纺织学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (10): 131-137.doi: 10.13475/j.fzxb.20171005007

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超临界二氧化碳无水染色系统有效能分析

    

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  • 收稿日期:2017-10-17 修回日期:2018-05-10 出版日期:2018-10-15 发布日期:2018-10-17
  • 基金资助:

     

Available energy analysis of supercritical carbon dioxide anhydrous dyeing system

    

  • Received:2017-10-17 Revised:2018-05-10 Online:2018-10-15 Published:2018-10-17

摘要:

为进一步促进超临界CO2无水染色系统的产业化推广,针对染色系统的能耗问题,采用有效能分析法对系统耗能情况进行计算分析,建立了系统各单元有效能平衡方程,采用PR方程计算CO2未知参数,采用余函数法计算系统有效能损失,重点分析了染色温度对加热/染色单元和节流压力对制冷单元有效能效率的影响。计算结果表明:加热/染色单元与制冷单元有效能损失量总和占系统输入有效能的60%以上,是系统节能改进的关键单元。染色温度由353.15 K升至393.15 K,加热/染色单元有效能效率由7.1%提高到16.0%;节流压力由6 MPa降至4 MPa,制冷单元有效能效率由19.6%提高至26.1%。分析认为,适当提高染色温度,降低节流压力,可以提高染色系统的有效能效率。

关键词: 超临界CO2, 染色系统, 无水染色, 有效能分析, 节能

Abstract:

In order to further promote the industrialization of supercritical CO2 anhydrous dyeing system, the energy consumption was calculated by the available energy analysis method. The energy balance equations of each unit in the system were established, the unknown parameters of CO2 were calculated through the PR equation, and the energy loss of the system was calculated by using the residual function method. The effects of dyeing temperature on the efficiency of the heating/dyeing unit and throttle pressure on the efficiency of refrigeration unit were investigated. The results show that the sum of the available energy loss in the heating/dyeing unit and the refrigeration unit accounts for more than 60% of the inputted available energy of the system, which is the key parts for the system energy saving. Moreover, the available energy efficiency of the heating/dyeing unit rises from 7.1% to 16.0% when the dyeing temperature is raised from 353.15 K to 393.15 K. The available energy efficiency of the refrigeration unit rises from 19.6% to 26.1% when the throttle pressure reduces from 6 MPa to 4 MPa. According to the analysis, the system available energy efficiency is improved effectively by raising the dyeing temperature and reducing the throttle pressure.

Key words: supercritical CO2, dyeing system, anhydrous dyeing, available energy analysis, energy saving

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