人的记忆力会随着岁月的流逝而衰退，写作可以弥补记忆的不足，将曾经的人生经历和感悟记录下来，也便于保存一份美好的回忆。相信许多人会觉得范文很难写？以下是我为大家搜集的优质范文，仅供参考，一起来看看吧

化纤造纸废水处理工艺研究方向篇一

目前，造纸行业是世界六大工业污染源之一，它产生的废水量约占国内工业总废水量的10％。造纸废水按其产生环节分为制浆废液、中段水和纸机白水。制浆废液通过常规的碱回收工艺可以得到回收利用；纸机白水通过气浮或多盘真空过滤等处理后可直接回用于生产；通常所说的造纸废水主要指的是中段水，它含有木素、半纤维素、糖类、残碱、无机盐、挥发酸、有机氯化物等，具有排放量大、cod高、ph变化幅度大、色度高、有硫醇类恶臭气味、可生化性差等特点，属于较难处理的工业废水。为有效控制造纸行业带来的水环境恶化和缓解水资源日趋紧缺的局面，世界各国不断加大对造纸行业的环境执法力度，既要求排放废水水质达标、主要污染物排放总量达标，又要对吨产品新鲜水用量进行控制。

为了降低造纸废水处理的运行成本，提高去除效果众多学者在造纸废水处理技术方面进行了大量研究，其中常用于造纸废水处理的工艺有以下几种。吸附法

吸附法具有处理效果好、操作简单、运行费用低等优点。田淑卿等通过正交试验，对粉煤灰处理造纸废水的影响因素进行了研究，结果表明：对粉煤灰进行活化，能增加其对造纸废水化学需氧量(cod)的去除效果；最佳的试验设计方案为：粉煤灰经40％硫酸活化、粒度160—200目、投加量为30g/100ml；影响cod去除率的大小顺序为：投加量影响最大，粒度次之，活化方式影响最小。絮凝沉淀法

絮凝沉淀法具有工艺简单、易于操作管理、有较高cod去除率，又可以避免二次污染，成本低且处理效果好，具有较好的经济效益和环境效益。张福宁等将壳聚糖与硫酸铝进行配比制得复合净水剂处理废水，cod的去除率可达85％以上。高飞等用复合聚铁絮凝剂fpas处理造纸厂中段废水，结果表明cod去除率可达88％左右，优于传统的絮凝剂。

在最佳混凝效果控制方面，李臻采用聚硅酸铝混凝剂处理cod为860～920 mg/l的造纸废水，在ph 7.80、100 ml废水中加人质量分数1％的聚硅酸铝水溶液0.2 ml、搅拌速率45 r/min、搅拌时间15 s、沉降时间15min的最佳条件下，cod去除率达88％ ；石中亮等采用壳聚糖处理造纸废水，在50ml废水中加入2 ml质量分数1％ 的壳聚糖醋酸溶液、ph 6.5～6.7、搅拌速率120 r/rain、絮凝时间12 h的最佳条件下，cod去除率达65％。高级氧化技术

乔维川等研究了用臭氧法深度处理制浆造纸废水的工艺条件，结果表明：臭氧与废水接触时间为5min、ph值8左右、臭氧的浓度为42.55mg/l时，废水codcr的去除率为80％以上，色度的去除率为93.34％。刘剑玉等采用臭氧预氧化一曝气生物滤池(baf)工艺对某钞票纸厂废水进行深度处理。结果表明，臭

氧预氧化处理能提高废水的可生化性，废水经臭氧预氧化baf工艺处理后(臭氧用量l00mg/l，臭氧与废水接触时间5min，baf水力停留时间2．0h)出水codcr浓度约40mg/l，色度几乎完全去除，能够达到较高的废水排放标准或作为中水回收利用。

王兆江等采用fenton体系氧化一絮凝工艺深度处理制浆造纸废水，废水经uv/fenton体系氧化一絮凝处理后，色度、cod、bod污染负荷基本去除，达到制浆造纸工业水污染物排放标准，红外光谱分析表明：废水中木素结构被uv/fenton氧化降解，苯环结构开裂转化为脂肪族羧酸类物质。

刘学文等以过渡金属氧化物cuo为活性组分，采用催化湿式氧化法处理造纸废水，考察cu负载量、催化剂用量、反应温度对废水cod去除率的影响。结果表明：固定氧气分压在2.5mpa和反应时间3h，催化剂用量为3g，cu负载量为4％，反应温度为220℃，500ml浓度为3250mg/l造纸废水的cod去除率为90％，色度去除率为89％，ph值由9.6变为7.8。

