《氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统.pdf（9页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN101962813A43申请公布日20110202CN101962813ACN101962813A21申请号201010254846X22申请日20100816D01D5/04200601D01D13/0220060171申请人江阴中绿化纤工艺技术有限公司地址214444江苏省江阴市利港镇西利路6号72发明人顾奕张益兴74专利代理机构江阴市同盛专利事务所32210代理人唐纫兰54发明名称氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统57摘要本发明涉及一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，用于氨纶纺丝生产过程热能的回收利用。包括纺丝甬道1、第一风管2、溶剂回收系统3、热媒加热器4、第二风管5。
2、和热媒或电加热器6，其特征在于所述热管换热器有二级或二级以上，二级或二级以上热管换热器依次串联连接，每级热管换热器内填充不同沸点的工作介质，且每级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点依次降低。本发明将现有的第一级热管换热器改为二级或二级以上热管换热器，并用不同沸点的工作介质替代原来的除盐水，使热管换热器热侧气体的温度再进一步下降，冷侧的气体温度进一步提高，溶剂系统的热量回收由原来的50提高到70以上，进一步回收和利用热能，节能减排，降低生产成本。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图2页CN101962814A1/2页21一种氨纶纺丝生产过程。
3、热能回收利用系统，包括纺丝甬道1、第一风管2、溶剂回收系统3、热媒加热器4、第二风管5和热媒或电加热器6，所述溶剂回收系统3包括热管换热器、风机36和表冷器，所述表冷器有四级，分别为第一级表冷器34、第二级表冷器35、第三级表冷器37和第四级表冷器38，其特征在于所述热管换热器有二级或二级以上，二级或二级以上热管换热器依次串联连接，每级热管换热器内填充不同沸点的工作介质，且每级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点依次降低，所述纺丝甬道1有多个，多个纺丝甬道1出来的含有溶剂DMAC的热风接入第一风管2，第一风管2出来的热风接入溶剂回收系统3的首级热管换热器热侧，溶剂回收系统3的末级热管换热器热侧。
4、出来的气体依次接入第一级表冷器34和第二级表冷器35，第二级表冷器35出来的气体接入风机36，风机36出来的气体依次接入第三级表冷器37和第四级表冷器38，第四级表冷器38出来的气体接入溶剂回收系统3的末级热管换热器冷侧，溶剂回收系统3的首级热管换热器冷侧出来的气体接入热媒加热器4，热媒加热器4出来的气体接入第二风管5，第二风管5的气体再经各纺丝甬道的热媒或电加热器6接入各纺丝甬道1，如此循环往复。2根据权利要求1所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，其特征在于所述热管换热器有三级，分别为第一级热管换热器31、第二级热管换热器32和第三级热管换热器33，第一级热管换热器31、第二级热管换。
5、热器32和第三级热管换热器33依次串联连接，第一级热管换热器31内填充的工作介质常压下沸点为16010，第二级热管换热器32内填充的工作介质常压下沸点为1005，第三级热管换热器33内填充的工作介质常压下沸点为805，所述第一风管2接入溶剂回收系统3的第一级热管换热器31热侧，第三级热管换热器33热侧出来的气体接入第一级表冷器34。3根据权利要求2所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，其特征在于多个纺丝甬道出来的含有溶剂DMAC的热风经第一风管送到溶剂回收系统，进入第一级热管换热器热侧时温度为200210，经第一级热管换热器出来所述热风的温度为160；经第二级热管换热器出来所述热风的温度。
