超临界CO2流体印染装置的设计和CAD图纸(3)

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超临界流体由于液体与气体的分界线消失，即使提高压力野不会液化的非凝聚性气体。超临界流体的物理特性兼具液体性质和气体性质。它基本上仍是一种气态，但又不同于一般气体，是一种密度很高的气体。它的密度比一般气体要大两个数量级，与液体相近。它的粘度比液体的小，但扩散速度比液体快约两个数量级，所以有较好的流动性和传递性能。它的介电常数随压力而急剧变化。另外，根据压力和温度的不同，这种物理特性会发生变化。作为超临界流体印染介质，有以下的优点：

1.溶解性强密度接近液体，且比气体大数百倍，由于物质的溶解度与溶剂的溶解度成正比，因此超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力，甚至强于液体。

2.扩散性能好因为黏度接近与气体，较液体小两个数量级。扩散系数介于气体和液体之间，为液体的10-100倍。具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率远远高于液体。

1.2 研究背景及意义

人们的生活穿衣都离不开纺织，我国纺织行业的发展历史久远，而印染是纺织行业中重要的一部分。在传统印染工艺中，主要是用水作为溶剂，通过水溶解染料、润湿纤维并将其溶胀，以及一些辅助的添加剂料，整个印染过程将在水中完成，印染完成后需要用大量的水对被染物进行清洗和加工以提高质量。随着现代社会经济和科学技术的不断发展，我国纺织工业严重影响了生态环境，与生态资源的循环利用的矛盾日益提升，尤其是对水资源的高度依赖和高污水排放造成的环境问题，严重制约着纺织业的可持续发展。

2010年我国纺织行业共有7891个企业，工业污水排放总量为245470万吨，占全国总污水排放量的达11.59%。在所有工业行业中仅次于造纸及制品业和化学原料及化学制品制造业，处于第三位。根据“2012/2013中国印染行业发展报告”提供的数据显示，我国在纺织行业的年耗水量超过100亿吨，而印染行业作为纺织工业的核心部分，污水排放量占整个纺织工业的80%，同时废水回收利用率却只有7%。与国外相比，我国纺织印染行业用水量是国外的2-3倍，能耗是国外的3倍左右。

此外，近些年我国的印染行业虽然有了很大的发展，成为纺织印染的大国，但是并没有带来显著的经济效益。虽然印染技术有了很大的改进，但是生产效率并没有同步提高，产品的性价比不高，得不偿失。同时，很多企业都着力与开发新的机型，但还是忽略了对大自然的影响。很多大型纺织企业的废水处理设施不够完善，而小型企业不足以担负处理废水设备以及资源的费用。往往不经处理就将废水排入河流、湖泊，严重影响了生态环境。如在我国的淮河，太湖流域，污染严重的支流，大都有印染废水排入。

因此，必须开发出更经济有效的新型工艺，从根本上解决水污染的问题，开发绿色染整技术。而使用传统水印染的企业也迫切希望能够改善这一情况，这就推动了企业以及科研机构去寻找一种新的染色工艺来消除这种局面。

超临界印染技术为真正无水印染揭开了新的篇章，它是纺织印染行业的一次重大突破。以超临界CO2代替水作为溶剂，并且在清洗的时候也是用CO2代替了水，不仅解决了废水污染的问题，还提高了染料利用率，提高了印染质量。这项染色技术核心就在于采用CO2作为溶剂，CO2可循环利用、并能无污染排放，被染物无需烘干、纤维受损小、染色效率高和能耗低等优点，而超临界二氧化碳印染装置是这项技术未来发展的形势所趋。