一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器及其方法技术

本发明专利技术属于印染技术领域，尤其涉及一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器及其方法，包括依次连接的染料缸、配料缸和染色机；染料缸、配料缸和染色机的底部均设有取样管，各取样管分别与流动注射仪的单独取样管道相连，流动注射仪分别与多个独立工作的在线测试仪器并行相连，各独立工作的在线测试仪器与计算机系统相连。本发明专利技术仪器能实现染色残液回用的自动化检测、测色和配色过程，能自动在线确定织物相关颜色特征值；不仅满足所有染色残液达到10‑15次循环回用的100％高效检测，也可满足现有染色机的包括含涤纶、棉类单纺或混纺等织物的从浅到深浓各类单、拼色染料染色配方自动检测，检测分析周期短、准确度高、重现性好等。

【技术实现步骤摘要】
一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器及其方法
本专利技术属于印染生产工艺系统的染色残液回用的
，尤其涉及一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器及其方法。
技术介绍
印染行业排放的废水约占整个工业排放的废水量的35％，印染行业的主要废液包括：退浆废液、煮练废液、漂白废液、丝光废液和染色废液。印染行业的环保的主要问题是处理染色废液，现染色工艺技术使用的盐类和碱剂量多，比如加盐(元明粉20-70g/L)和加碱(碳酸钠0.1-25g/L)，产生的废水高达2000-4000mg/L的COD、高达1000-2000倍的色度，是印染废水治理和自动检测的难题之一，尤其是织物类黑色、深蓝青的深浓色染料染色，其上染率仅65％左右，排放残液中有多达35％左右的染料和高浓度的盐类和碱剂排入废水，它们含有10000-15000mg/L的极高COD、2000-4000倍的极高色度，现染整工艺技术对废水处理、水质自动检测和环境保护带来了极其严重的困难和污染，这就需要加大印染废水的处理力度和自动化检测程度，提升废水的回用率和提高印染残液的自动化检测标准，进而促进印染行业长远发展。现有检测染色残液的染料、盐类、碱剂、硬度、悬浮物基本都是取样后在实验室检测，用分光光度法确定染色残液的染料的含量；用GB/T13025.8-2012重量法，以BaCl2作沉淀剂,形成BaSO4沉淀确定Na2SO4的含量；采用GB/T9729—2007的摩尔银量法测定NaCl的含量；通过GB/T210.2-2004酸碱滴定法确定残液的碳酸钠含量；采用GB7477-87EDTA容量法测定硬度；采用GB11901—89过滤105℃烘干法测定SS，检测手段为非自动在线检测，检测耗时长、回用次数少、排放的有效染料、盐类和碱剂多，生产成本和处理废浓液的成本较大，局限性还是很大，虽然克服了现有技术残液回用的分光光度法检测方法单一，但不能有效地克服自动在线监测染料有效率和投加量、盐有效率和投加量、碱有效率和投加量的缺陷，以及回用次数有限和不能自动在线确定织物相关颜色特征值等主要的弊端，特别是存在检测分析周期长、检测结果重现性差、影响染色工艺与正常生产等方面的弊端。目前国内外印染行业的印染残液检测技术的发展趋势，就是自动、高效和准确，这三个方面相辅相成、缺一不可，在印染残液检测技术中，应用自动、高效和准确的在线检测仪器及其方法，势在必行。CN111006929A公开了一种快速计算染色残液回用染料补加量的装置及其方法。该装置包括通过管道依次连接的过滤器、冷却器、循环泵以及分光光度计、管道首尾连接用于储存染色残液的附缸，附缸底部设置有用于称量染色残液质量的称重装置，首先绘制所需的基础染料在不同波长光线下的浓度-吸光度工作曲线，并且该装置直接安装在染色机残液附缸上，对残液进行在线检测，检测多个波长光线的吸光度，根据基础染料的浓度-吸光度工作曲线得到每个波长吸光度对应的残液的浓度，再取浓度平均值，根据染色残液的浓度平均值和原染色液浓度和总量计算需要加入的染料量，再加入染料进行回用，可以有效减少回用液的染色色差，并且检测更加方便。然而该方法单一，不能有效自动在线监测染料有效率和投加量、盐有效率和投加量、碱有效率和投加量，且存在回用次数有限、不能自动在线确定织物相关颜色特征值等主要的弊端。