欧阳明等以复合表面活性剂为模板剂，微波法制备不同ce掺杂量的介~lwo3光催化剂，采用x射线衍射(xrd)、透射电子显微镜(tem)、uv—visdrs和bet等对所得样品进行表征。实验表明，当ce掺杂量为1％时，造纸废水的光催化降解效果最佳。以1％ce/w03为催化剂，光催化降解造纸废水12h，废水的色度和cod去除率分别为100％和83.4％。生态废水处理技术

基于生态学原理的人工湿地污水处理技术是一项新型的废水处理技术，通过对人工湿地系统的合理规划与设计，可以实现污染的零排放，并最终使污水资源化。李丽娜等利用垂直复合流模拟人工湿地系统对废纸造纸废水进行处理实验研究，结果表明，废纸造纸废水经氧化塘系统处理后的ph值7.2～7.4，bod5、codcr、ss平均浓度分别为416mg/l、543mg/l、429mg/l，水负荷0．053m3/(m2.d)的条件下，经人工湿地处理后bod5、codcr、ss的去除率分别为94.9％、91.4％、98.0％，系统性能稳定，连续稳定运行12个月，处理后的尾水主要指标达到制浆造纸工业水污染物排放标准，可用于农灌。

发达国家从20世纪9o年代起广泛采用人工湿地处理工业废水，出水cod、bod 分别能达30 mg/l和10 mg/l以下。江苏双灯纸业有限公司利用当地沿海滩涂资源优势，河南聚源纸业有限公司利用厂区闲置土地较多的优势，均采用生态法对造纸废水进行深度处理，取得了良好的环境效益和经济效益。生物法

好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法等两种方法。

sbr活性污泥废水处理制装造纸sbr(sequencing batch reactor)即序批式反

应器，是一种间歇式活性污泥处理系统，它已经成为一种简单可靠、经济有效和多功能的生化处理工艺，普通活性污泥法的bod和悬浮物去除率都很高，达到90～95％左右，cod去除率达80％以上。

胡维超采用浸没式膜生物反应器s-mbr进行了造纸废水的中试处理试验，结果表明cod去除率高达95％。季明采用膜生物反应器对造纸废水生化池出水进行深度处理。研究发现，将生化池的出水直接进入反应器，解决由于营养低而难以提高污泥浓度的问题，从而提高了codcr，去除效率；提出了优化运行参数，在停留时间l 0小时，污泥浓度89/1时，codcr，去除效率可以达到45％以上。

厌氧生物处理技术是对普遍存在于自然界的微生物过程的人为控制与强化技术，是处理有机污染和废水的有效手段。造纸废水含大量有机物及难降解物质，适宜用厌氧法进行预处理。ic反应器是在uasb反应器的基础上发展起来的第三代高效厌氧反应器，它具有处理量大，投资少，处理效率高，抗冲击能力强，能耗低，占地省等优点，拥有良好的产业化发展前景，通过采用强制外循环ic反应器完成了造纸废水的启动研究，其cod去除率维持在73％一75g之间，其应用范围已成为废水厌氧生物处理的热点之一。

李燕,刁智俊采用爆破制浆工艺生产高墙瓦楞纸，具有浆得率高、污染物排放少的特点，排放的造纸废水含有较高的糖类物质，bod/cod较高，可采用uasb一好氧的废水处理工艺，提高废水排放的水质标准，可达到了《污水综合排放标准》一级排放标准。

吴香波等研究了白腐菌采绒革盖菌coriolusversicolor漆酶对木素聚合的影响，在有氧条件下，通过添加漆酶和少量abts介体到水样中，用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化，利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化，结果表明：酶处理6h以后，废水中木素浓度从93.1mg/l下降到17.2mg/l，酶处理2h以后，从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到586l0，造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去，从而实现废水色度与cod降低，进而为造纸废水回用提供可能。组合工艺

目前造纸废水的联合处理法较多。alfred等 采用臭氧氧化一固定床生物膜反应器工艺提高外排水的水质，发现该工艺对cod、色度和aox的去除效果较好，且需要的臭氧量较少。化学絮凝一气浮串联生物接触氧化工艺处理再生纸生产废水的研究结果表明，该工艺能够将中段水的回用率提高至88％。李颖等采用还原铁床与固定化曝气生物滤池联合工艺深度处理中段水，cod由320 mg/l降至30 mg/l左右，色度由251倍降至18倍。

