一種鹵水膜法提溴的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種提溴裝置,尤其是涉及一種鹵水膜法提溴的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 溴素是一種重要的基礎(chǔ)化工原料,廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療、感光材料,精細(xì)化工等行 業(yè),但是,現(xiàn)有技術(shù)中,溴素的年產(chǎn)量?jī)H為70~80萬(wàn)噸。目前全球溴含量在5~15g/L的 高品位鹵水正在逐年減少,因此各國(guó)都在研究如何從低品位鹵水中提取溴,同時(shí),還需要解 決降低生產(chǎn)成本等問(wèn)題。
[0003] 現(xiàn)有的提溴方法主要有:空氣吹出法、溶劑萃取法、水蒸氣蒸餾法等??諝獯党龇?是提溴方法中最普遍的一種,其可從低濃度含溴鹵水(2~4g/L)中提溴,其原理是溴離子 被氯氣氧化為游離溴,根據(jù)亨利定律,被空氣從鹵水中吹出,再用吸收液吸收,然后再用氯 氣氧化等方法使溴游離出來(lái),最后用汽提等方法分離得到游離溴素;但這種方法需要龐大 的設(shè)備,且具有投資大、耗能高等缺點(diǎn)。溶劑萃取法的原理是根據(jù)溴在有機(jī)溶劑中的溶解度 比在水中的溶解度大,將氧化后的鹵水與有機(jī)溶劑混合,溴素進(jìn)入有機(jī)溶劑與水分離而富 集;該法具有設(shè)備小、投資少、操作簡(jiǎn)單靈活的特點(diǎn),但是由于其性能優(yōu)異、毒性小的萃取劑 并不易找到,且對(duì)低濃度鹵水的萃取率低的等原因,該方法并未在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。水蒸 氣蒸餾法的工藝原理是將酸化鹵水預(yù)熱后通入填料塔,鹵水被逆流而來(lái)的氯氣氧化,溴離 子被氧化為游離溴,利用溴與水的揮發(fā)度不同,在一定壓力和溫度的水蒸氣作用下,將游離 溴由液相帶出,送至冷凝器,溴蒸汽冷凝為溴素。該方法路線簡(jiǎn)單,但蒸汽消耗量較大,提取 噸產(chǎn)品溴蒸汽消耗量隨鹵水溴含量的升高而降低,因此對(duì)鹵水中溴含量的濃度要求不低于 5 ~24g/L。
[0004] 現(xiàn)有的提溴方法中,常規(guī)空氣吹出法和水蒸氣蒸餾法的缺點(diǎn)主要在于對(duì)鹵水中溴 含量的要求比較苛刻,且各方法都具有能耗偏大這一缺陷;而溶劑萃取法對(duì)萃取劑的要求 太高,不適用于工業(yè)生產(chǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實(shí)用新型提供了一種設(shè)備要求低、占地面積小、 處理過(guò)程穩(wěn)定、安全、運(yùn)行成本低的鹵水膜法提溴的裝置。
[0006] -種鹵水膜法提溴的裝置,所述裝置包括順次相連的第一管道混合器、第二管道 混合器、中空纖維膜接觸器、循環(huán)罐、第三管道混合器和中空纖維膜蒸發(fā)器;所述第二管道 混合器與第一噴射泵相連通,第三管道混合器與第二噴射泵相連通;所述中空纖維膜接觸 器底端設(shè)有鹵水進(jìn)口,中空纖維膜接觸器頂端設(shè)有鹵水出口,所述中空纖維膜接觸器上部 一側(cè)設(shè)有吸收液進(jìn)口,中空纖維膜接觸器下部一側(cè)設(shè)有吸收液出口,所述中空纖維膜接觸 器的數(shù)量為一個(gè)以上,中空纖維膜接觸器之間形成相互串聯(lián),相鄰中空纖維膜接觸器的鹵 水出口與鹵水進(jìn)口之間通過(guò)第四管道混合器相連通,每個(gè)第四管道混合器分別與相應(yīng)的第 三噴射泵相連通;所述吸收液進(jìn)口通過(guò)循環(huán)泵與循環(huán)罐相連通,吸收液出口與循環(huán)罐相連 通,所述循環(huán)罐與第三管道混合器之間通過(guò)耐腐泵相連通;
[0007] 所述中空纖維膜蒸發(fā)器為雙段式結(jié)構(gòu),包括位于上方的第一段體和位于下方的第 二段體,所述第一段體與第二段體之間設(shè)有換熱器,所述第一段體與第一管道混合器相連 通,第二段體與第三管道混合器相連通,所述第二段體還與一真空泵相連通。
[0008] 作為優(yōu)選,所述中空纖維膜接觸器的數(shù)量為三個(gè),中空纖維膜接觸器之間串聯(lián)連 接。
[0009] 作為優(yōu)選,所述中空纖維膜接觸器的膜絲外徑為0.3mm,內(nèi)徑為0.2mm,厚度為 0. 05mm,孔徑為 10nm。
[0010] 作為優(yōu)選,所述膜絲在中空纖維膜接觸器內(nèi)呈列管排布。使流道均勻性好。
[0011] 作為優(yōu)選,所述中空纖維膜蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器本體和位于蒸發(fā)器本體內(nèi)的中心 管,所述蒸發(fā)器本體為雙段式結(jié)構(gòu),包括位于上方的第一段體和位于下方的第二段體,第一 段體下部設(shè)有第一出液口,第二段體上部設(shè)有第二出液口,第二段體底部設(shè)有第三出液口, 除中心管外,第一段體與第二段體之間內(nèi)部密封;
