專利名稱：超細(xì)粉體料液的膜分離濃縮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超細(xì)粉體料液的膜分離濃縮裝置。
背景技術(shù)：
超細(xì)粉體因其具備一些特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，近年來在化工、醫(yī)藥、電子、冶金等諸多高科技領(lǐng)域中得到應(yīng)用。超細(xì)粉體在濕化學(xué)法生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，細(xì)微粉體因粒徑過小，其懸浮液固液分離比較困難，傳統(tǒng)的板框和離心分離均已不能適用。近年開發(fā)的膜分離技術(shù)對(duì)分離超細(xì)粉體具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。專利ZL00119077.6中公開的無機(jī)膜集成技術(shù)超細(xì)粉體制備方法中采用料液循環(huán)，錯(cuò)流過濾膜分離工藝，使含超細(xì)粉體懸浮態(tài)料液在泵加壓下在管路內(nèi)連續(xù)流動(dòng)，循環(huán)于無機(jī)膜裝置與物料槽之間，料液中液相不斷透過無機(jī)膜被分離收集，循環(huán)物料逐漸增濃，達(dá)到固液分離的目的。這種分離方法對(duì)物料的流動(dòng)性要求較高，當(dāng)料液粘度較高、流動(dòng)性較差時(shí)易堵塞膜管通道，使得滲透通量迅速降低，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致膜再生困難、產(chǎn)品收率降低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種超細(xì)粉體料液的膜分離濃縮裝置，使超細(xì)粉體料液濃縮倍數(shù)提高，特別適合于高粘度料液的分離，降低操作成本。
本實(shí)用新型超細(xì)粉體料液的膜分離裝置設(shè)有料槽，料槽內(nèi)固定有一根或多根膜管，各膜管的一端封閉，它們的開口端與抽吸系統(tǒng)相連，所說膜管的膜層位于膜管的外表面，膜孔徑為2nm～5μm，其材質(zhì)可以是陶瓷、金屬、復(fù)合材料或其他材質(zhì)。
所說的抽吸系統(tǒng)是抽液泵。
所說的抽吸系統(tǒng)是真空泵，膜管開口端與真空泵之間連有滲透液收集罐。
所說的各膜管的開口端通過管路與反沖機(jī)構(gòu)相連。當(dāng)膜通量較低時(shí)，采用該反沖機(jī)構(gòu)適向膜管內(nèi)加壓反沖，減輕膜污染，恢復(fù)通量后繼續(xù)抽吸，所說的反沖介質(zhì)可以是壓力氣體或增壓液體。
所說的反沖機(jī)構(gòu)是空壓機(jī)、氣體鋼瓶或液體泵。
所說的膜管以平行管束的形式排列，管束開口端通過一個(gè)花板及上蓋法蘭固定，花板與上蓋法蘭相連，膜管、花板和上蓋組成膜組件。上蓋法蘭上側(cè)設(shè)有集液槽。
所說的料槽設(shè)有洗滌液加液口。對(duì)于含雜質(zhì)離子的料液，通過加液口加入去離子水或洗滌液，繼續(xù)分離，重復(fù)若干次后可使離子濃度降到所要求的水平。
本實(shí)用新型中，料槽內(nèi)料液通過膜管外壁進(jìn)行膜滲透分離，無需在管道內(nèi)循流動(dòng)，因而可避免過濾過程中的通道堵塞等問題，即使是料液粘度很高、失去流動(dòng)性的情況下也可以進(jìn)行過濾過程，從而可以將料液濃度提高到較高水平，分離效率及產(chǎn)品回收率提高。


圖1是本實(shí)用新型超細(xì)粉體膜分離裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖2是膜組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖2的A-A剖視圖。
圖中，1、8、9-電磁閥，2-上蓋封頭，3-壓力表，4-減壓閥，5-空壓機(jī)，6-膜管，7-料槽，10-排空閥，11-真空表，12-真空泵，13-滲透液收集罐，14-排液閥，15-出液口，16-O形密封圈，17-上蓋法蘭18-花板，19-導(dǎo)流管，20-集液槽，21-螺栓，22-加液口。
圖2和圖3表示膜管6以平行管束的形式排列，管束開口端通過一個(gè)花板18和法蘭17固定，花板與上蓋封頭2的法蘭17以螺栓21相連，二者之間加裝O形密封圈16，上蓋封頭2裝有出液口15；膜管6、花板18和上蓋封頭17按圖2組裝成膜組件，該組件可直接加裝在料槽7的上口。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一下面結(jié)合圖1-圖3說明本實(shí)用新型裝置分離超細(xì)粉體的過程。