6、为100；经第三级热管换热器出来所述热风的温度为70；再进第一级表冷器用32循环冷却水冷却到42；再进第二级表冷器，用7冷冻水冷却到25；进风机增压，气体温度上升到33；再经第三级表冷器，用7冷冻水冷却到17；再经第四级表冷器，用10冷媒冷却到2，此时气体中的DMAC经逐级冷凝形成液体从系统底部排出，气体再进入第三级热管换热器的冷侧，此时温度为2，从第三级热管换热器出来的温度为25；经第二级热管换热器出来的温度为70；经第一级热管换热器出来的温度为128，热媒加热器出来的气体温度为240，第二风管的气体温度为230。4根据权利要求2或3所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，其特征在于所述。
7、第一级热管换热器31内填充的工作介质为N，N二甲基甲酰胺、环己酮或N，N二甲基乙酰胺。5根据权利要求2或3所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，其特征在于所述第二级热管换热器32内填充的工作介质为除盐水。6根据权利要求2或3所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，其特征在于权利要求书CN101962813ACN101962814A2/2页3所述第三级热管换热器33内填充的工作介质为乙醇、丁酮、环己烷或异丙醇。7根据权利要求4所述的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，其特征在于所述第三级热管换热器33内填充的工作介质为乙醇、丁酮、环己烷或异丙醇。8根据权利要求4所述的一种氨纶纺丝生产。
8、过程热能回收利用系统，其特征在于所述第三级热管换热器33内填充的工作介质为乙醇、丁酮、环己烷或异丙醇；所述第二级热管换热器32内填充的工作介质为除盐水。权利要求书CN101962813ACN101962814A1/4页4氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统一技术领域0001本发明涉及一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统。用于氨纶纺丝生产过程热能的回收利用。二背景技术0002在氨纶纺丝生产过程中，进入纺丝组件的纺丝原液中聚合物聚氨酯的质量含量为35，其余65为溶剂DMACN，N二甲基乙酰胺。纺丝原液经喷丝板进入纺丝上甬道后需要将原液中的溶剂DMAC快速挥发掉，剩下的聚合物固化成型并经中甬道、下甬道、。
9、假捻、上油、卷绕等工序，最终制成氨纶纤维。0003为了使进入纺丝甬道的原液中的溶剂DMAC快速挥发掉，通常的生产工艺是在上甬道通入大量260左右的热空气或氮气，一方面使纺丝原液中的溶剂DMAC挥发出来，另一方面将挥发出来的溶剂DMAC带出纺丝甬道。纺丝甬道出来含有溶剂DMAC的热风经过一个溶剂回收系统，回收一部分热能和绝大部分的溶剂DMAC。经溶剂回收系统处理后的气体再加热到260左右后送入纺丝甬道循环使用。0004溶剂回收系统是氨纶纺丝生产过程中的关键设备，其流程图如图1所示。由一级热管换热器和四级冷凝器及一台风机组成。热风中的溶剂DMAC是通过多级降温而冷凝分离出来，具体的工艺流程描述如下。
10、0005多个纺丝甬道出来含有溶剂DMAC的热风经集中的风管送到溶剂回收系统，进入热管换热器热侧时温度为200210，经热管换热器出来的温度为102；再进第一级表冷器，用循环冷却水32冷却到42；再进第二级表冷器，用冷冻水7冷却到25；进风机增压，增压后由于机械能的作用，气体温度会上升到33；再经第三级表冷器，用冷冻水7冷却到17；再经第四级表冷器，用冷媒10冷却到2。此时气体中的DMAC经逐级冷凝形成液体从系统底部排出，气体再进入热管换热器的冷侧，温度由2上升到102。0006现有的溶剂回收系统采用一级热管换热器，热管内充填的介质为除盐水，受水的沸点常压下100的影响致使热管换热器热侧气体的温。
