短纤维纺丝用聚酯调配生产系统
技术领域
本发明涉及一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统，属于涤纶短纤维生产技术领域。
背景技术
涤纶短纤维的生产过程包括聚酯熔体合成和熔体纺丝两部分，现有的聚酯熔体合成生产工艺主要存在以下问题：
1、投料工艺的问题：现有生产短纤维用聚酯熔体的原材料PTA多采用人工吊装投料的方式，而PTA原料的包装运输方式除了传统的吨袋包装，还有更低成本更高效的集装箱运输和罐装运输，因此单一人工投料方式成本高效率低，还存在一定安全隐患，不能适用多种原料运输方式（集装箱和罐装）；
2、多条短纤维纺丝生产线无法同时生产不同品种短纤维的问题：催化剂是决定短纤维品种的关键工艺之一，当多个短纤维加工生产线生产不同品种短纤维产品时需要不同类型的催化剂及相应的添加量，现有工艺是在公用浆料配制釜中添加催化剂，不能满足多条短纤维生产线同时生产不同品种短纤维；
3、工艺废水处理问题：工艺废水温度较高，高温废水直接排放到工艺废水处理塔，降低了工艺废水处理效率，增加处理成本；
4、过滤器滤芯清洗问题：缩聚工艺后的过滤器滤芯需要清洗干净后再循环使用，已有的自动清洗装置（专利号：200910183012.1）只能清洗相同长度的滤芯，而且在更换滤芯时需要拆掉支撑管、齿轮箱和滤芯转动减速机，更换滤芯过程繁琐，清洗效率低；对于不同长度的滤芯仍然需要人工清洗，1根滤芯需要人工清洗超过1小时，工人劳动强度大、清洗效率低、清洗效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种生产效率高、生产调配灵活可控、生产成本低的短纤维纺丝用聚酯调配生产系统。
本发明的目的是这样实现的：
一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统，所述短纤维纺丝用聚酯调配生产系统包含投料系统、浆料配制釜、酯化反应釜、催化剂添加系统、缩聚反应釜、过滤器、滤芯清洗装置、工艺废水预处理系统；所述投料系统、浆料配制釜、酯化反应釜、缩聚反应釜按先后顺序依次设置；
所述投料系统包含水平输料机构、人工装料斗、集装箱装料系统、罐车装料系统、物料调配系统、储料系统和送料机构；所述人工装料斗、集装箱装料系统和罐车装料系统的物料出口均设置在所述水平输料机构上；所述物料调配系统设置在水平输料机构上；所述储料系统包含储料罐、储料进料机构和储料出料机构；储料进料机构的一端与物料调配系统相连，另一端与储料罐的进料口相连；储料出料机构一端与储料罐的出料口相连，另一端与物料调配系统相连；所述送料机构的一端与物料调配系统相连，另一端与后道的浆料配制釜相连；
所述集装箱装料系统包含装料底座、装料支架、装料液压缸、集装箱式料箱和出料管；所述装料支架设置在装料底座上面，装料支架的一端与装料底座相铰接；所述装料液压缸的固定端与装料底座相铰接，装料液压缸的活动端与装料支架的底面相铰接；所述集装箱式料箱安装在装料支架上；所述出料管的一端与集装箱式料箱的出料口相连，另一端与水平输料机构相连；
所述酯化反应釜包含第一酯化反应釜和第二酯化反应釜；所述第一酯化反应釜设置在所述浆料配制釜的后道，所述第二酯化反应釜设置在第一酯化反应釜的后道；
所述催化剂添加系统包含催化剂配制釜、催化剂储存罐和计量泵；所述催化剂配制釜与催化剂储存罐相连，催化剂储存罐与计量泵相连，计量泵与第二酯化反应釜相连；
所述缩聚反应釜包含预缩聚反应釜和终缩聚反应釜；所述预缩聚反应釜设置在所述第二酯化反应釜后道；所述终缩聚反应釜设置在预缩聚反应釜的后道；在预缩聚反应釜和终缩聚反应釜的出料口管路上分别设有所述过滤器；
