一种Lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统的制作方法

本实用新型属于化纤纺丝设备领域，特别是涉及一种lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统。

背景技术：

4-甲基吗啉-n-氧化物（简称nmmo）—纤维素（木浆粕）溶液纺丝（简称lyocell）所使用的木浆粕“白度”一般为93%以上，nmmo为无色液体，纺丝溶液制备过程中，如果温度调控不好，所纺丝之“白度”会很低，达不到纺织行业的一般要求。本实用新型就是针对螺杆法制浆中的温度控制问题提出的。

螺杆法制备lyocell纤维纺丝液所需溶剂为质量分率87%以上的4-甲基吗啉-n-氧化物（简称nmmo）水化物，常温下呈固态，生产中由低浓度的nmmo蒸发水分制得，制得时温度一般在110℃以上，在这个温度下储存，nmmo变色很快，对所制纺丝液的色泽影响很大，因此需尽快降低其温度和储存时间，以降低nmmo变色程度。

当nmmo和木浆粕粉在螺杆中混合、溶解时，适宜的温度能够加快溶解速度，但螺杆的搅拌（剪切）会使溶解中的物质混合物温度升高，过高的温度会使木浆粕分解、变色，对所制纺丝液的色泽影响亦很大，因此，对螺杆腔体的温度也需加以控制。

当上述混合物变成纺丝液从螺杆中被挤出时，其温度很高，需尽快降温至适合纺丝的温度输送到纺丝工序，以降低纺丝液的变色程度。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，此控制系统能够控制纺丝液中nmmo的温度，进而保证其始终维持在设定的温度，在一定程度上保证了纺丝的白度；此外此控制系统能够控制纺丝液温度，进而保证其始终维持在设定的温度，最终保证了纺丝的白度。

为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，它包括高温nmmo溶液原料进管，所述高温nmmo溶液原料进管与第一换热器相连，所述第一换热器的出液口与储罐相连，所述第一换热器的换热腔体连接有用于对其进行换热的冷凝系统，所述储罐的底部出液管通过化工泵与螺杆机的nmmo溶液进料管相连，所述储罐的外部缠绕有用于对其进行保温的盘管，所述盘管与保温循环系统相连；所述螺杆机上并靠近nmmo溶液进料管的位置连接有浆粕粉进料管；沿着螺杆机的输送方向设置有多个相对独立的温度控制单元，每个温度控制单元都分别设置有降温水道和电加热元件；所述螺杆机的出液口与用于对混合液进行降温和保温的主换热器相连，所述主换热器上连接有温度调节系统，所述主换热器的出口与浆液泵相连。

所述冷凝系统包括第一高位水槽，所述第一高位水槽的出水口通过第一水泵与第二换热器相连，所述第二换热器的出水口与第一换热器的换热腔体相连通，所述第一换热器的换热腔体出口通过回流管与第一高位水槽相连通；

所述高温nmmo溶液原料进管和储罐之间通过横管相连连通，所述横管上，并位于第一换热器和储罐之间安装有第一阀门。

所述第一高位水槽上连接有第一净化水补水管；所述第一净化水补水管上安装有用于控制第一高位水槽水位的第一浮球阀，所述第二换热器的换热腔体进口与外接冷却水进管相连，所述外接冷却水进管上安装有第一调节阀，所述第二换热器的换热腔体出口与外接冷却水出管相连。

所述保温循环系统包括第二高位水槽，所述第二高位水槽上连接有第二净化水补水管；所述第二净化水补水管上安装有用于控制第二高位水槽水位的第二浮球阀，所述第二高位水槽的出水口通过第二水泵与第三换热器相连，所述第三换热器的出水口与盘管的进水口相连，所述盘管的出水口与第二高位水槽相连；

