槽18相连通。通过混合冷凝器17中对六效蒸发器15输出的蒸汽进行冷凝，并再回收后形成恒温热液，进而将其送至缓冲槽18中缓冲，使得其能够保持对后续工序的稳定供液，对保证本方案的正常稳定运行有益。在本实施方式中，缓冲槽相当于水洗槽进水的缓冲槽，保证进入水洗槽的水温度和压力恒定。
58.根据本发明，通过采用六效蒸发器15对凝固浴循环槽131浴液进行蒸发浓缩，保证凝固浴循环槽131浴液的浓度在工艺要求范围内，蒸发器所产生的冷凝水进行回收利用。
59.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的丝束洗涤装置还包括：凝固浴节水槽19，第一离心泵组20。在本实施方式中，凝固浴节水槽19与冷凝水收集槽16相连通，用于收集冷凝水收集槽16溢出的液体。在本实施方式中，第一离心泵组20分别与凝固浴节水槽19和缓冲槽18相连通，用于将凝固浴节水槽19中的液体送入缓冲槽18。在本实施方式中，第一离心泵组20也采用多台离心泵组成(如两台、三台或者更多台)，从而可实现泵机组中离心泵的单台运行或组合运行，实现了整个系统的灵活稳定运行。
60.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，第一离心泵组20与缓冲槽18相连通的管线上设置有第一支管201，第一支管201与第一离心泵组20的机封水管线相连。通过第一支管201输出的液体可用于对第一离心泵组20进行冷却，然后回流至冷凝水收集槽16中，不仅实现了对第一离心泵组20的降温冷却，还回收了第一离心泵组20所产生的热量，极大的提高了本方案的资源利用率。
61.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的丝束洗涤装置还包括：第二离心泵组21。在本实施方式中，第二离心泵组21分别与缓冲槽18和第二段所述水洗槽111b的进水口1111b相连通。在本实施方式中，第二离心泵组21中的离心泵设置有多台(如，两台、三台或者更多台)，第二离心泵组中的离心泵是可单台运行或组合运行的，实现了运行过程的灵活稳定，对保证本方案的整体稳定性有益。
62.通过上述设置，本方案中实现了水洗单元11中液体的循环利用，有效提高了整个装置的资源利用率。
63.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，混合冷凝器17的塔顶第二入口17a可选择的与外界水管相连通或者通过水处理系统与第二段水洗槽111b的出水口1112b相连通。通过上述设置，实现了对水洗槽111b中液体的再利用，将其液体与六效蒸发器中输出的蒸汽进行气液混合，不仅回收了蒸汽还回收了蒸汽中所具有的热量，有效提高了本方案的资源利用效率。当然，需要向系统中补充水分时，可通过外界水管接入，以使得整个系统中的水循环处于稳定状态。
64.在本实施方式中，第一段水洗槽111a的进水口1111a与外界的除盐水水管相连通。
65.根据本发明的一种实施方式，每段水洗槽111a，111b的出水口1112a，1112b还分别连接有排污管。通过上述设置，当水洗槽中的液体在循环过多无法再次利用的情况下，通过排污管有利于整个系统补充新的液体，以达到整体对丝束洗涤的质量。
66.根据本发明的一种实施方式，第一段的水洗槽111a与第二段的水洗槽111b的长度比例为1:10。研究发现，通过上述设置，既实现了对丝束洗涤质量的保证，尤其是将第二段水洗槽加长进而可以有效提高本方案的洗涤效率，节约了洗涤时间，进一步使得前后两段水洗槽的洗涤过程保持同步，同时降低除盐水的消耗，最终降低生产成本。
67.根据本发明的一种实施方式，水洗单元11中，每段水洗槽111a，111b中均间隔的布置有用于对丝束进行固定的导杆。在本实施方式中，导杆为玻璃导杆。在本实施方式中，在对丝束进行水洗的过程中，由于丝束在水中容易漂浮或聚集，进而通过导杆对丝束上下压放，控制洗涤槽内水流速，更好的达到洗涤效果。在本实施方式中，丝束穿过两根玻璃导杆之间，两根玻璃导杆之间的距离10-20cm，一方面限制了丝束通过的方式，另一方面起到榨液的作用，将丝束中所携带的芒硝溶液压榨回用。
