電滲析隔板及用于生產(chǎn)有機(jī)酸的雙極膜電滲析裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電滲析隔板及用于生產(chǎn)有機(jī)酸的雙極膜電滲析裝置，所述的電滲析隔板，包括帶內(nèi)腔的板框以及設(shè)于所述內(nèi)腔的板心隔網(wǎng)，所述板心隔網(wǎng)由縱橫交錯(cuò)的離子交換纖維粘結(jié)形成，其中，縱向的離子交換纖維與橫向的離子交換纖維不處于同一平面。所述雙極膜電滲析裝置，包括由若干組膜對(duì)組成的膜堆，所述的膜對(duì)包括依次排布的陽離子交換膜、酸室隔板、雙極膜和堿室隔板，所述的酸室隔板具有所述的電滲析隔板的結(jié)構(gòu)，其中，所述的離子交換纖維為陽離子交換纖維。本發(fā)明的電滲析隔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用該電滲析隔板用于檸檬酸、氨基酸等生產(chǎn)的領(lǐng)域，能夠降低酸室中的電阻，改善離子的傳遞效果，提高裝置的電流效率，降低運(yùn)行成本。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電滲析【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電滲析隔板及用于生產(chǎn)有機(jī)酸的雙極 膜電滲析裝置。 電滲析隔板及用于生產(chǎn)有機(jī)酸的雙極膜電滲析裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 雙極膜電滲析是電滲析技術(shù)的一種，它是在直流電場(chǎng)的作用下通過水的解離產(chǎn)生 H+和0Γ，并利用離子交換膜的選擇透過性，從而得到酸和堿。
[0003] 根據(jù)使用目的不同，雙極膜可以制成兩隔室、三隔室等多種形式。雙極膜電滲析與 普通電滲析一樣，當(dāng)脫鹽室中的離子濃度比較低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)極化現(xiàn)象，此時(shí)電滲析的電阻增 大，電流效率會(huì)大幅度降低，同時(shí)脫鹽效率也會(huì)降低。為了克服極化現(xiàn)象，提高電流效率與 脫鹽效率，出現(xiàn)了電滲析的改進(jìn)裝置一填充床電滲析，采用在脫鹽室填充陰陽離子交換劑 的方法，以降低電阻，提高脫鹽率。
[0004] 填充床電滲析技術(shù)及裝置已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在填充床電滲析中，脫鹽室中 填充的交換劑一般為離子交換樹脂，但是，當(dāng)脫鹽室中填充離子交換樹脂時(shí)，脫鹽室的隔板 往往加工成比常規(guī)隔板厚得多，填充的樹脂床需要壓得比較密實(shí)，以防止樹脂的流動(dòng)及流 失，這樣會(huì)存在以下的問題，如：
[0005] (1)隔室中填充離子交換樹脂密實(shí)時(shí)，會(huì)造成流體流動(dòng)阻力的增大；
[0006] (2)隔板厚度增加時(shí)，離子遷移的距離也相應(yīng)的增加，需要消耗更多的能量；
[0007] (3)相鄰隔室會(huì)因壓力不平衡而造成液體滲漏，影響處理效率。
[0008] 對(duì)于雙極膜電滲析裝置來說，兩隔室的裝置可廣泛用于有機(jī)酸鹽脫除金屬離子， 如脫除葡萄糖酸鈉脫除鈉離子生產(chǎn)葡萄糖酸。當(dāng)隔室中鈉離子濃度比較低后，同樣會(huì)導(dǎo)致 雙極膜電滲析酸室中的電阻增大，電流效率大幅度降低的情況發(fā)生。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明提供了一種電滲析隔板，克服了離子濃度較低時(shí)的極化問題，同時(shí)也避免 了填充離子交換樹脂帶來的流體阻力過大、板框厚度增加等問題。