11、度无法再进一步下降目前达到98102，冷侧的气体温度也无法进一步提高不超过102。三发明内容0007本发明的目的在于克服上述不足，提供一种换热更充分，热侧气体经过换热温度进一步降低，冷侧气体经过换热温度进一步升高的氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统。0008本发明的目的是这样实现的一种氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，包括纺丝甬道、第一风管、溶剂回收系统、热媒加热器、第二风管和热媒或电加热器，所述溶剂回收系统包括热管换热器、风机和表冷器，所述表冷器有四级，分别为第一级表冷器、第二级表冷器、第三级表冷器和第四级表冷器，所述热管换热器有二级或二级以上，二级或二级以上热管换热器依次串联连接，每级热管换。
12、热器内填充不同沸点的工作介质，且每级热管换热说明书CN101962813ACN101962814A2/4页5器内填充的工作介质常压下沸点依次降低；所述纺丝甬道有多个，多个纺丝甬道出来的含有溶剂DMAC的热风接入第一风管，第一风管出来的热风接入溶剂回收系统的首级热管换热器热侧，溶剂回收系统的末级热管换热器热侧出来的气体依次接入第一级表冷器和第二级表冷器，第二级表冷器出来的气体接入风机，风机出来的气体依次接入第三级表冷器和第四级表冷器，第四级表冷器出来的气体接入溶剂回收系统的末级热管换热器冷侧，溶剂回收系统的首级热管换热器冷侧出来的气体接入热媒加热器，热媒加热器出来的气体接入第二风管，第二风管的气。
13、体再经各纺丝甬道的热媒或电加热器接入各纺丝甬道，如此循环往复。0009本发明氨纶纺丝生产过程热能回收利用系统，所述热管换热器有三级，分别为第一级热管换热器、第二级热管换热器和第三级热管换热器，第一级热管换热器、第二级热管换热器和第三级热管换热器依次串联连接，第一级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点为16010，第二级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点为1005，第三级热管换热器内填充的工作介质常压下沸点为805，所述第一风管接入溶剂回收系统的第一级热管换热器热侧，第三级热管换热器热侧出来的气体接入第一级表冷器。0010多个纺丝甬道出来的含有溶剂DMAC的热风经第一风管送到溶剂回收系统，进入。
14、第一级热管换热器热侧时温度为200210，经第一级热管换热器出来所述热风的温度为160；经第二级热管换热器出来所述热风的温度为100；经第三级热管换热器出来所述热风的温度为70；再进第一级表冷器用32循环冷却水冷却到42；再进第二级表冷器，用7冷冻水冷却到25；进风机增压，气体温度上升到33；再经第三级表冷器，用7冷冻水冷却到17；再经第四级表冷器，用10冷媒冷却到2，此时气体中的DMAC经逐级冷凝形成液体从系统底部排出，气体再进入第三级热管换热器的冷侧，此时温度为2，从第三级热管换热器出来的温度为25；经第二级热管换热器出来的温度为70；经第一级热管换热器出来的温度为128，热媒加热器出来的。
15、气体温度为240，第二风管的气体温度为230。0011本发明的有益效果是0012本发明将现有的一级热管换热器改为二级或二级以上热管换热器，并用不同沸点的工作介质替代原来的除盐水，使热管换热器热侧气体的温度再进一步下降75，冷侧的气体温度进一步提高128，溶剂回收系统的热量回收由原来的50提高到70以上，进一步回收和利用热能，节能减排，降低生产成本。0013热管的工作原理是每根真空管内的液体介质被热源此处为热气体加热后汽化，到上端遇到冷介质此处为冷气体释放出汽化潜热后，冷凝成液体沿管壁下落，介质在管内不停地被汽化、冷凝的循环达到热传递的目的。0014为了让被加热侧气体的出口温度达到128及以上温。
16、度时，此时热管的表面温度约160，而采用水作为传热介质的话，蒸汽温度要达到160时的饱和蒸汽压约64KG/CM2绝压，也就是说此时每根热管需要承受64KG/CM2的压力。如果采用沸点在160左右的液体介质，达到160时的饱和蒸汽压约10KG/CM2绝压，降低热管压力并提高传热效率。0015同样为了让热侧的气体的出口温度降到75及以下，此时热管表面的温度约50，而采用水作为传热介质的话，水在真空状态下的汽化温度为40，热管内的水受热汽说明书CN101962813ACN101962814A3/4页6化就会使管内失去真空度，水无法进一步汽化，热量就无法进一步传递。如果采用沸点在80左右的介质，那么可。