毕芳等采用abr(折流板反应器)&baf(曝气生物滤池)组合工艺处理造纸废

水，运行结果表明：在进水codcr400～500mg/l，bod5200～300mg/l时，处理后出水水质可达到 制浆造纸工业水污染物排放标准(gb3544—2008)第二时段一级标准之现有企业水污染排放限值：codcr≤100mg/l，bod5≤30mg/l，该工艺简单，占地面积小，运行方便，运行费用低。广纸南沙污水处理厂采用“ic(内循环)厌氧反应器-sbr一气浮”三级处理工艺处理制浆造纸废水，处理效果稳定，各项出水考核指标(bod、cod、ss)均能够达到设计值，就目前污水处理的技术水平来说，是较理想的处理工艺。

综上所述，造纸废水处理技术较多，各种技术都有一定的不足之处，在实际应用中多采用组合工艺，取长补短，达到经济性和实用性的统一，随着现代科技水平的不断发展，将有更多更先进的造纸废水处理技术应用于实践，这些处理技术，必将对造纸废水处理技术的系统研究奠定坚实的基础。

化纤造纸废水处理工艺研究方向篇二

化纤工艺

一、定义和分类

1、定义

纤维：可供纺织加工的一类细长而柔韧的材料。

化学纤维:以天然或合成高聚物为原料，经化学和机械加工而成的纤维

2、分类

1）异形截面纤维：在合成纤维成型过程中，采用异形喷丝孔（非圆形孔眼）纺制的具有非圆形横截面的纤维或中空纤维，这种纤维称为异形截面纤维，简称异形纤维。

异形纤维具有特殊的光泽，并且具有蓬松性、耐污性和抗起球性，纤维回弹性与覆盖性也可得到改善。如三角形横截面的涤纶具有闪光性；五叶形横截面涤纶有类似真丝的光泽、抗起球、手感和覆盖性好；某些中空纤维还具有特殊用途，如制作反渗透膜，用于人工肾脏、海水淡化、污水处理、硬水软化等。

2）复合纤维：在纤维横截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，这种化学纤维称为复合纤维，或称双组分纤维。

复合纤维的品种很多，有并列型、皮芯型、海岛型和裂离型等。

3）变形纱：变形纱包括所有经过变形加工的丝和纱，如弹力丝和膨体纱都属于变形纱。 弹力丝即变形长丝，可分高弹丝和低弹丝两种。弹力丝伸缩性、蓬松性好，其织物在厚度、重量、不透明性、覆盖性和外观特征等方面接近毛织品、丝织品或棉织品。涤纶弹力丝多数用于衣着，锦纶弹力丝宜于制造袜子，丙纶弹力丝则多数用于家用织物及地毯。其变形方法主要有假捻法、空气喷射法、热气流喷射法、填塞箱法和赋型法等。

 膨体纱是利用高聚物的热可塑性，将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按比例混合，经热处理后，高收缩性的毛条迫使低收缩性的毛条卷曲，从而使其具有伸缩性和蓬松性、类似毛线的变形纱。以腈纶膨体纱产量为最大，用于制作针织外衣、内衣、毛线、毛毯等。

二、化纤生产过程

高聚物的提纯和聚合化学纤维是由高聚物制造而成的。此高聚物可直接取自自然界，也可由低分子物经人工合成而得。

再生纤维是以天然高聚物为原料，经化学方法而制成。它与原高聚物在化学构成上基本相同。对于天然高聚物来说，这需要提纯以去除杂质。如制造粘胶纤维的高聚物是纤维素，它是从绵绒、木材、芦苇、甘蔗渣等纤维素原料中将纤维素提纯出来，制成浆粕，然后再用 浆粕制造纤维。

合成纤维的高聚物是利用煤、石油、天然气、农副产品等制得的低分子化合物（单体）为原料，经过化学加聚或缩聚而得到的。最后将高聚物经过加工得到的合成纤维。所以，合成纤维常由其高聚物的单体，并在单全前加“聚”来命名。

纺丝流体的制备成纤高聚物在纺丝前必须用一定的方法制纺丝流体。目前，常采用的方法有熔体法和熔液法。

熔体法是将成纤高聚物加热到熔点以上而成为熔体。它适用于分解点高于熔点的高聚物。

或成纤高聚物的分解点低于熔点，则必须采用熔洲法，此法是用适当的溶剂将成纤高聚物溶解成具有一定粘度的纺丝流体。

在实际的工业生产中，纺丝熔体的制备主要有两种方法：一是直接将聚合所得到的高聚特熔体送去纺丝，这种方法称为直接纺丝；另一种是将聚合得到的高聚物熔体经铸带、切粒等工序制成“切片”，然后在纺丝机上重新熔融成熔体并进行纺丝，这种方法称为切片纺丝。