[0010] 一種電滲析隔板，包括帶內(nèi)腔的板框以及設(shè)于所述內(nèi)腔的板心隔網(wǎng)，所述板心隔 網(wǎng)由縱橫交錯(cuò)的離子交換纖維粘結(jié)形成，其中，縱向的離子交換纖維與橫向的離子交換纖 維不處于同一平面。
[0011] 本發(fā)明中，板心隔網(wǎng)由離子交換纖維加工制成，不會(huì)增加流體流動(dòng)阻力，保證料液 的正常流動(dòng)，同時(shí)也避免增加板框的厚度。另外，離子交換纖維還可克服隔室內(nèi)的極化現(xiàn) 象，提1?電流效率。
[0012] 所述板心隔網(wǎng)具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格呈邊長(zhǎng)為2?10mm的正方形。這也就限定了離 子交換纖維的分布密度，在該范圍內(nèi)，可達(dá)到較好的處理效果。
[0013] 所述的離子交換纖維可采用相轉(zhuǎn)化法進(jìn)行制備。采用相轉(zhuǎn)化的方法，溶劑和成孔 劑均會(huì)使得離子交換纖維表面產(chǎn)生大量細(xì)密的孔，從而可以更好地促進(jìn)離子交換纖維對(duì)離 子的吸附作用。
[0014] 所述板心隔網(wǎng)的厚度為板框厚度的1?1. 1倍。該處板心隔網(wǎng)的厚度為縱向的離 子交換纖維與橫向的離子交換纖維疊加的厚度，即離子交換纖維的2倍直徑等于或略大于 電滲析隔板的板框厚度，可用表達(dá)式表示為：d fX2 = (1?1. 1) Xdp(df為離子交換纖維直 徑，dp為板框厚度）。以相轉(zhuǎn)化法制備的離子交換纖維表面有較多的細(xì)小孔，使得離子交換 纖維有一定的壓縮性，但板心隔網(wǎng)厚度一般不得大于板框厚度的1. 1倍。一般，所述離子交 換纖維的直徑為0· 3?0· 6mm。
[0015] 所述縱向的離子交換纖維與橫向的離子交換纖維的接觸部位用粘結(jié)劑粘結(jié)，所述 的粘結(jié)劑由制備離子交換纖維的溶液經(jīng)稀釋得到。該粘結(jié)劑能夠良好的將縱向的離子交換 纖維與橫向的離子交換纖維固定，同時(shí)還具備離子交換的功能。
[0016] 為保證傳質(zhì)效果，所述橫向的離子交換纖維與板框側(cè)邊呈45°或135°夾角。 [0017] 離子交換纖維的離子交換容量影響著處理效果，優(yōu)選的，所述離子交換纖維的 離子交換容量為〇. 3?3. Ommol/g，優(yōu)選的，所述離子交換纖維的離子交換容量為1. 2? 3. Ommol/g，此處的重量￡為離子交換纖維的干重。
[0018] 所述板框的材料可以為EVA、PP或PE材料，最好采用EVA材料，EVA材料具有一定 的彈性，密封性比較好，膜堆安裝時(shí)不易出現(xiàn)膜堆內(nèi)部的串漏和膜堆邊緣的外漏。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種用于生產(chǎn)有機(jī)酸的雙極膜電滲析裝置，包括由若干組膜對(duì)組 成的膜堆，所述的膜對(duì)包括依次排布的陽離子交換膜、酸室隔板、雙極膜和堿室隔板，所述 的酸室隔板具有所述的電滲析隔板的結(jié)構(gòu)，其中，所述的離子交換纖維為陽離子交換纖維。
[0020] 所述的陽離子交換纖維為強(qiáng)酸型離子交換纖維。所述的強(qiáng)酸型離子交換纖維由帶 有固定電荷為磺酸根陰離子并可交換陽離子的材料制成，所述材料具體可以為磺化聚砜、 磺化聚醚砜、磺化苯乙烯-二乙烯苯共聚纖維等，制備方法可采用常規(guī)技術(shù)，如可通過將聚 砜或聚醚砜磺化后用相轉(zhuǎn)化方法制備纖維，也可在制得苯乙烯-二乙烯苯共聚纖維后再磺 化的方法制備。