CN101475227A公开了一种染色残液回用和回收处理方法及染色残液专用处理池，其公开了以下步骤：a、作出所需的基础染料的浓度-吸光度工作曲线：先将所需的基础染料分别配置成一系列浓度的稀溶液，对每只染料的系列浓度中的某一稀溶液逐一利用分光光度计在不同波长下(380-780nm)，测其吸光度，分别作基础染料的吸收光谱曲线，找出每只染料的最大吸收波长，在每只染料相对应的最大吸收波长下，测系列浓度稀溶液的吸光度，作浓度-吸光度工作曲线；b.计算染色残液中所含有的各拼色染料的量：用分光光度计测染色残液中生产处方里所用染料在最大吸收波长处的吸光度，在对应染料的浓度-吸光度工作曲线上查找该吸光度所对应的染料的浓度，计算残液中各拼混染料的含量；c.染色残液回用于生产：根据染色染液中各拼混染料的含量，向染色残液中添加染料直至染色残液中各种染料的含量符合生产出访要求，小样复样合格，染色残液回用于生产；小样复样不合格，调整染液中基础染料的含量，直至合格，染色残液回用于生产；也就是说通过测残液在最大吸收波长下测得的吸光度，在根据吸光度计算补入染料的方法会存在一定的误差，导致c步骤中首先要小样染色合格后才能够用于生产，因此该种方法使用起来较为复杂，后续还是需要对染料加入量进行调整，染料加入量不准确，导致回用液染色后色差加大；并且在对残液进行检测时一般都是需要将残液取样之后到实验室中进行测定。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器及其方法。本专利技术所提供的仪器能够实现染色残液回用的自动化在线检测、测色和配色的过程，而所提供的仪器及其方法不仅满足本专利技术染色残液达到回用次数为10-15次的100％高效回用在线检测，其回用后的染色残液指标可满足循环染色的要求，也可满足现有技术染色机或染料缸类的染色配方自动检测要求，包括可满足所有包含涤纶、棉类单纺或混纺等织物的从浅色到深浓色各类单色或拼色染料染色工艺的自动化在线检测、测色和配色的过程。根据染色工艺曲线，以及依据染色过程中产生的残液和废液的特性，利用计算机技术强大的计算和储存功能，进行在线自动检测、测色和配色，以及通过实验室小样测试，将残液和相应残液或废液循环利用，通过在线测试残液中的染料、盐分和碱度的有效率；所述染料的有效率为未水解染料质量占标样投加染料质量的百分比例；所述盐和碱的有效率为残液中盐类和碱剂的质量占标样投加盐类和碱剂质量的百分比例，再确定和进行补加相应物料的数量，可以真正地实现自动化在线检测、测色和配色的目的。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其中，包括依次连接的染料缸3、配料缸4和染色机5，所述的染料缸3、配料缸4和染色机5的底部均设有取样管；所述染料缸3、配料缸4和染色机5底部设置的取样管分别与流动注射仪系统6的单独取样管道相连，所述的流动注射仪系统6分别与多个独立工作的在线测试仪器并行相连，且各独立工作的在线测试仪器与计算机系统7相连。进一步地，所述染料缸3、配料缸4和染色机5底部设置的取样管上分别设置有独立工作的阀门，用于分别控制染料缸3、配料缸4或染色机5的同时或单独自动取样检测；所述的阀门优选由计算机系统7控制的电动阀门；所述的染料缸3或配料缸4或染色机5三个设备中的任意一台工作或两台工作或三台同时工作；所述的计算机系统7控制的电动阀门控制染料缸3或配料缸4或染色机5的启停。进一步地，所述独立工作的在线测试仪器包括在线高压色谱仪、在线紫外分光光度计、在线温度测量计、在线电导率仪、在线pH测量计、在线测色仪、在线水质硬度分析仪和在线水质浊度计。进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其特征在于，包括依次连接的染料缸(3)、配料缸(4)和染色机(5)，所述的染料缸(3)、配料缸(4)和染色机(5)的底部均设有取样管；所述染料缸(3)、配料缸(4)和染色机(5)底部设置的取样管分别与流动注射仪系统(6)的单独取样管道相连，所述的流动注射仪系统(6)分别与多个独立工作的在线测试仪器并行相连，且各独立工作的在线测试仪器与计算机系统(7)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其特征在于，包括依次连接的染料缸(3)、配料缸(4)和染色机(5)，所述的染料缸(3)、配料缸(4)和染色机(5)的底部均设有取样管；所述染料缸(3)、配料缸(4)和染色机(5)底部设置的取样管分别与流动注射仪系统(6)的单独取样管道相连，所述的流动注射仪系统(6)分别与多个独立工作的在线测试仪器并行相连，且各独立工作的在线测试仪器与计算机系统(7)相连。