所述第三换热器的换热腔体上连通有第一蒸汽进管和第一冷凝水出管，所述第一蒸汽进管上安装有第二调节阀；

所述第一换热器的出液口位置安装有第一温度传感器，所述储罐上安装有第二温度传感器；

所述保温循环系统的第三换热器的出液口位置安装有第三温度传感器。

每个所述温度控制单元的降温水道都连接有进水管，每个所述进水管上安装有电磁阀，所有进水管都通过第三水泵与第一水箱的出水口相连；每个所述降温水道的出水口都与总回流管相连，所述总回流管与第四换热器相连，所述第四换热器的出口与第一水箱相连通；

所述第一水箱上连接有第三净化水补水管，所述第三净化水补水管上安装有用于控制第一水箱水位的第三浮球阀；

所述第四换热器的换热腔体的进水管连接有第一公共冷却水进管，所述换热腔体的出水管连接有第一公共冷却水回管；

每个所述温度控制单元上都分别安装有第四温度传感器；

所述主换热器的出口位置安装有第五温度传感器。

所述温度调节系统包括第二水箱，所述第二水箱的出水口与第五换热器的进水口相连，所述第五换热器的出水口与第六换热器的进水口相连，所述第六换热器的出水口通过第四水泵与主换热器的进水口相连，所述主换热器的出水口与第五换热器的进水口相连。

所述第二水箱上连接有第四净化水补水管，所述第四净化水补水管上安装有用于控制第二水箱水位的第四浮球阀；

所述第五换热器的换热腔体进水口与第五净化水补水管相连，其换热腔体的出水口与第二公共冷却水回管相连，所述第五净化水补水管上安装有第三调节阀。

所述第六换热器的换热腔体进口与第二蒸汽进管相连，所述换热腔体出口与第二冷凝水出管相连通，所述第二蒸汽进管上安装有第四调节阀。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过采用上述的温控系统能够对纺丝液制备工艺过程中的关键工艺中温度进行有效的控制和调节，进而使其满足纺丝要求，达到提高纺丝丝束白度的要求。具体工作过程中，通过冷凝系统用于对高温nmmo溶液进行有效的降温，通过保温循环系统再对降温之后的nmmo溶液进行保温，使其保持在设定温度，满足后续的工艺流程。

2、冷凝系统能够控制纺丝液中nmmo的温度，进而保证其始终维持在设定的温度，最终保证了纺丝的白度。

3、通过第一阀门能够保证在溶液输送完成之后，将第一换热器内部的nmmo溶液全部放入到储罐，防止其在第一换热器内部残留。

4、通过上述的保温循环系统能够对储罐进行保温，进而保证了进入到螺杆机内部的nmmo溶液的温度为设定温度。

5、通过第一温度传感器能够用于检测换热之后的nmmo溶液的温度，当温度降低达不到设定温度时，通过反馈控制第一调节阀的开度，进而控制第二换热器的换热效果。

6、通过第三温度传感器用于检测盘管进水口的温度，进而保证设定的保温温度，而且第三温度传感器能够对第二调节阀进行反馈调节，进而保证蒸汽的供应，以保证换热之后水的温度。

7、通过采用上述的温度控制单元，能够精确的控制每个单元的温度，进而使其沿着设定的温度梯度输送。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型系统图。

图2为本实用新型图1中nmmo溶液制备的系统图。

图3为本实用新型图1中纺丝液制备的系统图。

图中：第一换热器1、第一温度传感器2、第一阀门3、储罐4、第二温度传感器5、盘管6、化工泵7、第二水泵8、第三换热器9、第三温度传感器10、第二调节阀11、第二高位水槽12、第一高位水槽13、第一调节阀14、第一水泵15、第二换热器16、第二浮球阀17、第一浮球阀18、高温nmmo溶液原料进管19、第一净化水补水管20、外接冷却水进管21、外接冷却水出管22、第二净化水补水管23、第一蒸汽进管24、第一冷凝水出管25、螺杆机26、第四换热器27、第一水箱28、第三浮球阀29、第三水泵30、电磁阀31、第四温度传感器32、第二水箱33、第四浮球阀34、第五温度传感器35、主换热器36、第三调节阀37、第五换热器38、第四调节阀39、第六换热器40、第四水泵41、浆液泵42、nmmo溶液进料管43、浆粕粉进料管44、第一公共冷却水回管45、第一公共冷却水进管46、第三净化水补水管47、第四净化水补水管48、第二公共冷却水回管49、第二冷凝水出管50、第二蒸汽进管51。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1