[0021] 以脫除葡萄糖酸鈉脫除鈉離子生產(chǎn)葡萄糖酸為例，酸室中隔網(wǎng)由強(qiáng)酸型離子交換 纖維加工制成，陽離子交換纖維上的磺酸根離子可以優(yōu)先吸附鈉離子（磺酸根離子對(duì)鈉離 子的吸附性大于對(duì)氫離子的吸附性），鈉離子在電場(chǎng)的作用下通過陽離子交換纖維傳輸?shù)?陽離子交換膜的表面，并透過陽離子交換膜進(jìn)入堿室中，這樣可以克服極化現(xiàn)象，提高電流 效率與脫鹽效率。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0023] (1)本發(fā)明的電滲析隔板中，板心隔網(wǎng)采用離子交換纖維制成，可克服了填充離子 交換樹脂所帶來的流體阻力過大、板框厚度增加等問題。另外，通過離子交換纖維對(duì)離子的 吸附作用及離子沿纖維的遷移作用，使隔室中的離子傳遞阻力大大降低，克服了離子濃度 較低時(shí)的極化問題，提高電流效率，降低能耗。
[0024] (2)本發(fā)明的離子交換纖維可采用相轉(zhuǎn)化的方法進(jìn)行制備，溶劑和成孔劑均會(huì)使 得離子交換纖維表面產(chǎn)生大量細(xì)密的孔，從而可以更好地促進(jìn)離子交換纖維對(duì)離子的吸附 作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明電滲析隔板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為圖1所示的電滲析隔板沿A-A方向的剖面圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明處理有機(jī)酸鹽的工藝流程圖。
[0028] 其中，1、板框；2、板心隔網(wǎng)；3、封閉導(dǎo)液孔4、布水流道；5、開放導(dǎo)液孔。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡釋。
[0030] 實(shí)施例1電滲析隔板及雙極膜電滲析裝置
[0031] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明電滲析隔板包括板框1和板心隔網(wǎng)2。板框1帶有內(nèi)腔， 板心隔網(wǎng)2處于該內(nèi)腔內(nèi)。
[0032] 板框1的上下兩端設(shè)有矩形的導(dǎo)液孔，導(dǎo)液孔分為兩組，其中一組為通過布水流 道4與板框的空腔連通的開放導(dǎo)液孔5,另一組為不與板框的內(nèi)腔連通的封閉導(dǎo)液孔3,開 放導(dǎo)液孔5與封閉導(dǎo)液孔3間隔布置。
[0033] 板心隔網(wǎng)2由縱橫交錯(cuò)的離子交換纖維粘結(jié)形成，其中，縱向的離子交換纖維與 橫向的離子交換纖維不處于同一平面。板心隔網(wǎng)2具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格為正方形，且所有的 網(wǎng)格大小相同。
[0034] 板心隔網(wǎng)加工時(shí)，可將纖維材料、溶劑及成孔劑等按照一定的比例配成均勻的溶 液，然后以相轉(zhuǎn)化工藝制得具有一定直徑的纖維絲（離子交換限位），離子交換纖維的交 換容量等同于纖維材料的交換容量。離子交換纖維干燥后橫縱交錯(cuò)布置，以微量注射器 (10 μ 1)在橫向的離子交換纖維和縱向的離子交換纖維的接觸部位注射粘結(jié)劑（以制備離 子交換纖維所用溶液經(jīng)溶劑稀釋一倍濃度后的溶液作為粘結(jié)劑）進(jìn)行粘結(jié)，待所有的接觸 點(diǎn)均粘結(jié)后放置使溶劑自然蒸發(fā)或一段時(shí)間后進(jìn)入凝膠浴中（通常是水）使溶劑與成孔劑 浸出即可。板心隔網(wǎng)2可直接放置在空腔內(nèi)。