溶液纺丝液的制备例如聚丙烯腈液的制备，也有两种方法。一是直接利用聚合后得到的高聚物溶液作为纺丝原液，这称为一步法；二是先制成颗粒状或粉末状的成纤高聚物，然后再深解，以获得纺丝液，这种方法称为二步法。为了使纺丝流体具有均匀和良好的纺丝性能，纺丝流体必须经过混合、过滤、脱泡等工序，以除去杂质和气泡，然后才能进行纺丝。制备纺丝深液的深剂其溶解性能要好、毒性要低、回收方便、价格低廉并不易燃烧及爆炸。在制备纺丝流体时，为了改善纤维的光泽，可加入消光剂，以生产出有光、消光或半消光纤维。纺丝将纺丝流体，用纺丝泵（或称计量泵）连续、定量而均匀地从喷丝头或喷丝板的毛细孔中挤出而成液态细流，再在空气、水或凝固浴中固化成丝条的过程称为纺丝或纤维成形。刚纺成的丝条称为初生纤维。纺丝是化学纤维生产过程中的关键工序，改变纺丝的工艺条件，可在较大范围内调节纤维的结构，从而相应地改变所得纤维的物理机械性能。

按成纤高聚物的性质不同，化学纤维的纺丝方法主要有熔体纺丝法和熔液纺丝法两大类，此外，还有特殊的或非常规的纺丝方法。其中，根据凝固方式的不同，熔液纺丝法又分为湿法纺丝和干法纺丝两种。在化学纤维的生产时，多数采用熔体纺丝法生产，其次为湿法纺丝生产，只有少量的采用了干法或其他非常规纺丝方法生产。

1、熔体纺丝法

熔体纺丝法是将纺丝熔体经螺杆挤压机由纺丝泵定量压出喷丝孔，使其成细流状射入空气中，并在纺丝甬道中冷却成丝。目前，熔体纺丝法的纺丝速度一般为1000-2000m/min。采用调整纺丝时，可达4000-6000m/min。喷丝板孔数：长丝为1-150孔，短纤维少的为400-800孔，多的可达1000-2000孔。喷丝板的孔径一般在0.2-0.4mm。熔体纺丝法的主要特点是卷绕速度高，不需要溶剂和沉淀剂，设备简单，工艺流程短，是一种经济、方便和效率高的成形方法。但喷丝头孔数相对较少。近年来，我国在消化吸收引进技术的基础上，已发展了低速多孔和高速短程纺，以生产丙纶和涤纶。合成纤维中的涤纶、锦纶和丙纶都采用熔体纺丝法纺丝。

2、溶液纺丝法 1）湿法纺丝

湿法纺丝是将溶液法制得的纺丝熔液从喷丝头的细孔中压出呈细流状，然后在凝固液中固化成丝。由于丝条凝固慢，所以湿法纺丝的纺丝速度较低，一般为50-100m/min，而喷丝板的孔数较熔体纺丝多，一般达4000-2000孔。混法纺丝防得到纤维截面大多呈非圆形，且有较明显的皮芯结构，这主要是由凝固液的固化作用而造成的。湿法纺丝的特点是工艺流程复杂，投次大、纺丝速度低，生产成本较高。一般在短纤维生产时，可采用多孔喷丝头或级装喷丝孔来提高生产能力，从而弥补纺丝速度低的缺陷。通常，不能用熔体法纺丝的成纤高聚物，才用湿法纺丝和生产短纤维和长丝束。腈纶、维纶、氯纶和粘胶多采用湿法纺丝。2）干法纺丝

干法纺丝是将溶液纺丝制备的纺丝溶液从喷丝孔中压出，呈细流状，然后在热空气中因溶剂声速挥发而固化成丝。目前，干法纺丝的速度一般为200-500m/min，当增加纺丝甬道长度或纺纺制较细的纤维时，纺丝速度可提高到700-1500m/min。干法纺丝的喷头孔数较少，为300-600孔。干法纺丝制得的纤维结构紧密，物理机械性能和染色性能较发，纤维质量高。但干法纺丝的投资比湿纺还要大，生产成本高，污染环境。目前用于干纺丝产生的合成纤维较少，仅醋酯纤维和维纶可用此法。另外，对于既能用于干法纺丝，又能用湿法纺丝的纤维，干法纺丝更适合于纺制长丝。3）其他纺丝法（1）复合纤维纺丝法

复合纤维纺丝法是将两种或两种以上不同化学组成或不同浓度的纺丝流体，同时通过一个具有特殊分配系统的喷丝头而制得。在进入喷丝孔之前，两种成分彼此分离，互不混合，在进入喷丝孔的瞬间，两种液体接触，凝固粘合成一根丝条，从而开成具有两种或两种以上不同组分的复合纤维。此法纺制的纤维分为：并列型、皮芯型和散布型等多种。（2）异形纤维纺丝

