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一、概述： 传统的染色工艺以水为介质，不仅用水量大，而且产生废水造成污染，超临界染色装置为无水染色不会造成污染，且还可以回收剩余的染料，因此从根本上避免了水污染。
超临界流体具有扩散系数大、粘度系数小的特性，具有良好的传递性能。超临界流体的表面张力非常小，易于向纤维内部渗透，超临界流体的这些独特性质决定它作为染色介质的优越性。CO2是非极性分子，适于疏水性合成纤维的染色。
二、主要技术参数： 1、染色釜、染料釜容积：1L～10L
2、最高设计压力40MPa
3、工作温度：室温-150℃
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超临界染色装置主要配置
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名称
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数量
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规格
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备注
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CO2加压输送泵
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1台
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5L/min, 40MPa
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带泵头冷却夹套
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冷却浴槽
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1台
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-30℃
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用于CO2泵头冷却
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背压调节阀
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1个
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50MPa
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用于系统压力控制
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油浴恒温浴槽
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1套
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30-250℃
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带电加热自动控温系统
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电磁搅拌器
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1台
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高压染色釜
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1个
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50MPa, 1L
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染料支撑架
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1个
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由多孔丝网和不锈钢烧结片构成
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染料回收釜
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1个
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10MPa, 500mL
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染料溶解池
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1个
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50MPa, 10mL
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湿式气体流量计
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1台
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0.5m3/h
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计量染色过程中所用CO2的量
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截止阀
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若干
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压力表
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3个
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60MPa, 16MPa
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过滤器
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一个
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实验操作流程:
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首先将待染色染物缠绕于支撑架上，并将染料置于支撑架下部的染料贮存段中。然后将高压染色釜密封好。再将高压染色釜置于恒温浴槽中。
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开启恒温浴槽，并升温到实验所需的设定温度。
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关闭高压染色釜的CO2出口阀，打开CO2进品阀。开动CO2加压泵，通过调节背压调节阀，使染色釜内达到设定压力。等温度稳定后，开动电磁搅拌装置，开始进行染色。
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经过一定的染色时间后，停止加压，并关闭染色釜的CO2进口阀。打开CO2出口阀开始缓慢减压。减压后的CO2经过一装有不锈钢烧结片的过滤器，过滤因减压而析出的染料，回收的染料可重复使用。经过过滤后的CO2再在染料回收釜中，通过溶剂吸收除掉CO2中的极少染料。溶剂的选择由所采用的染料决定。最后，CO2经过湿式气体流量后，循环使用或放空。（一般实验室内多采用放空）
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通过染色前后染料的重量变化可以计算出染色过程所消耗的染料，并结合湿式气体流量计记录的CO2用量可以算出染色过程中CO2中的染料的浓度。染色前后染料池中染料的变化量减去过滤器中回收的染料量可以近似算出染色所实际消耗的染料量。
说明：
染料溶解池可以有两种放置方法。一种是如上所述的置于染色釜内，这种方法的好处可以染料在CO2的浓度达到最大，保证染色的效果。另一种将染料溶解池置于之前的管路中，这样当超临界CO2流经染料溶解池时，染料溶解于CO2，再在染色釜内染色。其优点是染料的放置容易，且染色釜结构简单。其缺点是升压过程不能太快，否则CO2中的染料浓度太低而影响染色效果，尤其是当使用在CO2中溶解度小的染料时，这种影响会更明显。但两种方法可以结合使用，从而达到最好的效果。即在染色釜的内外各设置一个染料溶解池。
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