[0035] 本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)有機(jī)酸的雙極膜電滲析裝置，包括膜堆，膜堆包括若干 組膜對(duì)，每組膜對(duì)包括依次排布的陽離子交換膜、酸室隔板、雙極膜和堿室隔板，其中，酸室 隔板采用上述的電滲析隔板，而堿室隔板可采用常規(guī)電滲析隔板結(jié)構(gòu)（如可采用中國(guó)專利 申請(qǐng)201210470582. 0實(shí)施例中涉及的結(jié)構(gòu)）。在本發(fā)明的雙極膜電滲析裝置中，重點(diǎn)在于 膜對(duì)的結(jié)構(gòu)，尤其是膜對(duì)中酸室中板心隔網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，至于如何由膜對(duì)組裝成膜堆，如何將膜 堆組裝成雙極膜電滲析裝置均為常規(guī)技術(shù)，在此不作詳細(xì)闡述。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1所述的電滲析隔板，其中，板框材料為EVA彈性薄板， 厚度為0.9mm，板框尺寸為200 X 400mm，板心隔網(wǎng)的厚度為0.9mm，板心隔網(wǎng)中網(wǎng)格的邊長(zhǎng) 為2. 0mm，縱向的離子交換纖維與板框長(zhǎng)邊呈45°夾角（角m)，橫向的離子交換纖維與板框 長(zhǎng)邊呈135°夾角（角η)，離子交換纖維為陽離子交換纖維，材料為磺化聚砜，每根陽離子 交換纖維的直徑為〇. 45mm，交換容量為1. 65mmol/g。
[0038] 將雙極膜、陽離子交換膜（陽膜）、酸室隔板、堿室隔板按照電滲析膜堆的安裝順 序要求組成膜堆（膜堆中膜對(duì)的組成為：依次排列的雙極膜、酸室隔板、陽離子交換膜和堿 室隔板），其中酸室隔板中的板心隔網(wǎng)采用上述結(jié)構(gòu)的板心隔網(wǎng)，堿室隔板中的板心隔網(wǎng)為 常規(guī)電滲析隔板中的板心隔網(wǎng)。
[0039] 雙極膜與陽膜的數(shù)量為（北京廷潤(rùn)膜技術(shù)開發(fā)有限公司BPM-I型雙極膜與JCM-II 型均相陽離子交換膜）10對(duì)半（雙極膜10張、陽膜11張）組裝成200 X 400mm的電滲析膜 堆，膜堆濃、淡隔室均為10個(gè)，處理30%的葡萄糖酸鈉至葡萄糖酸，進(jìn)料流量為250L/h，膜 堆兩端電壓為20V直流電，測(cè)試其余條件相同的情況下，酸室隔板采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及 采用傳統(tǒng)酸室隔板的膜堆將葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的電流效率，結(jié)果表明：當(dāng)葡萄糖 酸鈉的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%時(shí)，采用傳統(tǒng)酸室隔板和本發(fā)明酸室隔板的電流效率相差不大，分 別為92. 63 %和92. 76 %，當(dāng)葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率在90?98. 5 %之間，采用傳統(tǒng)酸室隔板的電 流效率平均為68. 52%，采用本發(fā)明的酸室隔板的電流效率平均為82. 87 %，后者比前者提 高了 14. 35%。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1所述的電滲析隔板，其中，板框材料為EVA彈性薄板， 厚度為0· 9mm，板框尺寸為400 X 800mm，板心隔網(wǎng)的厚度為0· 9mm，板心隔網(wǎng)中網(wǎng)格的邊長(zhǎng) 為3. 0mm，縱向的離子交換纖維與板框長(zhǎng)邊呈45°夾角（角m)，橫向的離子交換纖維與板框 長(zhǎng)邊呈135°夾角（角η)，離子交換纖維為陽離子交換纖維，材料為磺化聚砜，每根陽離子 交換纖維直徑為〇. 45mm，交換容量為1. 65mmol/g。
[0042] 將雙極膜、陽離子交換膜（陽膜）、酸室隔板、堿室隔板按照電滲析膜堆的安裝順 序要求組成膜堆（膜堆中膜對(duì)的組成為：依次排列的雙極膜、酸室隔板、陽離子交換膜和堿 室隔板），其中酸室隔板中的板心隔網(wǎng)采用上述結(jié)構(gòu)的板心隔網(wǎng)，堿室隔板中的板心隔網(wǎng)為 常規(guī)電滲析隔板中的板心隔網(wǎng)。