此法是用非圆形喷丝孔，制取各种不同截面形态的异形纤维。常见到形异纤维有三角形、y型、星形和中空纤维等。（3）着色纤维纺丝法

此方法是在化学纤维的纺丝熔体或溶液中加入适当的着色剂，经纺丝后直接制成有色纤维，该方法可提高染色牢度，降低染色成本，减少环境污染。此外，还有相分离纺丝法、冻胶纺丝法、乳液或悬液纺丝法、液晶纺丝等纺丝方。

纺丝过程中得到的初生纤维的结构还不完善，物理机械性能较差，具体表现为纤维强力很低，伸长很大，沸水收缩率很高，不能直接用以纺织成纱，所以初生纤维还必须经过一系列的后加工工序，以改善结构，提高性能。满足纺织加工和使用的要求。化学纤维后加工的具体工序，随纤维品种和类型（如长丝、短纤维等）的不同而不同，但基本上可分为短纤维和长丝两种。

3、短纤维的后加工

短纤维的后加工通常是在一条相当长的流水作业线上完成的。它包括集束、拉伸、水洗、止油、卷曲、干燥定形、切断、打包等工序。根据纤维品种的不同，后加工工序的内容和顺序也有所不同。

图3-1 fdy生产流程图

（1）集束

集束是将几个喷丝头喷出的丝束以均匀的张力集合成一定线密度的大股丝束，便于后加工。集束时要求张力均匀，否则，在拉伸时，会造成纤维的线密度不匀，而产生超长纤维。（2）拉伸

拉伸是将集束后的大股丝束通过多辊拉伸机进行拉伸。拉伸的形式随着纤维品种的不同而不同。通过拉伸，使纤维中大分子沿纤维轴向取向排列，同时可能发生结晶或结晶度和晶格结构的改变，从而使纤维的超分子结构进一步形成并趋于完善，改善纤维的力学性能。所以，拉伸是后加工过程中最重要的工序。拉伸倍数小，则制得的纤维强度低，伸长率大，属低强高介型；拉伸倍数大，则制得的纤维强度较高而伸长较小，属高强低伸型。（3）上油

油是将丝束经过油浴，在纤维表面覆上一层很薄膜。上油可使纤维具有平滑柔软的手感，改善纤维的抗静电性，降低纤维与纤维之间及纤维与其他物体间的磨擦，使加工过程能够顺利进行。此外，化纤上油还可提高纤维的耐磨性、匀染性和固色性等。化纤上油一方面是纺丝工艺本身的要求，另一方面是化纤纺织加工的需要。因此，化纤油剂可分为纺丝油剂和纺织油剂。一般化纤油剂包括平滑柔软剂、乳化剂、抗静电剂、渗透剂和添加剂等。其中平滑柔软剂起平滑、柔软作用，乳化剂起乳化、吸湿、抗静电、平滑等作用。抗静电剂起抗静电作用，抗静电剂起抗静电作用，渗盘剂起渗透、平滑作用，添加剂起防氧化、防霉作用。（4）卷曲

为了使化学纤维具有类似天然纤维的卷曲性能，增加纤维之间的抱合力，为提高纺织加工性能，改善织物的服用性，通常要对拉伸后的纤维进行卷曲加工。化学纤维的卷曲加工有机械卷曲法和化学卷曲法。在生产中多数采用机械卷曲法。机械卷曲法是利用纤维的热塑性，将化纤丝束送入有一定温度的卷曲箱挤压卷曲。该法得到的纤维卷曲是纤维外观的卷曲，卷曲数多，卷曲呈波浪形，但卷曲稳定性较差。而化学卷曲法则是利用特殊的纤维成形条件，造成纤维截面的不对称性，从而开成一种较为稳定的卷曲。这种卷曲数量较少，但呈空间立体状，卷曲牢度也好。化学纤维的卷曲必须控制在适当的范围内，卷曲数太少，纤维抱合性差；而卷曲数过多，则会使纤维的强力降低。（5）干燥热定形

干燥定形一般在帘板式或圆网式热定形机上进行。热定形的方式分紧张热定形和松弛热定形。干燥的目的是为了除去因拉伸，上油等过程中所带入的水分，使纤维达到成品所需的含湿量。热定形是为了消除纤维在前段工序中产生的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，进一步改善其物理机械性能，从而使拉伸、卷曲的效果固定，并使成品纤维符合使用要求。（6）切断和打包

切断是将干燥定形后的丝束根据纺织加工和产品的要求切成规定长度的短纤维。切断时要求刀口锋利、丝速张力均匀，以免产生超长和倍长纤维。化学纤维通常可切成棉型、毛型或中长型。最后，将纤维在打包机上打包，以便运输出厂。此外，化学纤维生产中的牵切纺长丝束（属于短纤维范围）是不经切断而由牵切机直接制成条子。它是依靠牵切机上两对速度不同的加压罗拉牵伸拉断纤维，所以得到的纤维是不等长纤维。