17、以在低温下确保介质被汽化来传递热量，提高传热效率。四附图说明0016图1为以往氨纶纺丝溶剂回收系统流程示意图。0017图2为本发明氨纶纺丝溶剂回收系统流程示意图。0018图中附图标记0019纺丝甬道1、第一风管2、溶剂回收系统3、热媒加热器4、第二风管5、热媒或电加热器6；0020第一级热管换热器31、第二级热管换热器32、第三级热管换热器33、第一级表冷器34、第二级表冷器35、风机36、第三级表冷器37、第四级表冷器38、热管换热器39。五具体实施方式0021参见图2，图2为本发明氨纶纺丝溶剂回收系统流程示意图。由图2可以看出，本发明氨纶纺丝溶剂回收系统，包括纺丝甬道1、第一风管2、溶剂回。
18、收系统3、热媒加热器4、第二风管5和热媒或电加热器6，所述纺丝甬道1有多个，多个纺丝甬道1出来的含有溶剂DMAC的热风接入第一风管2，第一风管2接入溶剂回收系统3，所述溶剂回收系统3包括热管换热器、风机36和表冷器，所述热管换热器包括二级或二级以上，图2中有三级，分别为第一级热管换热器31、第二级热管换热器32和第三级热管换热器33，第一级热管换热器31、第二级热管换热器32和第三级热管换热器33内填充不同沸点的工作介质第一级热管换热器31内填充的工作介质常压下沸点为16010，主要有以下工作介质N，N二甲基甲酰胺153、环己酮1556、N，N二甲基乙酰胺1661；第二级热管换热器32内填充的。
19、工作介质常压下沸点为1005，主要采用除盐水；第三级热管换热器33内填充的工作介质常压下沸点为805，主要有以下工作介质乙醇783、丁酮7964、环己烷8072异丙醇8240。选用的介质考虑沸点外同时需要考虑物质的受热稳定性及低毒性，同时可以通过多种不发生化学反应的、不同沸点的液体按比例混合来达到相应的沸点要求。第一级热管换热器31、第二级热管换热器32和第三级热管换热器33依次串联连接，第一级热管换热器31、第二级热管换热器32和第三级热管换热器33内填充的工作介质常压下沸点依次降低。所述第一风管2接入溶剂回收系统3的第一级热管换热器31热侧。所述表冷器有四级，分别为第一级表冷器34、第二级。
20、表冷器35、第三级表冷器37和第四级表冷器38，第三级热管换热器33热侧出来的气体依次接入第一级表冷器34和第二级表冷器35，第二级表冷器35出来的气体接入风机36，风机36出来的气体依次接入第三级表冷器37和第四级表冷器38，第四级表冷器38出来的气体接入第三级热管换热器33冷侧，第一级热管换热器31冷侧出来的气体接入热媒加热器4，热媒加热器4出来的气体240接入第二风管5，第二风管5的气体再经各纺丝甬道的热媒或电加热器6接入各纺丝甬道1。0022工作原理0023多个纺丝甬道出来的含有溶剂DMAC的热风经集中的第一风管送到溶剂回收系统，进入第一级热管换热器热侧时温度为200210，经第一级热。
21、管换热器出来所述热说明书CN101962813ACN101962814A4/4页7风的温度为160；经第二级热管换热器出来所述热风的温度为100；经第三级热管换热器出来所述热风的温度为70。再进第一级表冷器用循环冷却水32冷却到42；再进第二级表冷器，用冷冻水7冷却到25；进风机增压，增压后由于机械能的作用，气体温度会上升到33；再经第三级表冷器，用冷冻水7冷却到17；再经第四级表冷器，用冷媒10冷却到2。此时气体中的DMAC经逐级冷凝形成液体从系统底部排出，气体再进入第三级热管换热器的冷侧，此时温度为2，从第三级热管换热器出来的温度为25；经第二级热管换热器出来的温度为70；经第一级热管换热。
22、器出来的温度达到128。第一级热管换热器31冷侧出来的气体接入热媒加热器4，热媒加热器4出来的气体240接入第二风管5，第二风管5的气体230再经各纺丝甬道的热媒或电加热器6接入各纺丝甬道1。如此循环往复。0024经济测算0025以一套处理风量为180NM3/MIN的溶剂回收系统来进行测算。0026表1两种溶剂工艺耗能比较00270028从上表中可以看出采用本专利技术的溶剂回收系统可以节能216KW/H，通常年产1万吨的氨纶纺丝工厂需要这样的溶剂回收系统12台，以年生产时间8000小时，电费07元/KWH计，一年可节约能源成本约21607800012145152万元，具有极高的经济效益。说明书CN101962813ACN101962814A1/2页8图1说明书附图CN101962813ACN101962814A2/2页9图2说明书附图CN101962813A。