[0043] 雙極膜與陽膜的數(shù)量為（北京廷潤(rùn)膜技術(shù)開發(fā)有限公司BPM-I型雙極膜與JCM-II 型均相陽離子交換膜）10對(duì)半（雙極膜10張、陽膜11張）組裝成400 X 800mm的電滲析膜 堆，膜堆濃、淡隔室均為10個(gè)，處理30%的葡萄糖酸鈉至葡萄糖酸，進(jìn)料流量為500L/h，膜 堆兩端電壓為20V直流電，測(cè)試其余條件相同的情況下，無填充及有填充陽離子交換纖維 的膜堆將葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的電流效率，結(jié)果表明：
[0044] 結(jié)果表明：當(dāng)葡萄糖酸鈉的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%時(shí)，采用傳統(tǒng)酸室隔板和本發(fā)明酸室 隔板的電流效率相差不大，分別為92. 07%和92. 28%，當(dāng)葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率在90?98. 5% 之間，采用傳統(tǒng)酸室隔板的電流效率平均為68. 36%，采用本發(fā)明的酸室隔板的電流效率平 均為82. 75%，后者比前者提高了 14. 39%。
[0045] 實(shí)施例4
[0046] 本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1所述的電滲析隔板，其中，板框材料為EVA彈性薄板， 厚度為1. 1mm，板框尺寸為400 X 800mm，板心隔網(wǎng)的厚度為1. 1mm，板心隔網(wǎng)中網(wǎng)格的邊長(zhǎng) 為3. 0mm，縱向的離子交換纖維與板框長(zhǎng)邊呈45°夾角（角m)，橫向的離子交換纖維與板框 長(zhǎng)邊呈135°夾角（角n)，離子交換纖維為陽離子交換纖維，材料為磺化聚砜，每根陽離子 交換纖維直徑為〇. 55mm，交換容量為1. 47mmol/g。
[0047] 將雙極膜、陽離子交換膜（陽膜）、酸室隔板、堿室隔板按照電滲析膜堆的安裝順 序要求組成膜堆（膜堆中膜對(duì)的組成為：依次排列的雙極膜、酸室隔板、陽離子交換膜和堿 室隔板），其中酸室隔板中的板心隔網(wǎng)采用上述結(jié)構(gòu)的板心隔網(wǎng)，堿室隔板中的板心隔網(wǎng)為 常規(guī)電滲析隔板中的板心隔網(wǎng)。
[0048] 雙極膜與陽膜的數(shù)量為（北京廷潤(rùn)膜技術(shù)開發(fā)有限公司BPM-I型雙極膜與JCM-II 型均相陽離子交換膜）10對(duì)半（雙極膜10張、陽膜11張）組裝成400 X 800mm的電滲析膜 堆，膜堆濃、淡隔室均為10個(gè)，處理30%的葡萄糖酸鈉至葡萄糖酸，進(jìn)料流量為500L/h，膜 堆兩端電壓為20V直流電，測(cè)試其余條件相同的情況下，無填充及有填充陽離子交換纖維 的膜堆將葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的電流效率，結(jié)果表明：
[0049] 當(dāng)葡萄糖酸鈉的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%時(shí)，采用傳統(tǒng)酸室隔板和本發(fā)明酸室隔板的電 流效率相差不大，分別為91. 39%和91. 55%，當(dāng)葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率在90?98. 5%之間， 采用傳統(tǒng)酸室隔板的電流效率平均為68. 06%，采用本發(fā)明的酸室隔板的電流效率平均為 81. 89%，后者比前者提高了 13. 83%。
[0050] 實(shí)施例5