所述滤芯清洗装置包含清洗底座、水枪支架、滤芯支架、第一电机和第二电机；所述水枪支架和滤芯支架分别设置在清洗底座上；所述水枪支架包含链条、喷水枪、主链轮、从链轮和位置传感器；所述主链轮和从链轮分别安装在水枪支架的下部和上部；所述链条安装在主链轮和从链轮之间；两个喷水枪分别安装在主链轮和从链轮之间的链条上；所述位置传感器设置在水枪支架的上部和下部；所述第一电机设置在清洗底座上，第一电机通过传动机构与水枪支架的主链轮相连；所述滤芯支架包含滤芯支撑套和滤芯夹持环；所述滤芯支撑套安装在清洗底座上；所述滤芯夹持环安装滤芯支架上；所述滤芯夹持环和滤芯支撑套的位置上下对应；所述第二电机设置在滤芯支架的顶部，第二电机通过传动机构与滤芯夹持环相连；所述滤芯清洗装置可并列设置多套水枪支架和滤芯支架；所述喷水枪的数量与滤芯的数量相对应；喷水枪在链条上的位置可上下调节，喷水枪与滤芯的距离可左右调节；
所述工艺废水预处理系统包含中间储罐、离心泵和工艺塔空冷器；所述酯化反应釜产生的工艺蒸汽经冷凝后形成的高温工艺废水通过管路排入中间储罐；中间储罐与工艺塔空冷器通过管路相连；在中间储罐和工艺塔空冷器连接的管路上设有离心泵；
所述短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的工作步骤为：
步骤1、PTA投料：PTA原料根据来料方式通过人工装料斗、集装箱装料系统和罐车装料系统将PTA原料输入至水平输料机构，水平输料机构将PTA原料输送到物料调配系统，物料调配系统将PTA原料输送至送料机构进行后续生产；当生产需求量得到满足时，物料调配系统将PTA原料通过储料进料机构输送至储料罐中；当没有PTA原料上料时如夜晚，储料系统将储料罐中的PTA原料通过储料出料机构输送至物料调配系统，物料调配系统再将物料输送至送料机构；
步骤2、浆料配制：送料机构将PTA原料输送至浆料配制釜，浆料配制釜将PTA原料配制成浆料，然后通过管道输送至第一酯化反应釜；
步骤3、第一酯化：浆料在第一酯化反应釜内发生第一酯化反应，酯化反应产生的工艺蒸汽经冷凝后成为高温工艺废水，随后高温工艺废水进入工艺废水预处理系统进行处理：高温工艺废水先进入中间储罐，再由离心泵将工艺废水抽入工艺塔空冷器降温，降温后的工艺废水排入工艺废水处理塔处理；
步骤4、第二酯化：经第一酯化反应的物料在第二酯化反应釜内发生第二酯化反应，产生的工艺蒸汽经冷凝成高温工艺废水后进入工艺废水预处理系统进行处理；在催化剂配制釜内配制好的催化剂通过管道进入催化剂储存罐，计量泵再将催化剂储存罐中的催化剂定量给入第二酯化反应釜，随后物料进入预缩聚釜；
步骤5、预缩聚：经酯化反应并添加催化剂后的物料在预缩聚釜内发生预缩聚反应，预缩聚釜出来的物料经过滤器进行过滤，过滤器的滤芯由滤芯清洗装置进行自动化高效率清洗后循环使用；
步骤6、终缩聚：经过预缩聚反应并过滤的物料进入终缩聚釜内进行终缩聚反应，终缩聚釜出来的物料经过滤器进行过滤，过滤器的滤芯由滤芯清洗装置进行自动化高效率清洗后循环使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用多种投料方式，人工、自动化上料结合，提高投料效率降低投料劳动强度和生产成本；采用改变催化剂的添加方式，在使用公用浆料配制釜的情况下，实现了不同生产线可同时生产不同品种的短纤维产品；采用将工艺废水预先冷却处理，提高了工艺废水处理塔的废水处理效率，降低废水处理成本；采用过滤器自动化清洗装置简化滤芯更换方式、降低工人清洗劳动强度、提高清洗效率、降低清洗成本。
附图说明
图1为本发明一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的工艺流程示意图。
图2为本发明一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的投料系统结构示意图。
图3为本发明一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的集装箱装料系统结构示意图。
图4为本发明一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的催化剂添加系统流程图。