4、长丝的后加工

由于长丝后加工不能以大股丝束进行，而需要一根根丝条在各工序中分别加工，并且要求各根丝束经受相同条件的加工处理。所以，长丝的后加工工艺和设备要比短纤维后加工复杂得多。此外，由于织物性能的要求，长丝在各项指标均匀性方面的要求比短纤维更为严格。

（1）粘胶长丝的后加工

粘胶长丝的后加工包括水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、脱水、烘干、络筒（绞）等工序。水洗是除去粘胶丝条上存在的硫酸和硫酸盐、二硫化炭等。脱硫是为了脱除丝条中经水洗后剩余的硫磺，如果我不骈除，纤维会泛黄、发黑漂白是为了提高纤维的白度酸洗的目的是除去纤维中的其他杂质，以免操作纤维的性能和外观。上油是为了使纤维柔软平滑，以适 应纺织加工的要求。

（2）涤纶长丝和锦纶长丝的后加工

涤纶和锦纶6长丝的后加工包括拉伸加捻、后加捻、压洗（涤纶不需要压洗）、热定形、平衡、倒筒等工序。拉伸加捻是在一定的温度下，将长丝进行一定倍数的拉伸，改善纤维的结构，从而提高纤维的力学性质。拉伸后的丝条再加上一定的捻度。后加捻是对拉伸加捻后的丝条再追加一定捻度，从而使复丝中各根单丝紧密地合，避免在纺织加工时发生断头或紊乱现象，并可提高复丝的强度。压洗是用热水对丝条进行循环洗涤，以除去丝条上的单体和齐聚物。热定形是为了消除前段工序中产生的内应力，改善纤维的物理性能，并使捻度稳定。平衡倒筒是将热定形后的丝筒先保持在一定温湿度的存放室内放置一定时间，使丝筒内、外层吸湿均匀，并达到规定的回潮率，然后在络丝机上将丝筒退绕至锥形纸管，形成双斜面宝塔形式卷装，以便运输和纺织加工。此外，倒筒时还需上油，便丝条表面润滑，减少纺织加 工时的静电效应，改善纤维手感。最后将宝塔筒子分级检验即可包装出厂。

三、化纤生产中使用的设备

1、高速卷绕头

图3-2运行中的卷绕头

在化纤长丝纺丝设备中，高速卷绕头无疑是最关键的单元机，它直接影响着纺丝技术发展。全自动高速卷绕头主要由两个可自动切换的卡盘轴、压辊、转盘、横动导丝机构、升头及推筒装置组成。正常卷绕时，纱线通过压辊卷绕于工作的卡盘轴上，随着卷装直径的增加，转盘在伺服电机和链条的传动下连续微动，以保证每个卷绕周期内接触压力稳定。当完成一个卷绕周期时，转盘快速回转切换，将另一根卡轴切换到工作位置，进入下一个卷绕周期，待切换的下面的卡盘轴停止后，即可进行推筒操作。

2、熔体输送设备 1）熔体过滤器

高速纺丝对熔体的要求比较高，熔体中极细小的微粒或杂质的存在都极易造成纺丝时断头。熔体聚合过程中，由于受搅拌和温度均匀性的影响，不可避免地会产生一些凝胶粒子和高结晶聚合物；另外，消光剂tio2中也会有直径较大的微颗粒, 如果不及时将之除去,必然会影响纺丝的正常进行,因此,必须通过熔体过滤器以除去熔体中20μm以上的颗粒,保证熔体的正常挤出和导丝盘的牵伸。2）增压泵 增压泵主要是用来控制计量泵泵前压力，当泵前压力过低时泵的前后压差太大，受计量泵熔体漏流影响，纺丝时，poy断面不匀率会升高，影响poy的质量和增加dty的加工难度。泵前压力的稳定控制有利于顺利纺丝。

3）熔体冷却器

由于熔体的流体力学特性，它在管道中的流速径向分布是不均匀的，而是呈一抛物线状的分布，这种流动形式造成了管道中的熔体流速要比管壁的熔体流速高，这种流速分布必然会影响熔体在输送管道中的停留时间和聚合物的质量均匀性；另外，这样的流速分布还会因剪切应力作用使熔体温度上升，增加熔体降解的可能性。工艺的设定要求将这种效应减小到最小程度，最主要的是保证熔体在输送过程中的质量分布均匀种稳定。4）熔体分配管：