参见图1-3，一种lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统，它包括高温nmmo溶液原料进管19，所述高温nmmo溶液原料进管19与第一换热器1相连，所述第一换热器1的出液口与储罐4相连，所述第一换热器1的换热腔体连接有用于对其进行换热的冷凝系统，所述储罐4的底部出液管通过化工泵7与螺杆机26的nmmo溶液进料管43相连，所述储罐4的外部缠绕有用于对其进行保温的盘管6，所述盘管6与保温循环系统相连；所述螺杆机26上并靠近nmmo溶液进料管43的位置连接有浆粕粉进料管44；沿着螺杆机26的输送方向设置有多个相对独立的温度控制单元，每个温度控制单元都分别设置有降温水道和电加热元件；所述螺杆机26的出液口与用于对混合液进行降温和保温的主换热器36相连，所述主换热器36上连接有温度调节系统，所述主换热器36的出口与浆液泵42相连。通过采用上述的温控系统能够对纺丝液制备工艺过程中的关键工艺中温度进行有效的控制和调节，进而使其满足纺丝要求，达到提高纺丝丝束白度的要求。具体工作过程中，通过冷凝系统用于对高温nmmo溶液进行有效的降温，通过保温循环系统再对降温之后的nmmo溶液进行保温，使其保持在设定温度，满足后续的工艺流程。

进一步的，所述冷凝系统包括第一高位水槽13，所述第一高位水槽13的出水口通过第一水泵15与第二换热器16相连，所述第二换热器16的出水口与第一换热器1的换热腔体相连通，所述第一换热器1的换热腔体出口通过回流管与第一高位水槽13相连通；此控制系统能够控制纺丝液中nmmo的温度，进而保证其始终维持在设定的温度，最终保证了纺丝的白度。具体使用过程中，通过冷凝系统用于对高温nmmo溶液进行有效的降温，通过保温循环系统再对降温之后的nmmo溶液进行保温，使其保持在设定温度，满足后续的工艺流程。

进一步的，所述高温nmmo溶液原料进管19和储罐4之间通过横管相连连通，所述横管上，并位于第一换热器1和储罐4之间安装有第一阀门3。通过第一阀门3能够保证在溶液输送完成之后，将第一换热器1内部的nmmo溶液全部放入到储罐4，防止其在第一换热器1内部残留。

进一步的，所述第一高位水槽13上连接有第一净化水补水管20；所述第一净化水补水管20上安装有用于控制第一高位水槽13水位的第一浮球阀18，所述第二换热器16的换热腔体进口与外接冷却水进管21相连，所述外接冷却水进管21上安装有第一调节阀14，所述第二换热器16的换热腔体出口与外接冷却水出管22相连。通过上述的第一调节阀14能够用于控制第二换热器16的换热效果。

进一步的，所述保温循环系统包括第二高位水槽12，所述第二高位水槽12上连接有第二净化水补水管23；所述第二净化水补水管23上安装有用于控制第二高位水槽12水位的第二浮球阀17，所述第二高位水槽12的出水口通过第二水泵8与第三换热器9相连，所述第三换热器9的出水口与盘管6的进水口相连，所述盘管6的出水口与第二高位水槽12相连；通过上述的保温循环系统能够对储罐4进行保温，进而保证了进入到螺杆机内部的nmmo溶液的温度为设定温度。