[0051] 本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1所述的電滲析隔板，其中，板框材料為EVA彈性薄板， 厚度為1. 1mm，板框尺寸為800 X 1600mm，板心隔網(wǎng)的厚度為1. 1mm，板心隔網(wǎng)中網(wǎng)格的邊長(zhǎng) 為3. 0mm，縱向的離子交換纖維與板框長(zhǎng)邊呈45°夾角（角m)，橫向的離子交換纖維與板框 長(zhǎng)邊呈135°夾角（角n)，離子交換纖維為陽離子交換纖維，材料為磺化聚砜，每根陽離子 交換纖維直徑為〇. 55mm，交換容量為1. 65mmol/g。
[0052] 將雙極膜、陽離子交換膜（陽膜）、酸室隔板、堿室隔板按照電滲析膜堆的安裝順 序要求組成膜堆（膜堆中膜對(duì)的組成為：依次排列的雙極膜、酸室隔板、陽離子交換膜和堿 室隔板），其中酸室隔板中的板心隔網(wǎng)采用上述結(jié)構(gòu)的板心隔網(wǎng)，堿室隔板中的板心隔網(wǎng)為 常規(guī)電滲析隔板中的板心隔網(wǎng)。
[0053] 雙極膜與陽膜的數(shù)量為（北京廷潤(rùn)膜技術(shù)開發(fā)有限公司BPM-I型雙極膜與JCM-II 型均相陽離子交換膜）10對(duì)半（雙極膜10張、陽膜11張）組裝成800X 1600mm的電滲析 膜堆，膜堆濃、淡隔室均為10個(gè)，處理30%的葡萄糖酸鈉至葡萄糖酸，進(jìn)料流量為1200L/h， 膜堆兩端電壓為20V直流電，測(cè)試其余條件相同的情況下，無填充及有填充陽離子交換纖 維的膜堆將葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的電流效率，結(jié)果表明：
[0054] 當(dāng)葡萄糖酸鈉的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%時(shí)，采用傳統(tǒng)酸室隔板和本發(fā)明酸室隔板的電 流效率相差不大，分別為91. 28%和91. 51%，當(dāng)葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率在90?98. 5%之間， 采用傳統(tǒng)酸室隔板的電流效率平均為68. 03%，采用本發(fā)明的酸室隔板的電流效率平均為 81. 19%，后者比前者提高了 13. 16%。
[0055] 實(shí)施例6
[0056] 本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1所述的電滲析隔板，其中，板框材料為EVA彈性薄板， 厚度為1. 1mm，板框尺寸為800 X 1600mm，板心隔網(wǎng)的厚度為1.2mm，板心隔網(wǎng)中網(wǎng)格的邊長(zhǎng) 為4. 0mm，縱向的離子交換纖維與板框長(zhǎng)邊呈45°夾角（角m)，橫向的離子交換纖維與板框 長(zhǎng)邊呈135°夾角（角η)，離子交換纖維為陽離子交換纖維，材料為磺化聚砜，每根陽離子 交換纖維直徑為〇. 6mm，交換容量為1. 96mmol/g。
[0057] 將雙極膜、陽離子交換膜（陽膜）、酸室隔板、堿室隔板按照電滲析膜堆的安裝順 序要求組成膜堆（膜堆中膜對(duì)的組成為：依次排列的雙極膜、酸室隔板、陽離子交換膜和堿 室隔板），其中酸室隔板中的板心隔網(wǎng)采用上述結(jié)構(gòu)的板心隔網(wǎng)，堿室隔板中的板心隔網(wǎng)為 常規(guī)電滲析隔板中的板心隔網(wǎng)。
[0058] 雙極膜與陽膜的數(shù)量為（北京廷潤(rùn)膜技術(shù)開發(fā)有限公司BPM-I型雙極膜與JCM-II 型均相陽離子交換膜）10對(duì)半（雙極膜10張、陽膜11張）組裝成800X 1600mm的電滲析 膜堆，膜堆濃、淡隔室均為10個(gè)，處理30%的葡萄糖酸鈉至葡萄糖酸，進(jìn)料流量為1200L/h， 膜堆兩端電壓為20V直流電，測(cè)試其余條件相同的情況下，無填充及有填充陽離子交換纖 維的膜堆將葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的電流效率，結(jié)果表明：