[0012] 所述的中心管自上而下包括上進(jìn)料部分、滲透部分、換熱部分和下進(jìn)料部分,所述 的上進(jìn)料部分和滲透部分位于第一段體內(nèi),換熱部分和下進(jìn)料部分位于第二段體內(nèi),上進(jìn) 料部分頂部和下進(jìn)料部分底部各設(shè)有第一進(jìn)液口和第二進(jìn)液口,上進(jìn)料部分與滲透部分內(nèi) 部不連通,換熱部分與下進(jìn)料部分內(nèi)部不連通,上進(jìn)料部分和下進(jìn)料部分管壁分別開有分 散孔,上進(jìn)料部和滲透部分包覆有微孔中空纖維膜,下進(jìn)料部分和換熱部分包覆有無(wú)孔中 空纖維膜,所述的微孔中空纖維膜與無(wú)孔中空纖維膜膜管內(nèi)側(cè)互通,膜管外側(cè)不互通,第三 出液口與無(wú)孔中空纖維膜膜管內(nèi)側(cè)連通;所述的第二出液口與第一進(jìn)液口之間設(shè)有換熱 器。
[0013] 作為優(yōu)選,所述換熱器為板框換熱器。
[0014] 作為優(yōu)選,所述微孔中空纖維膜的膜絲外徑為0.3mm,內(nèi)徑為0.2mm,厚度為 0. 05mm〇
[0015] 作為優(yōu)選,所述無(wú)孔中空纖維膜的膜絲外徑為0.5mm,內(nèi)徑為0.4mm,厚度為 0. 05mm〇
[0016] 作為優(yōu)選,所述的中心管上進(jìn)料部分和下進(jìn)料部分為空心結(jié)構(gòu),滲透部分和換熱 部分為實(shí)心結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,滲透部分和換熱部分也可采用空心結(jié)構(gòu),只要在上進(jìn)料部分與滲透 部分之間、下進(jìn)料部分與換熱部分之間設(shè)置擋板以實(shí)現(xiàn)"上進(jìn)料部分與滲透部分內(nèi)部不連 通,換熱部分與下進(jìn)料部分內(nèi)部不連通"。
[0017] 作為優(yōu)選,所述第一出液口與第一管道混合器相連通,第三出液口與真空泵相連 通。
[0018] 本實(shí)用新型中,中空纖維膜接觸器的膜可選用聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯 (PTFE)、PP材質(zhì)的膜。中空纖維膜蒸發(fā)器的微孔中空纖維膜可選用聚四氟乙烯(PTFE)疏水 膜,無(wú)孔中空纖維膜可選用無(wú)孔聚醚醚酮(PEEK)膜。
[0019] 本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)合理,本實(shí)用新型適用于處理低濃度(2~4g/L)、超低 濃度(0. 1~2g/L)含溴鹵水中進(jìn)行提溴,提溴率可提高到95%以上;本實(shí)用新型不僅設(shè)備 投資成本少,占地面積小,而且具有處理過(guò)程穩(wěn)定、安全,運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),本實(shí)用新型具 有極高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本實(shí)用新型的工作流程圖;
[0021] 圖2是本實(shí)用新型中空纖維膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明,但本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍并不限于此。
[0023] 參照?qǐng)D1,圖2,一種鹵水膜法提溴的裝置,所述裝置包括順次相連的第一管道混 合器1、第二管道混合器2、中空纖維膜接觸器3、循環(huán)罐4、第三管道混合器5和中空纖維膜 蒸發(fā)器6 ;所述第二管道混合器2與第一噴射泵7相連通,第三管道混合器5與第二噴射泵 20相連通;所述中空纖維膜接觸器3底端設(shè)有鹵水進(jìn)口 8,中空纖維膜接觸器頂端設(shè)有鹵水 出口 9,所述中空纖維膜接觸器3上部一側(cè)設(shè)有吸收液進(jìn)口 10,中空纖維膜接觸器下部一側(cè) 設(shè)有吸收液出口 11,所述中空纖維膜接觸器的數(shù)量為一到三個(gè),中空纖維膜接觸器之間串 聯(lián)連接。相鄰中空纖維膜接觸器的鹵水出口與鹵水進(jìn)口之間通過(guò)第四管道混合器12相連 通,每個(gè)第四管道混合器12分別與相應(yīng)的第三噴射泵13相連通;所述吸收液進(jìn)口 10通過(guò) 循環(huán)泵14與循環(huán)罐4相連通,吸收液出口 11與循環(huán)罐4相連通,所述循環(huán)罐4與第三管道 混合器5之間通過(guò)耐腐泵15相連通;
[0024] 所述中空纖維膜蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器本體21和位于蒸發(fā)器本體內(nèi)的中心管22,所 述蒸發(fā)器本體21為雙段式結(jié)構(gòu),包括位于上方的第一段體17和位于下方的第二段體16,第 一段體17下部設(shè)有第一出液口 23,第二段體上部設(shè)有第二出液口 24,第二段體16底部設(shè) 有第三出液口 25,除中心管外,第一段體17與第二段體16之間內(nèi)部密封;
[0025] 所述的中心管自上而下包括上進(jìn)料部分26、滲透部分27、換熱部分28和下進(jìn)料部 分29,所述的上進(jìn)料部分26和滲透部分27位于第一段體內(nèi),換熱部分28和下進(jìn)料部分29 位于第二段體內(nèi),上進(jìn)料部分26頂部和下進(jìn)料部分29底部各設(shè)有第一進(jìn)液口 30和第二進(jìn) 液口 31,上進(jìn)料部分26與滲透部分27內(nèi)部不連通,換熱部分28與下進(jìn)料部分29內(nèi)部不連 通,上進(jìn)料部分26和下進(jìn)料部分29管壁分別開有分散孔32,上進(jìn)料部分26和滲透部分27 包覆有