进一步的，所述第三换热器9的换热腔体上连通有第一蒸汽进管24和第一冷凝水出管25，所述第一蒸汽进管24上安装有第二调节阀11；通过第二调节阀11用于控制所通入的蒸汽温度。

进一步的，所述第一换热器1的出液口位置安装有第一温度传感器2，所述储罐4上安装有第二温度传感器5；通过第一温度传感器2能够用于检测换热之后的nmmo溶液的温度，当温度降低达不到设定温度时，通过反馈控制第一调节阀14的开度，进而控制第二换热器16的换热效果。

进一步的，所述保温循环系统的第三换热器9的出液口位置安装有第三温度传感器10。通过第三温度传感器10用于检测盘管6进水口的温度，进而保证设定的保温温度，而且第三温度传感器10能够对第二调节阀11进行反馈调节，进而保证蒸汽的供应，以保证换热之后水的温度。

进一步的，每个所述温度控制单元的降温水道都连接有进水管，每个所述进水管上安装有电磁阀31，所有进水管都通过第三水泵30与第一水箱28的出水口相连；每个所述降温水道的出水口都与总回流管相连，所述总回流管与第四换热器27相连，所述第四换热器27的出口与第一水箱28相连通；通过采用上述的温度控制单元，能够精确的控制每个单元的温度，进而使其沿着设定的温度梯度输送。

进一步的，所述第一水箱28上连接有第三净化水补水管47，所述第三净化水补水管47上安装有用于控制第一水箱28水位的第三浮球阀29；通过上述的补水系统能够实现自动补水。

进一步的，所述第四换热器27的换热腔体的进水管连接有第一公共冷却水进管46，所述换热腔体的出水管连接有第一公共冷却水回管45；通过上述的换热系统能够用于对第四换热器27进行降温。

进一步的，每个所述温度控制单元上都分别安装有第四温度传感器32；通过第四温度传感器32能够用于检测每个独立温度控制单元的温度，并通过反馈调节每个单元的温度，使其按照设定的温度运行。

进一步的，所述主换热器36的出口位置安装有第五温度传感器35。通过上述的第五温度传感器35用于检测主换热器36出口温度，进而通过反馈调节实现温度的调节控制。

进一步的，所述温度调节系统包括第二水箱33，所述第二水箱33的出水口与第五换热器38的进水口相连，所述第五换热器38的出水口与第六换热器40的进水口相连，所述第六换热器40的出水口通过第四水泵41与主换热器36的进水口相连，所述主换热器36的出水口与第五换热器38的进水口相连。通过上述的温度调节系统能够用于控制主换热器36温度。其一方面能够对主换热器36进行有效的降温，另一方面能够对其进行保温。

进一步的，所述第二水箱33上连接有第四净化水补水管48，所述第四净化水补水管48上安装有用于控制第二水箱33水位的第四浮球阀34；通过上述的补水系统能够实现自动补水。

进一步的，所述第五换热器38的换热腔体进水口与第五净化水补水管52相连，其换热腔体的出水口与第二公共冷却水回管49相连，所述第五净化水补水管52上安装有第三调节阀37。

进一步的，所述第六换热器40的换热腔体进口与第二蒸汽进管51相连，所述换热腔体出口与第二冷凝水出管50相连通，所述第二蒸汽进管51上安装有第四调节阀39。通过上述的第六换热器40能够实现升温。

实施例2：

所述一种lyocell纺丝中提高丝束白度的温控系统的纺丝液制备方法，它包括以下步骤：

步骤一：正常工作时，第一阀门3关闭，经过高温浓缩的nmmo通过第一换热器1的管程降温后进入储罐4储存、使用；停车时，打开第一阀门3，第一换热器1中的nmmo被放空，避免造成nmmo凝结堵塞；