图5为本发明一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的滤芯清洗装置结构示意图。
图6为本发明一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的工艺废水预处理系统结构示意图。
其中：
投料系统1、浆料配制釜2、酯化反应釜3、催化剂添加系统4、缩聚反应釜5、过滤器6、滤芯清洗装置7、工艺废水预处理系统8；
水平输料机构1.1、人工装料斗1.2、集装箱装料系统1.3、罐车装料系统1.4、物料调配系统1.5、储料系统1.6、送料机构1.7、装料底座1.3.1、装料支架1.3.2、装料液压缸1.3.3、集装箱式料箱1.3.4、出料管1.3.5、储料罐1.6.1、储料进料机构1.6.2、储料出料机构1.6.3；
第一酯化反应釜3.1、第二酯化反应釜3.2、催化剂配制釜4.1、催化剂储存罐4.2、计量泵4.3、预缩聚反应釜5.1、终缩聚反应釜5.2；
清洗底座7.1、水枪支架7.2、滤芯支架7.3、第一电机7.4、第二电机7.5、链条7.2.1、喷水枪7.2.2、主链轮7.2.3、从链轮7.2.4、位置传感器7.2.5、滤芯支撑套7.3.1、滤芯夹持环7.3.2；
中间储罐8.2、离心泵8.3、工艺塔空冷器8.4。
具体实施方式
参见图1~6，本发明涉及的一种短纤维纺丝用聚酯调配生产系统，所述短纤维纺丝用聚酯调配生产系统包含投料系统1、浆料配制釜2、酯化反应釜3、催化剂添加系统4、缩聚反应釜5、过滤器6、滤芯清洗装置7、工艺废水预处理系统8；所述投料系统1、浆料配制釜2、酯化反应釜3、缩聚反应釜5按先后顺序依次设置；
所述投料系统1包含水平输料机构1.1、人工装料斗1.2、集装箱装料系统1.3、罐车装料系统1.4、物料调配系统1.5、储料系统1.6和送料机构1.7；所述人工装料斗1.2、集装箱装料系统1.3和罐车装料系统1.4的物料出口均设置在所述水平输料机构上；所述物料调配系统1.5设置在水平输料机构1.1上；所述储料系统1.6包含储料罐1.6.1、储料进料机构1.6.2和储料出料机构1.6.3；储料进料机构1.6.2的一端与物料调配系统1.5相连，另一端与储料罐1.6.1的进料口相连；储料出料机构1.6.3一端与储料罐1.6.1的出料口相连，另一端与物料调配系统1.5相连；所述送料机构1.7的一端与物料调配系统1.5相连，另一端与后道的浆料配制釜2相连；
所述集装箱装料系统1.3包含装料底座1.3.1、装料支架1.3.2、装料液压缸1.3.3、集装箱式料箱1.3.4和出料管1.3.5；所述装料支架1.3.2设置在装料底座1.3.1上面，装料支架1.3.2的一端与装料底座1.3.1相铰接；所述装料液压缸1.3.3的固定端与装料底座1.3.1相铰接，装料液压缸1.3.3的活动端与装料支架1.3.2的底面相铰接；所述集装箱式料箱1.3.4安装在装料支架1.3.2上；所述出料管1.3.5的一端与集装箱式料箱1.3.4的出料口相连，另一端与水平输料机构1.1相连；
所述酯化反应釜3包含第一酯化反应釜3.1和第二酯化反应釜3.2；所述第一酯化反应釜3.1设置在所述浆料配制釜2的后道，所述第二酯化反应釜3.2设置在第一酯化反应釜3.1的后道；
所述催化剂添加系统4包含催化剂配制釜4.1、催化剂储存罐4.2和计量泵4.3；所述催化剂配制釜4.1与催化剂储存罐4.2相连，催化剂储存罐4.2与计量泵4.3相连，计量泵4.3与第二酯化反应釜3.2相连；
所述缩聚反应釜5包含预缩聚反应釜5.1和终缩聚反应釜5.2；所述预缩聚反应釜5.1设置在所述第二酯化反应釜3.2后道；所述终缩聚反应釜5.2设置在预缩聚反应釜5.1的后道；在预缩聚反应釜5.1和终缩聚反应釜5.2的出料口管路上分别设有所述过滤器6；