2.根据权利要求1所述的染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其特征在于，所述染料缸(3)、配料缸(4)和染色机(5)底部设置的取样管上分别设置有独立工作的阀门，用于分别控制染料缸(3)或配料缸(4)或染色机(5)的同时或单独自动取样检测；所述的阀门优选由计算机系统(7)控制的电动阀门；所述的染料缸(3)或配料缸(4)或染色机(5)三个设备中的任意一台工作或两台工作或三台同时工作；所述的计算机系统(7)控制的电动阀门控制染料缸(3)或配料缸(4)或染色机(5)的启停。


3.根据权利要求2所述的染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其特征在于，所述独立工作的在线测试仪器包括在线高压色谱仪、在线紫外分光光度计、在线温度测量计、在线电导率仪、在线pH测量计、在线测色仪、在线水质硬度分析仪和在线水质浊度计。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其特征在于，所述的染料缸(3)上还依次连接有杂质吸附罐(2)和除渣沉淀池(1)。


5.根据权利要求3所述的染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其特征在于，所述的计算机系统(7)包括硬件部分和功能应用程序。


6.根据权利要求3所述的染色残液回用自动化在线检测、测色和配色仪器，其特征在于，所述的硬件部分包括电脑主机、存贮设备、输入设备、输出显示设备和彩色打印仪器中的一种或几种。


7.一种染色残液回用自动化在线检测、测色和配色方法，其特征在于，所述的染色残液回用自动化检测、测色和配色方法，在权利要求1-6任意一项所述的仪器中进行，通过计算机系统(7)进行在线原始数据检测、测色和配色，其过程包括如下步骤：
步骤1、把所选的各种不同的染料按颜色或波长大小顺序进行编号；
步骤2、将理想白色物体在D65光源条件下的三刺激值X0、Y0和Z0数值以及所选的编好号的不同颜色染料的力份和单价，均输入计算机系统(7)的基础数据库；
步骤3、将总色差△E小于2.25、△(K/S)λ小于0.75、灰色样卡色差级数大于3-4、色牢度大于3-4级的测色、配色和判断标准的允许误差的界限，以及配好的染液残液的硬度＜10mg/L和浊度＜3NTU的判断标准，输入计算机系统(7)的基础数据库；
步骤4、把F1-织物基材结构和工艺条件系数、F2-残液中染料用量系数、F-残液中单色染料上染系数、f-残液中测试条件不同系数的90％可靠置信度的统计数据，输入计算机系统(7)的基础数据库，相应的数学模型输入计算机系统(7)的模型库；
步骤5、由流动注射仪系统(6)进行取样，配备相应数量的助剂瓶和注射管道，织物不加染料,只用助剂，按同样的浴比，以相同的染色工艺条件，进行空白染色工艺染色，由确定的染色工艺曲线染色的空白样品，进行空白染色的标准色样和测试样品的反射率值测定，经测色计测定其反射率值，计算机自动读数，再由计算机系统(7)内的模型库程序将反射率值换算成K/S值、(K/S)λ和△(K/S)λ值；
步骤6、由流动注射仪系统(6)进行取样，以相同的染色条件进行染色的标准色样和测试样品的反射率值，经测色计测定标准色样品和测试样品的反射率值,由计算机系统(7)自动读数,再由计算机系统(7)内的模型库程序换算成K/S、(K/S)λ和△(K/S)λ值；
步骤7、由流动注射仪系统(6)进行取样，配备相应数量的注射测试管道，将在线的高压液相色谱仪测得的高压液相色谱峰面积分别代入染料有效率计算公式中，计算机系统(7)自动求得染料有效率；将求得的染料有效率代入染料补加量计算公式中，计算机系统(7)自动求得染料补加量；其中，染料有效率计算公式如式(1)所示：
D1＝100％SD/S0式(1)
式(1)中，D1——染料有效率；SD——液相色谱残液中试样染料峰面积，单位mAU*min；S0——液相色谱中标样染料峰面积，单位mAU*min；
染料补加量计算公式如式(2)所示：
DM＝D0(1-D1)式(2)
式(2)中，DM——染料补加量，单位g/L；D0——染料标样配料投加量，单位g/L；D1——染料有效率；
将在线测得的残液电导率和水质温度代入残液含盐量计算公式中，计算机系统(7)自动求得残液含盐量；将求得的残液含盐量代入盐有效率计算公式中，计算机系统(7)自动求得盐有效率；再将求得的盐有效率代入盐补加量计算公式中，计算机系统(7)自动求得盐补加量；其中：
残液含盐量计算公式如式(3)所示：
Y＝0.003{D/[1+0.02(t-25)]}2+0.68{D/[1+0.02(t-25)]}-b式(3)
式(3)中，Y——残液含盐量，单位g/L；D——电导率，单位mS/cm；t——水温，单位℃；
b——有机物水解和杂质体现值，单位g/L；
盐有效率计算公式如式(4)所示，
Y1＝100％Y/Y0式(4)
式(4)中，Y1——盐有效率；Y——残液试样含盐量，单位g/L；Y0——盐标样配料投加量，单位g/L；
盐补加量计算公式如式(5)所示：
YM＝Y0(1-Y1)式(5)
式(5)中，YM——盐补加量，单位g/L；Y0——盐标样配料投加量，单位g/L；Y1——盐有效率；
将在线测得的pH值代入OH-浓度计算公式(6)中，计算机系统(7)自动求得OH-浓度；将求得的OH-浓度代入碳酸钠浓度计算公式(7)中，计算机系统(7)自动求得碳酸钠浓度；将求得的碳酸钠浓度代入碱有效率计算公式(8)中，计算机系统(7)自动求得碱有效率；再将求得的碱有效率代入碱补加量计算公...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景明，刘婉婷，
申请(专利权)人：苏州汇博龙环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32