CN101899720A - 氨纶纺丝甬道空气抽吸装置及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明在纺丝甬道出丝口附近增设了空气抽吸装置，每纺位空气抽吸量为5Nm³/h～15Nm³/h。将出丝口吸入的空气单独分离、分别处理，从而减少废气抽吸量，使排空量减少，废气含氧量降低，减少氮气置换量，增加废气回用量，进一步达到节能减排，低碳生产的环保目标。空气抽吸装置包括甬道筒体、吸气腔体、吸气孔、挡气板、抽气法兰接口；吸气腔体呈矩形截面并环绕在甬道筒体外壁上，和甬道筒体组成密闭的吸气空腔，被吸气腔体包围着的甬道筒体上设置了数排吸气孔，沿圆周均布。抽气法兰接口和吸气空腔连通，呈圆弧形片段的挡气板设置在邻近抽气法兰接口的吸气空腔内，挡气板中心和抽气法兰接口的轴心线对齐。

Description

氨纶纺丝甬道空气抽吸装置及其工艺 

技术领域

本发明涉及化纤纺丝设备及其工艺，具体指氨纶纺丝甬道空气抽吸装置及其工艺。 

背景技术

本公司采用的日清纺干法纺丝属于当今世界上较先进的氨纶纺丝工艺，氨纶丝耐热性、伸度具有独特的优势，丝质性能较好，已得到用户的普遍认可。缺点是设备投资较大，氮气消耗相对较高，在纺丝工序中有含微量DMAC的废气排放(DMAC对人体肝肪有一定的损害)。 

传统的氨纶生产工艺流程是：含有DMAC溶剂的纺丝原液，通过计量泵精确计量，从纺丝头纺出，在纺丝甬道中DMAC溶剂蒸发，聚合物以一定的速率冷却形成氨纶丝束，经专用卷绕装置卷绕在筒管上。 

甬道底部是出丝口，所以必须是开放的，在丝束流出的过程中，为了防止含DMAC溶剂的挥发气体随同一起逃逸，减少有害气体对工作环境的影响，所以出丝口必须呈负压状态，甬道底部需要有20Nm³/h～30Nm³/h的空气逆丝束流出方向涌入，迎头拦堵废气。为此在纺丝甬道底部C段抽吸的废气流量必须有严格的工艺要求。抽吸的含DMAC溶剂的废气通过冷凝、洗涤处理后，得到DMAC水溶液，将其输送至精制***回收DMAC溶剂。而处理后的废气(含微量DMAC)排放掉一定的 量，大部份废气补加适量氮气以调整氧含量后，经加热后，重新输送到纺丝头中回用。DMAC溶剂是一种易燃易爆物质，其挥发气体达到一定浓度时遇到充足的氧气会发生***，而氮气是惰性气体，补充氮气可以降低纺丝甬道中的氧含量。为了满足原液中DMAC溶剂蒸发的工艺要求，在纺丝头中必须加入每纺位50Nm³/h～60Nm³/h的高温惰性气体(以40D计)，其含氧量设定为7.8％以下(***上限为13％)。在实际生产中为了降低回用废气中的含氧量，需要消耗大量的氮气进行置换；多余的废气排空放出，含少量DMAC成份的排放废气对环境造成一定的污染。 

本公司经过多年探索，在纺丝工艺流程中增加了一个氮气补加工序。专利申请号为201010214922.4的《氨纶纺丝甬道氮气补加装置及其工艺》在纺丝甬道D段中增设了氮气补加装置，氮气是惰性气体，由于氮气的填充，使甬道底部吸入口的气流负压降低，从而减少了空气吸入量，导致回收废气中的含氧量降低，减少置换氮气的消耗量，其减少的消耗量远大于在甬道D段补加的氮气用量，经济效益巨大；间接带来的效果是废气排空量明显减少，排空废气中的DMAC含量降低，达到节能减排、低碳生产的环保目标。 

发明内容

本发明的目的，是为了将甬道出丝口吸入的空气单独分离、分别处理，从而减少***抽吸废气量，使排空量减少；同时进一步降低抽吸废气中的含氧量，减少氮气置换量，增加废气回用量，达到节能减排，低碳生产的环保目标。 

本发明的目的是通过下述技术方案得以实现的，在纺丝工艺流 程中增加了一个空气抽吸工序。氨纶纺丝甬道空气抽吸装置工艺，其特征在于：在纺丝甬道出丝口附近增设了空气抽吸装置，每纺位空气抽吸量为5Nm³/h～15Nm³/h，抽吸的空气经冷凝和洗涤后排空释放，含少量DMAC的水溶液被送往精制***回收。 

在正常情况下，甬道顶部输入的惰性气体量+氮气补加装置补加的氮气量+甬道底部吸入空气量＝***抽吸废气量+空气抽吸装置的空气抽吸量。 

空气抽吸装置的设置，在甬道底部吸入空气量保持不变的工艺条件下，可以减少***废气抽吸量。空气抽吸装置设置在甬道出丝口附近，由于气流有走最短途径的趋向，涌入出丝口的空气量绝大部份由空气抽吸装置抽吸；而从甬道下来的废气基本上从废气回收***抽出，“清浊分流”的结果使***抽吸废气中的含氧量大大降低，废气回用量增大、排空减少、氮气置换量降低。 

为了确保极少量进入空气抽吸装置中的DMAC挥发物能充分回收，我们对抽吸空气进行了冷凝和洗涤处理后再排空。在生产管理上，我们定期测试洗涤水溶液中的DMAC浓度，达到一定值时，进行置换，并将收集到的DMAC水溶液送到精制***回收。 

