超临界二氧化碳染色釜的设计开题报告
2 项目研究的目的和意义
超临界二氧化碳流体是目前应用最广的一种流体，它不仅不会对环境造成污染，而且与传统的水染色相比也有许多优势。首先，它大大缓解了对水的需求量，同时也大大减少了污水的排放量；其次，它不仅使产量得到提高，而且还节省了能耗，从而提高了经济效益。超临界二氧化碳流体的成功商业化将会提高染色的经济效益，减少用水和污水排放，提高产率降低能耗，同时减少辅助的化学物质的使用。而染色釜是实现这一技术效果的载体，体现出了染色釜设计部分的重要性，其结构的好坏直接影响到了染色效率、效果和能耗。优化、紧凑的结构能够极大的提高染色效率、效果，降低所需的能耗。
超临界二氧化碳染色技术和染色釜的设计对于缓解环境压力，降低能耗有极其重大的意义。且其应用在印染行业具有巨大的潜力。
课题研究的内容
4.1 染色釜的设计
染色釜的作用是使溶解在超临界状态的CO2中染料与被染对象充分接触，达到染色效果。染色釜的一般结构如下图所示[5]。
1）第一接头；2）底平盖；3）第一盖板；4)支撑圈；5）支撑板；6）第一垫片；7）内筒；8）夹套；9）第二盖板；10）密封头；11）波纹管；12）第二垫片；13）压盖螺帽；14）第三接管；15）O形环；16）凸键平盖；17）物料筒体；18）螺纹套筒；19）定位螺母；20）第二接管；21）第一接管；22）第二接头；23）焊接区；24）第三垫片
4.1 染色釜示意图
4.2 染料罐设计
染料罐的作用是使染料与超临界状态的CO2充分混合，为下一步在被染对象上染色做准备。一般结构如图4.2所示[6]。
4.2 染料罐示意图
1)CO2出口;2)卡箍;3)端盖;4)筒体;5)过滤芯筒;6)CO2进口;7)染料注入口
4.3 管道、布液管的设计
管道和布液管的设计根据染色釜等其他装置的前提下进行设计。
5 课题的创新点及难点分析
传统的染色工艺大多是以水为介质，用水来润湿和溶胀纤文，以水为溶剂、分散剂或染料载体，着色完成后还要进行清洗等后续加工，耗费大量水资源，对环境产生了严重的污染。随着水资源的日益紧张，特别是人们环境意识的提高，传统的染色技术受到挑战，人们追求不用水或少用水的无污染染色技术，于是超临界二氧化碳染色技术应运而生。
创新点：该技术采用超临界二氧化碳作为染色介质，把染料溶解并送到纤文孔隙，使染料快速、均匀的上染到织物上染色结束后二氧化碳又能与染料分离，不需要清洗、烘干等操作过程，未利用的染料可回收，不但缩短了染色时间，而且消除了环境污染，属于绿色生产过程。
难点：虽然超临界CO2结合分散染料在合成纤文上取得良好的染色效果，但由于染色过程在密闭系统中进行，而且上染的速度极其迅速，研究者们尚未能从微观上解释染料上染的机理和动力学，仍缺乏染料在固液相间平衡传递以及在纤文孔隙内扩散的数据。此外，该技术仅适用于非极性合成纤文，尚难应用于棉、羊毛等极性天然纤文的染色[2]。此外，由于超临界染色设备的技术和开发均属于初级阶段，由于知识产权和技术保密等原因，各开发机构之间的信息交流很少，超临界染色设备的开发还停留在实验室及中试阶段，因此，缺少参考信息以至于给设计带来难度。
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