步骤二：通过冷凝系统对第一换热器1进行换热降温，实现对高温nmmo溶液原料进行降温；

步骤三：降温完成之后，通过保温循环系统对储罐4内部存储的nmmo溶液进行保温；

步骤四：通过化工泵7将储罐4内部的nmmo溶液抽送至螺杆机26，并将浆粕粉也送入到螺杆机26内部；

步骤五：根据螺杆机26溶解工艺中所需要的温度梯度，控制每个相对独立的温度控制单元，使螺杆机26的不同段满足不同的温度需求，各段根据第四温度传感器32的信号和工艺设定值自动控制，温度高时，关闭电源，打开电磁阀31通冷却水降温；温度低时，关闭电磁阀31断冷却水，通电加热；

步骤六：通过温度调节系统调节主换热器36的温度，进而对制备完成的纺丝液进行温度调节控制，使其满足纺丝的温度要求。

本实用新型的工作过程和原理为：

参见图2：正常工作时，第一阀门3关闭，经过高温浓缩的nmmo通过第一换热器1的管程降温后进入储罐4储存、使用。停车时，打开第一阀门3，第一换热器1中的nmmo被放空，避免造成nmmo凝结堵塞。

第一高位水槽13置于高位，净化水经第一浮球阀18注入第一高位水槽13，第一浮球阀18维持液面高度，第一水泵15将净化水从第一高位水槽13输入第二换热器16的壳程降温后，再输入第一换热器1的壳程对管程内的nmmo降温，然后净化水回到第一高位水槽13；

第二换热器16的管程接入公用工程的冷却水，进口端装有第一调节阀14，其开度根据第一温度传感器2的信号和工艺设定值自动调节。

设置两级换热的目的是防止第一换热器1内换热界面温差过大，nmmo在换热界面凝结。

第二换热器16选择在管程通入外接冷却水是便于检修除垢。

nmmo在储罐4内需保温。第二高位水槽12置于高位，净化水经第二浮球阀17注入第二高位水槽12，第二浮球阀17维持液面高度，工作时第二水泵8将净化水从第二高位水槽12输入第三换热器9的管程，再输入到储罐4内的盘管6内，然后回到第二高位水槽12。第三换热器9的壳程接蒸汽和疏水阀，蒸汽进口装有第二调节阀11，其开度根据第三温度传感器10的信号和工艺设定值自动调节。

参见图3：螺杆机26的温度分多段控制，各段的原理一致，但温度高低各不相同。各段腔体内设有降温水道和电加热元件。降温水通路为净化水通过第三浮球阀29加第一水箱28，第三浮球阀29维持液面高度，净化水经第三水泵30、电磁阀31输入到螺杆机26的降温水道，然后经回水管输入到第四换热器27降温后回到第一水箱28。加热为加热元件通220v交流电。工作时，各段根据第四温度传感器32的信号和工艺设定值自动控制，温度高时，关闭电源，打开电磁阀31通冷却水降温；温度低时，关闭电磁阀31断冷却水，通电加热。

纺丝液从螺杆机26出来后，通过主换热器36的管程迅速降温。净化水通过第四浮球阀34加入第二水箱33，第二水箱33置于高位，第四浮球阀34维持液面高度；降温水通路为第四水泵41将冷却水注入主换热器36的壳程，出来后进入第五换热器38壳程、第六换热器40管程、回到第四水泵41。第五换热器38的管程接入公共冷却水，其进口装有第三调节阀37；第六换热器40的壳程接蒸汽和疏水阀，蒸汽机进口装有第四调节阀39。工作时，根据第五温度传感器35的信号和工艺设定值自动控制，需降温时，第四调节阀39关闭、第三调节阀37打开且根据温度实测值班与工艺设定值的差调节开度；开车初始或需升温时，第三调节阀37关闭、第四调节阀39打开加热。

第四换热器27和第五换热器38选择在管程通入外接冷却水是便于检修除垢。

为加速纺丝液的热传导，在主换热器36的管程内设有静态混合器。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除