空气抽吸装置和氮气补加装置的功能是相互补充和相互增强的，每一个***单独使用都有效，但联合使用将达到更加明显、更加完美的效果。 

氨纶纺丝甬道空气抽吸装置位于纺丝甬道D段下部，靠近甬道出丝口。空气抽吸装置包括甬道筒体、吸气腔体、吸气孔、挡气板、抽气法兰接口；吸气腔体呈矩形截面并环绕在甬道筒体外壁上，和甬道筒体外壁组 成密闭的吸气空腔，被吸气腔体包围着的甬道筒体外壁上设置了数排吸气孔，沿圆周均布。抽气法兰接口设置在吸气腔体外壁，和吸气空腔连通。挡气板呈圆弧形片段，悬空设置在邻近抽气口的吸气空腔内，挡气板中心和抽气法兰接口的轴心线对齐。 

当罗茨风机从抽气法兰接口往外抽吸空气时，在环形吸气空腔内形成一定的负压，从甬道出丝口补充的空气通过吸气孔进入吸气空腔，由于吸气孔沿甬道筒体圆周密布，众多园孔累加的截面积很大，再加上挡气板的设置，使正对抽气口的一些吸气口气体流量不至于特别大，所以抽气不会在甬道内形成高速、高压气流，不会使下行的丝束产生飘动，从而影响产品质量。 

附图说明

图1为本发明前的增设了氮气补加装置的氨纶纺丝工艺流程图 

图2为本发明空气抽吸装置的工艺流程图 

图3为纺丝甬道C段、D段结构示意图 

图4为空气抽吸装置的结构立体图(为了看清内部结构，放大后又剖去了部分吸气腔体) 

附图标记说明： 

1吸气腔体、1-1抽气法兰接口、1-2挡气板、2甬道筒体、2-1吸气孔、3氮气补加环形管、3-1氮气补加口、4废气抽吸口、5出丝口。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步阐述本发明： 

如图2-图4所示，废气抽吸装置设置在纺丝甬道C段，氮气补加装置设置在纺丝甬道D段上部，空气抽吸装置安装在D段下部，靠近甬道底部出丝口5。 

当丝束和混合着气态DMAC的废气下行到甬道C段时，废气抽吸口4把甬道筒体2下来的废气基本上抽光，抽吸造成的负压同时也从甬道底部出丝口5把空气吸入。由于氮气补加环形管3向甬道充入氮气，降低了抽吸负压，使甬道底部进入的空气量减少。本发明在出丝口5附近增设的空气抽吸装置运行时，罗茨风机从抽气法兰接口1-1往外抽吸空气，优选方案为每纺位空气抽吸量为10Nm³/h，在环形吸气腔体1内形成一定的负压。甬道出丝口5补充的空气通过5排吸气孔2-1进入吸气腔体1，气流有走最短途径的趋向，从甬道底部出丝口5吸入的空气基本上全部从抽气法兰接口1-1抽出，在保证废气抽吸量和甬道底部空气涌入量维持工艺要求不变的前提下，空气抽吸装置的运行起到了“清浊分流”的作用，含DMAC挥发物的废气从废气抽吸装置抽出，其含氧量相当低但含DMAC成份较高，正好接近回用废气的要求；从甬道底部出丝口吸入的空气从空气抽吸装置抽出，其含氧量较高但含DMAC成份相当低，接近国家排放标准。从出丝口5进入甬道的空气在本发明实施前都会进入废气抽吸装置，增加了废气排放量，更增加了废气中的含氧量，使处理回用废气的氮气置换量增加。本发明对回用废气和出丝口的抽吸空气分别采取不同的处理方式，效果更好，处理成本更低。 

由于气体紊流的存在，难免会有极少量废气混入到空气抽吸装置里，为了把排空气体中的有害物质降低到最少，我们在排放前对气体进行了冷 凝和洗涤，把滞留了DMAC成份的过滤水也送到精制***中去进行回收，当然其浓度仅为废气回用装置中过滤水的十几分之一。 

本公司12000吨/年产能(360纺位)，投运了空气抽吸装置后，可节省氮气＝(18.2-11.0)×360＝2592NM³/hr， 

制氮ATLAS ZR400空压机参数： 

空气排量3774NM³/hr， 

功率：400Kw 

(备注：深冷制氮装置氮气提取率为：40％) 

从而每小时节电：2592×400÷40％÷3774＝687Kw/hr 

年节省成本：687×24×350×0.63＝363(万元/年)。 

Claims (3)

1.氨纶纺丝甬道空气抽吸装置工艺，其特征在于：在纺丝甬道底部增设了空气抽吸装置，每纺位空气抽吸量为5Nm³/h～15Nm³/h，抽吸的空气经冷凝和洗涤后排空释放，含少量DMAC的水溶液被送往精制***回收。

2.氨纶纺丝甬道空气抽吸装置位于纺丝甬道D段下部，靠近甬道出丝口，其特征在于：所述的空气抽吸装置包括吸气腔体、甬道筒体、吸气孔、挡气板、抽气法兰接口；吸气腔体呈矩形截面并环绕在甬道筒体外壁上，和甬道筒体外壁组成密闭的吸气空腔，被吸气腔体包围着的甬道筒体外壁上设置了数排吸气孔，沿圆周均布；抽气法兰接口设置在吸气腔体外壁，和吸气空腔连通。

3.根据权利要求2所述的氨纶纺丝甬道空气抽吸装置，其特征在于：所述的挡气板呈圆弧形片段，悬空设置在邻近抽气口的吸气空腔内，挡气板中心和抽气法兰接口的轴心线对齐。

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