所述滤芯清洗装置7包含清洗底座7.1、水枪支架7.2、滤芯支架7.3、第一电机7.4和第二电机7.5；所述水枪支架7.2和滤芯支架7.3分别设置在清洗底座7.1上；所述水枪支架7.2包含链条7.2.1、喷水枪7.2.2、主链轮7.2.3、从链轮7.2.4和位置传感器7.2.5；所述主链轮7.2.3和从链轮7.2.4分别安装在水枪支架7.2的下部和上部；所述链条7.2.1安装在主链轮7.2.3和从链轮7.2.4之间；两个喷水枪7.2.2分别安装在主链轮7.2.3和从链轮7.2.4之间的链条7.2.1上；所述位置传感器7.2.5设置在水枪支架7.2的上部和下部；所述第一电机7.4设置在清洗底座7.1上，第一电机7.4通过传动机构与水枪支架7.2的主链轮7.2.3相连；所述滤芯支架7.3包含滤芯支撑套7.3.1和滤芯夹持环7.3.2；所述滤芯支撑套7.3.1安装在清洗底座7.1上；所述滤芯夹持环7.3.2安装滤芯支架7.3上；所述滤芯夹持环7.3.2和滤芯支撑套7.3.1的位置上下对应；所述第二电机7.5设置在滤芯支架7.3的顶部，第二电机7.5通过传动机构与滤芯夹持环7.3.2相连；所述滤芯清洗装置7可并列设置多套水枪支架7.2和滤芯支架7.3；所述喷水枪7.2.2的数量与滤芯701的数量相对应；喷水枪7.2.2在链条上的位置可上下调节，喷水枪7.2.2与滤芯701的距离可左右调节；
所述工艺废水预处理系统8包含中间储罐8.2、离心泵8.3和工艺塔空冷器8.4；所述酯化反应釜3产生的工艺蒸汽经冷凝后形成的高温工艺废水通过管路排入中间储罐8.2；中间储罐8.2与工艺塔空冷器8.4通过管路相连；在中间储罐8.2和工艺塔空冷器8.4连接的管路上设有离心泵8.3；
所述短纤维纺丝用聚酯调配生产系统的工作步骤为：
步骤1、PTA投料：PTA原料根据来料方式通过人工装料斗1.2、集装箱装料系统1.3和罐车装料系统1.4将PTA原料输入至水平输料机构1.1，水平输料机构1.1将PTA原料输送到物料调配系统1.5，物料调配系统1.5将PTA原料输送至送料机构1.7进行后续生产；当生产需求量得到满足时，物料调配系统1.5将PTA原料通过储料进料机构1.6.2输送至储料罐1.6.1中；当没有PTA原料上料时如夜晚，储料系统1.6将储料罐1.6.1中的PTA原料通过储料出料机构1.6.3输送至物料调配系统1.5，物料调配系统1.5再将物料输送至送料机构1.7；
步骤2、浆料配制：送料机构1.7将PTA原料输送至浆料配制釜2，浆料配制釜2将PTA原料配制成浆料，然后通过管道输送至第一酯化反应釜3.1；
步骤3、第一酯化：浆料在第一酯化反应釜3.1内发生第一酯化反应，酯化反应产生的工艺蒸汽经冷凝后成为高温工艺废水，随后高温工艺废水进入工艺废水预处理系统8进行处理：高温工艺废水先进入中间储罐8.2，再由离心泵8.3将高温工艺废水抽入工艺塔空冷器8.4降温，降温后的工艺废水排入工艺废水处理塔处理；
步骤4、第二酯化：经第一酯化反应的物料在第二酯化反应釜3.2内发生第二酯化反应，产生的工艺蒸汽经冷凝成高温工艺废水后进入工艺废水预处理系统8进行处理；在催化剂配制釜4.1内配制好的催化剂通过管道进入催化剂储存罐4.2，计量泵4.3再将催化剂储存罐4.2中的催化剂定量给入第二酯化反应釜3.2，随后物料进入预缩聚釜5.1；
步骤5、预缩聚：经酯化反应并添加催化剂后的物料在预缩聚釜5.1内发生预缩聚反应，预缩聚釜5.1出来的物料经过滤器6进行过滤，过滤器6的滤芯由滤芯清洗装置7进行自动化高效率清洗后循环使用；
步骤6、终缩聚：经过预缩聚反应并过滤的物料进入终缩聚釜5.2内进行终缩聚反应，终缩聚釜5.2出来的物料经过滤器6进行过滤，过滤器6的滤芯由滤芯清洗装置7进行自动化高效率清洗后循环使用；经缩聚反应产生的聚酯熔体进入后道短纤维纺丝生产工序。
另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。