熔体分配管是用来将聚酯熔体输送分配到各纺丝箱体的管道，要求它尽可能短，以缩短熔体在管道中的停留时间，减小熔体的降解机会，同时要保证熔体送至各箱体的时间均一，防止熔体质量分布不匀，此外，管道中不能有熔体死角。聚酯熔体的高粘度（粘滞性）会引起抛物线状分层流动，从而造成熔体物理性能在径向分布上的差异，为减小这一差异，通常在熔体管道中装设静态混合器。

四、多电机变频控制系统在短纤维后纺设备中的应用

1、前言

短纤维产品如涤纶中空纤维、三叶纤维、七孔中空纤维、十孔中空纤维本、以及各类阻燃纤维、抗菌纤维、加硅纤维(pp棉)等，它具有手感好、弹性、蓬松度高的特点，产品适用于生产喷胶棉、无纺布、针刺布、服装、玩具、枕芯填充料、踏花被、人造毛皮等等。由于该产品畅销国内国际市场，很多企业都在对老线进行技术改造或是引进新的生产设备。本文就是针对该系列设备推出的成熟的变频技术方案。

短纤维设备包括前纺处理和后纺处理两大设备。其中后纺设备和工序包括：集束----牵伸浸油----卷曲-----热定型----切断----打包-----检验----成品----出厂。其中最为重要的是从牵伸到卷曲的工艺过程，该流程中共有4个传动机构(一道牵伸、二道牵伸、三道牵伸、卷曲)，在传统的工艺中采用一台大电机通过机械齿轮来单轴控制4个传动。由于单轴传动的弱点逐渐凸显出现，如齿轮箱损坏率高、牵伸比调节困难、单轴容易断裂等。因此在目前进口的化纤后纺设备中基本上都采用独立变频传动的方式来实现。在采用独立变频传动的同时，有二个最重要的问题必须要加以解决：(1)发电及能量反馈的问题;(2)同步牵伸的问题。二者都是由于化纤后纺工艺的需要，后纺的一个重要任务就是要使纤维丝通过牵伸速度的不同来达到工艺要求，这就导致了一道和二道牵伸经常处于发电状态;同时必须保证4个独立传动在加减速和恒速中同比例升速，这就引出了同步牵伸的问题。

2、多电机传动系统的建构

在化纤后纺的4个独立传动辊中，为保持一定的牵伸比，通常一道牵伸和二道牵伸处于发电状态，三道牵伸和卷曲则处于电动状态。2.1 电动和发电

通常从变频器调速系统的二种运行状态，即电动和发电。在变频调速系统中，电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，在频率减小的瞬间，电机的同步转速随之下降，而由于机械惯性的原因，电机的转子转速未变。当同步转速w1小于转子转速w时，转子电流的相位几乎改变了180度，电机从电动状态变为发电状态;与此同时，电机轴上的转矩变成了制动转矩te，使电机的转速迅速下降，电机处于再生制动状态。电机再生的电能p经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网，仅靠变频器本身的电容吸收，虽然其他部分能消耗电能，但电容仍有短时间的电荷堆积，形成“泵升电压”，使直流电压ud升高。过高的直流电压将使各部分器件受到损害。

图3-3 变频器调速系统的二种运行状态

如何处理再生电能呢?最简单的办法就是能耗制动，它采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件，将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动，但是由于一道和二道牵伸传动始终处于发电状态，其发电功率是相当可观的，在实际操作中，需要有庞大的制动电阻群。因此如何将该电能利用起来，是一个急需解决的问题。2.2 多电机传动控制的建构

对于频繁启动、制动，或是四象限运行的电机而言，如何处理制动过程不仅影响系统的动态响应，而且还有经济效益的问题。于是，回馈制动成为人们讨论的焦点，然而目前大部分的通用变频器还不能通过单独的一台变频器来实现再生能量。为解决这个问题，本文介绍了一种共用直流母线方式的再生能量回馈系统，通过这种方式，它可以将制动产生的再生能量进行充分利用，从而起到既节约电能又处理再生电能的功效。

多传动控制回路包括直流输入回路、直流母线供电回路、若干个逆变器(或是具有输入缺相保护的通用变频器)，其中电机需要的能量是以直流方式通过 pwm逆变器输出。在多传动方式下，制动时感生能量就反馈到直流回路。通过直流回路，这部分反馈能量就可以消耗在其他处在电动状态的电机上，制动要求特别高时，只需要在共用母线上并上一个共用制动单元即可。