68.通过在相邻的水洗槽之间设置导杆保证了丝束能够被顺利的从上游的水洗槽送入下游的水洗槽，不仅有效消除了上下游水洗槽分体所产生的输送障碍，还保证了丝束的输送效率。
69.根据本发明的一种实施方式，本发明的丝束洗涤方法，包括以下步骤：
70.s1.沿丝束洗涤方向，向水洗单元11中处于第一段的水洗槽111a中通入除盐水，以及向其余水洗槽111b通入一次水；需要指出的是，进入混合冷凝器17时是一次水，进入其余水洗槽111b的水是通过混合冷凝器17混合冷凝后的水，也可称之为一次水。“一次水”指地下水或河流水经过处理后能够在工业上应用的非循环使用水。
71.s2.将第一段的水洗槽111a中输出的水通入凝固浴循环单元13和/或芒硝溶解单元14，将其余水洗槽111b中输出液体送至水处理系统，经水处理合格后再进入一次水系统，用于混合冷凝器17冷凝。
72.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，步骤s2中，若第一段的水洗槽111a中输出的水通过过滤单元12后通入至凝固浴循环单元13，则输出的水通过凝固浴循环槽131后输入至六效蒸发器15，并在六效蒸发器15中蒸发浓缩处理后送至凝固浴循环槽131。
73.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，步骤s2中，六效蒸发器15中蒸发产生的蒸汽通过管线送入混合冷凝器17与从第二入口17a输入混合冷凝器17液体进行气液混合，并将混合后产生的塔釜液送入至缓冲槽18。在本实施方式中，缓冲槽相当于水洗槽进水的缓冲槽，保证进入水洗槽的水温度和压力恒定。
74.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，步骤s2中，六效蒸发器15中塔釜液送入冷凝水收集槽16，待液位到达预设高度则通过管线溢流至凝固浴节水槽19；在本实施方式中，与凝固浴节水槽19相连的第一离心泵组20将凝固浴节水槽19中的一部分液体通过管线送至缓冲槽18，将另一部分液体通过第一支管201送至所述第一离心泵组20的机封水管线，用于对第一离心泵组20冷却后回流至冷凝水收集槽16。
75.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，步骤s2中，第二离心泵组将所述缓冲槽18储存的恒温液体送至所述水洗槽111b的进水口1111b。
76.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，若第一段的水洗槽111a中输出的液体通
入芒硝溶解单元14，则输出的液体与所述芒硝溶解单元14中的芒硝混合后输出至凝固浴循环槽131，此处输出的液体，其实就是丝束预洗涤后的水，将丝束上携带的大量芒硝液洗掉，用上述预洗涤后的进行芒硝的溶解，再进入凝固浴循环槽进行补正。
77.如图1所示，根据本发明的一种实施方式，向第一段的水洗槽111a通入的除盐水的水温为42
±
3℃；
78.向第二段的水洗槽111b通入一次水的水温为42
±
3℃。
79.根据本发明，通过将水洗单元分段设置，这样在不同段的水洗槽中通入不同的水进行丝束洗涤，可以有效的节约不同水质的用水量。尤其是除盐水的用量被有效降低，进而对节约成本有利。
80.根据本发明，通过将第一段水洗槽中的排出水进行凝固浴循环单元13的回收，有效的回收了其中的芒硝，进而降低了丝束生产过程中的芒硝消耗。同时，选择性的将该排出水加入到芒硝溶解单元用于溶解芒硝，这样可以使得溶解芒硝后的水直接应用到丝束生产过程中，不仅提高了排出水的利用率，简化了排出水的处理过程，回收了排出水中的芒硝，而且还简化了整个丝束的生产过程。通过上述设置，除盐水可节约约0.15吨/吨聚乙烯醇纤维，芒硝可节约约0.0084吨/吨聚乙烯醇纤维。
81.上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
82.以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。