[0059] 當(dāng)葡萄糖酸鈉的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%時(shí)，采用傳統(tǒng)酸室隔板和本發(fā)明酸室隔板的電 流效率相差不大，分別為91. 08%和91. 71%，當(dāng)葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率在90?98. 5%之間， 采用傳統(tǒng)酸室隔板的電流效率平均為68. 01 %，采用本發(fā)明的酸室隔板的電流效率平均為 81. 76%，后者比前者提高了 13.75%。
[0060] 實(shí)施例7
[0061] 本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1所述的電滲析隔板，其中，板框材料為EVA彈性薄板， 厚度為1. 1mm，板框尺寸為400 X 800mm，板心隔網(wǎng)的厚度為1. 1mm，板心隔網(wǎng)中網(wǎng)格的邊長(zhǎng) 為3. 0mm，縱向的離子交換纖維與板框長(zhǎng)邊呈45°夾角（角m)，橫向的離子交換纖維與板框 長(zhǎng)邊呈135°夾角（角n)，離子交換纖維為陽離子交換纖維，材料為磺化聚砜，每根陽離子 交換纖維直徑為〇. 55mm，交換容量為1. 96mmol/g。
[0062] 將雙極膜、陽離子交換膜（陽膜）、酸室隔板、堿室隔板按照電滲析膜堆的安裝順 序要求組成膜堆（膜堆中膜對(duì)的組成為：依次排列的雙極膜、酸室隔板、陽離子交換膜和堿 室隔板），其中酸室隔板中的板心隔網(wǎng)采用上述結(jié)構(gòu)的板心隔網(wǎng)，堿室隔板中的板心隔網(wǎng)為 常規(guī)電滲析隔板中的板心隔網(wǎng)。
[0063] 雙極膜與陽膜的數(shù)量為（北京廷潤(rùn)膜技術(shù)開發(fā)有限公司BPM-I型雙極膜與JCM-II 型均相陽離子交換膜）10對(duì)半（雙極膜10張、陽膜11張）組裝成400 X 800mm的電滲析膜 堆，膜堆濃、淡隔室均為10個(gè)，處理30%的葡萄糖酸鈉至葡萄糖酸，進(jìn)料流量為500L/h，膜 堆兩端電壓為20V直流電，測(cè)試其余條件相同的情況下，無填充及有填充陽離子交換纖維 的膜堆將葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的電流效率，結(jié)果表明：
[0064] 當(dāng)葡萄糖酸鈉的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%時(shí)，采用傳統(tǒng)酸室隔板和本發(fā)明酸室隔板的電 流效率相差不大，分別為91. 23%和92. 11%，當(dāng)葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率在90?98. 5%之間， 采用傳統(tǒng)酸室隔板的電流效率平均為68. 43%，采用本發(fā)明的酸室隔板的電流效率平均為 82. 56%，后者比前者提高了 14. 13%。
[0065] 實(shí)施例8
[0066] 本實(shí)施例采用上述實(shí)施例1所述的電滲析隔板，其中，板框材料為EVA彈性薄板， 厚度為0.9mm，板框尺寸為200 X 400mm，板心隔網(wǎng)的厚度為0.9mm，板心隔網(wǎng)中網(wǎng)格的邊長(zhǎng) 為3. 0mm，縱向的離子交換纖維與板框長(zhǎng)邊呈45°夾角（角m)，橫向的離子交換纖維與板框 長(zhǎng)邊呈135°夾角（角η)，離子交換纖維為陽離子交換纖維，材料為磺化聚砜，每根陽離子 交換纖維直徑為〇. 45mm，交換容量為1. 65mmol/g。