图3-4接线是典型的共用直流母线的制动方式，根据化纤后纺设备的特点，一道牵伸m1和二道牵伸m2在正常工作时处于发电状态，三道牵伸m3和卷曲 m4则处于电动状态。由于m1和m2发电是由于3道牵伸的电动所引起的，该2台电机所产生的回馈能量足以消耗到处于电动状态下的m3和m4中，而不会引起直流回路母线电压的升高，这样就完全解决了再生能量的制动问题，从而使系统始终处于比较稳定的状态。

图3-4 共用直流母线的多电机传动方式 2.3 直流输入回路

直流输入回路负责提供多电机传动系统的直流电源，其主要部件为整流器。但是我们知道，当ac/dc电源启动时，将产生一个高达系统标称电流50倍的启动电流对输入电容(本文主要是指vf1-vf4变频器的电解电容)充电。该启动电流会导致主电源上电压降的产生，从而影响连接到同一个电源网络上的其它设备的正常工作，甚至熔断输入线路熔丝。通常情况下离线电源的前端由一个桥式整流器和一个大容量滤波电容组成，启动时对大容量滤波电容的充电会在输入端产生一个称之为启动电流的浪涌电流。如果不限制这一启动电流，那么输入熔丝就可能熔断或者可能触发电路保护断路器。因此直流输入回路的核心问题是控制启动电流。解决该问题的一种方案是将阻抗与一个硅通路元件或者机电继电器并联，再与整流器串连，这样就可以大大降低冲击电流，以保证直流输入回路的可靠性。2.4 多电机传动的特点

化纤后纺设备采用共用直流母线的多电机传动控制方式，具有以下显著的特点： a.共用直流母线和共用制动单元，可以大大减少整流器和制动单元的重复配置，结构简单合理，经济可靠。

b.共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大;c.各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性;d.提高系统功率因数，降低电网谐波电流，提高系统用电效率。3 多电机传动牵伸同步的控制

在化纤后纺设备的四道传动(三道牵伸加卷曲)中，其牵伸比的确定必须以四个传动电机的速度同步为基准。通常情况下，有一个主给定信号，同步控制的目标就是将这个信号按照牵伸比的要求均匀分配到m1、m2、m3、m4四个变频器中去，保证四传动无论在加速、恒速或者减速过程中都能保持同步的比例性。以下主要讨论目前较为常用的三种同步控制方案。

图3-5 化纤后纺传动的同步控制方案

3.1 模拟量同步控制

当一台整机或一条生产线中各个传动单元分别由独立的变频器驱动时，为了保证整机在一个主令转速的设置下，各单元同步协调工作(这里为固定的牵伸比)，需要配置同步控制器。该同步控制器可对各单元传动速度分别整定，以实现各单元以一定的比例速度同步工作，总的主令设定电压(由电位器决定)通过给定积分器输出，可实现软起动和软停车。

该同步控制器能输出多路模拟量信号给变频器(这里为vf1-vf4)。模拟量输入设定方法是一种控制精度较高的方法，一般情况下可达电压“11bit+符号”或电流“10bit”级别的分辨率。3.2 脉冲信号同步控制

在电子技术中，脉冲信号是一个按一定电压幅度，一定时间间隔连续发出的脉冲信号。我们将第一个脉冲和第二个脉冲之间的时间间隔称为周期;而将在单位时间(如1秒)内所产生的脉冲个数称为频率。

通常情况下，最大输入脉冲频率可以在0.1khz到50khz之间选择。vf1变频器在主令电位器的控制下输出同步脉冲数给vf2，vf2接受脉冲数进行运转并同时输出同步脉冲数给vf3，直到vf4。由于脉冲信号的数字处理技术和抗干扰能力强，因此在同步控制中也被广泛使用。

3.3 通讯总线同步控制

通过网络设定频率是一种高精度的频率设定，其具有通讯速率高，稳定可靠，接线简单等优点，而且在模拟量控制时，输出端经过一个数模转换器，经过导线，进入输入端(变频器)又需要经过一个模数转换器才能参与控制。两个转换器位数不同和导线损耗都可能造成一定误差，而通讯传递直接是数字量不需要转换，没有误差，在传输过程中不会造成损耗，而且响应速度率也会很高。

通常情况下，同步控制可采用rs485总线的异步通讯控制方式，如图(3)所示。选用变频器标准内置的rs485可以方便实现与上位机的通讯，同时也可挂现场总线或局域网，通过网络进行信息交换，主要有profibus、modbus、ff等对应不同的网络及总线形式，但必须配用专用接口卡。4 结束语

化纤后纺设备的变频技术应用应结合工艺本身的要求，选择具有共用直流母线方式的多电机传动控制结构能够很好地解决一道和二道的持续发电问题，同时采用同步控制来实现恒定的牵伸比。本方案已经在多家短纤维后纺设备的技术改造中得到成功应用。