操作前先將料槽7中加滿料液，將圖2所示的膜組件放入料槽7中，并用螺栓21固定好。膜管6浸入料槽7的料液中，膜管6的下端封閉并緊貼料槽7底部，以增加過濾時(shí)的膜面積及避免反沖時(shí)由于壓力過大與料槽底部碰撞。操作時(shí)，關(guān)閉電磁閥1和8，開啟電磁閥9，啟動(dòng)真空泵12，料槽7內(nèi)物料的液相成分即滲透進(jìn)入膜管的管內(nèi)，隨后被真空泵12抽吸進(jìn)入法蘭17上側(cè)的空腔內(nèi)，通過集液槽20、導(dǎo)流管19入滲透液收集罐13；隨著液相的分離，料槽內(nèi)的料液增濃，至液相抽出阻力增大，通量明顯減小時(shí)，說明膜污染較嚴(yán)重，此時(shí)關(guān)閉閥9，開啟閥1，啟動(dòng)空壓機(jī)5，壓力氣體即通過減壓閥5向膜管內(nèi)加壓反沖，使附著在膜管外的濾餅層脫落，膜通量提高。關(guān)閉閥1，打開閥8卸掉膜組件中的壓力。關(guān)閉閥8，再次打開閥9繼續(xù)分離過程，直至料液固含量增至預(yù)定的濃度時(shí)，從加液口22加入一定量的洗滌液，繼續(xù)過濾，重復(fù)以上加液和過濾操作數(shù)次至料液中離子濃度低于一定程度，繼續(xù)過濾至料液固含量達(dá)到預(yù)定值，關(guān)閉真空泵12，打開排氣閥10卸掉真空，至此固相粉體留在料槽內(nèi)，液相被分離集于槽13內(nèi)，從排水閥14將液體排出利用或排放。
對(duì)于某些料液體系，可通過向料液加壓方式，加大膜管的跨膜壓差，提高通量。
實(shí)施例二Zr(OH)4溶膠的濃縮試驗(yàn)將平均粒徑為6μm，濃度為10％的Zr(OH)4溶膠裝入圖1本實(shí)用新型裝置的料槽內(nèi)，開啟真空泵12，通過陶瓷外膜滲透分離出液相，并適時(shí)采用反沖操作，有效地減薄膜表面的濾餅層，最終料液濃度可增濃達(dá)到30％，即Zr(OH)4溶膠在原有基礎(chǔ)上濃縮了3倍，所得濃縮料液粘度大于1000000cp；產(chǎn)品收率達(dá)99％。
固含量同樣為10％的Zr(OH)4溶膠采用過去的陶瓷膜錯(cuò)流循環(huán)過濾裝置分離時(shí)，已出現(xiàn)循環(huán)通道堵塞，分離過程難以進(jìn)行，料液濃度不能繼續(xù)提高。
權(quán)利要求1.超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，設(shè)有料槽，其特征是料槽內(nèi)固定有一根或多根膜管，各膜管的一端封閉，它們的開口端與抽吸系統(tǒng)相連，所說膜管的膜層位于膜管的外表面，膜孔徑為2nm～5μm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，其特征是所說的抽吸系統(tǒng)是抽液泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，其特征是所說的抽吸系統(tǒng)是真空泵，膜管的開口端與真空泵之間連有滲透液收集罐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，其特征是所說的各膜管的開口端通過管路與反沖機(jī)構(gòu)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，其特征是所說的反沖機(jī)構(gòu)是空壓機(jī)、氣體鋼瓶或液體泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，其特征是料槽設(shè)有洗滌液加液口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，其特征是所說的膜管以平行管束的形式排列，管束開口端通過一個(gè)花板和上蓋法蘭固定，花板與上蓋法蘭相連，膜管、花板和上蓋組成膜組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超細(xì)粉體料液的膜分離裝置，其特征是上蓋法蘭上側(cè)設(shè)有集液槽。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種超細(xì)粉體懸浮態(tài)料液進(jìn)行濃縮的裝置，設(shè)有料槽，料槽內(nèi)固定有一根或多根膜管，各膜管的一端封閉，它們的開口端與抽吸系統(tǒng)相連，所說膜管的膜層位于膜管的外表面，膜孔徑為2nm～5μm。膜管開口端與加壓反沖機(jī)構(gòu)相連，可適時(shí)反沖減輕膜污染。本裝置在料液粘度很高、失去流動(dòng)性的情況下也可以進(jìn)行過濾過程，從而可以將料液濃度提高到較高水平，分離效率及產(chǎn)品回收率提高。
文檔編號(hào)B01D63/06GK2785695SQ20052007075
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者徐南平, 邢衛(wèi)紅, 范益群, 鄒琳玲 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)