[0067] 將雙極膜、陽離子交換膜（陽膜）、酸室隔板、堿室隔板按照電滲析膜堆的安裝順 序要求組成膜堆（膜堆中膜對(duì)的組成為：依次排列的雙極膜、酸室隔板、陽離子交換膜和堿 室隔板），其中酸室隔板中的板心隔網(wǎng)采用上述結(jié)構(gòu)的板心隔網(wǎng)，堿室隔板中的板心隔網(wǎng)為 常規(guī)電滲析隔板中的板心隔網(wǎng)。
[0068] 雙極膜與陽膜的數(shù)量為（德國(guó)進(jìn)口雙極膜及均相陽離子交換膜）10對(duì)半（雙極膜 10張、陽膜11張）組裝成200X400mm的電滲析膜堆，膜堆濃、淡隔室均為10個(gè)，處理30% 的葡萄糖酸鈉至葡萄糖酸，進(jìn)料流量為250L/h，膜堆兩端電壓為20V直流電，測(cè)試其余條件 相同的情況下，無填充及有填充陽離子交換纖維的膜堆將葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸的電 流效率，結(jié)果表明：
[0069] 當(dāng)葡萄糖酸鈉的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%時(shí)，采用傳統(tǒng)酸室隔板和本發(fā)明酸室隔板的電 流效率相差不大，分別為93. 27%和93. 98%，當(dāng)葡萄糖酸鈉轉(zhuǎn)化率在90?98. 5%之間， 采用傳統(tǒng)酸室隔板的電流效率平均為71. 33%，采用本發(fā)明的酸室隔板的電流效率平均為 87. 05%，后者比前者提高了 15.72%。
【權(quán)利要求】
1. 一種電滲析隔板，包括帶內(nèi)腔的板框以及設(shè)于所述內(nèi)腔的板心隔網(wǎng)，其特征在于，所 述板心隔網(wǎng)由縱橫交錯(cuò)的離子交換纖維粘結(jié)形成，其中，縱向的離子交換纖維與橫向的離 子交換纖維不處于同一平面。
2. 如權(quán)利要求1所述的電滲析隔板，其特征在于，所述的板心隔網(wǎng)具有網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格 呈邊長(zhǎng)為2?10mm的正方形。
3. 如權(quán)利要求2所述的電滲析隔板，其特征在于，所述板心隔網(wǎng)的厚度為板框厚度的 1?1. 1倍。
4. 如權(quán)利要求1所述的電滲析隔板，其特征在于，所述縱向的離子交換纖維與橫向的 離子交換纖維的接觸部位用粘結(jié)劑粘結(jié)，所述的粘結(jié)劑由制備離子交換纖維的溶液經(jīng)稀釋 得到。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的電滲析隔板，其特征在于，所述橫向的離子交換纖維與板框 側(cè)邊呈45°或135°夾角。
6. 如權(quán)利要求1所述的電滲析隔板，其特征在于，所述離子交換纖維的直徑為0. 3? 0. 6mm〇
7. 如權(quán)利要求1所述的電滲析隔板，其特征在于，所述離子交換纖維的離子交換容量 為 0· 3 ?3. Ommol/g。
8. 如權(quán)利要求1所述的電滲析隔板，其特征在于，所述的離子交換纖維采用相轉(zhuǎn)化法 進(jìn)行制備。
9. 一種用于生產(chǎn)有機(jī)酸的雙極膜電滲析裝置，包括由若干組膜對(duì)組成的膜堆，其特征 在于，所述的膜對(duì)包括依次排布的陽離子交換膜、酸室隔板、雙極膜和堿室隔板，所述的酸 室隔板具有如權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的電滲析隔板的結(jié)構(gòu)，其中，所述的離子交換纖維 為陽離子交換纖維。
10. 如權(quán)利要求9所述的雙極膜電滲析裝置，其特征在于，所述的陽離子交換纖維為強(qiáng) 酸型離子交換纖維。
【文檔編號(hào)】B01D61/50GK104084046SQ201410243594
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】吳春金, 周慧婷, 杜春慧, 吳禮光 申請(qǐng)人:浙江工商大學(xué)