一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電滲析裝置，具體地說(shuō)是一種化工行業(yè)中用于一種高鹽(溶液富集的新型電滲析裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的濃縮結(jié)晶方法為蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，能耗高；目前，有部分工藝采用電滲析設(shè)備進(jìn)行提濃，但電滲析設(shè)備往往因電流密度低，電流效率不高等導(dǎo)致設(shè)備具有占地面積大、經(jīng)濟(jì)效益不高、笨重等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置。
[0004]為此，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案:
[0005]電滲析裝置由支撐板(1#、14#)、擋板(2#、13#)、膜堆、極板(4#、11#)、隔流板(7#、8#)、墊圈(3#、6#、10#、12#)、支撐網(wǎng)(5#、9#)和螺旋加緊裝置組成。
[0006]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，膜堆進(jìn)一步包括:靠近極板防氧化、耐酸堿、耐高溫的陽(yáng)離子膜，靠近極板的一側(cè)采用無(wú)流道隔板、在功能性陰陽(yáng)離子膜二次采用有流道隔板、功能性陰陽(yáng)離子膜。
[0007]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，擋板(2#、m內(nèi)部分別設(shè)有一凹腔；所述的極板(4#、m置于擋板中間，使極板中有效通電部分與擋板凹腔對(duì)應(yīng)；所述的墊圈(3#、6#、10#、12#)分別置于極板兩側(cè)，在靠著膜堆方向的凹腔墊圈中添加一個(gè)支撐網(wǎng)(5#、9#)，所述的隔流板(7#、8#)置于支撐網(wǎng)的中間，使形成一個(gè)極室(極板是陽(yáng)極板的話，形成的是陽(yáng)極室；是陰極板的話形成的是陰極室)；所述的陽(yáng)離子膜和有流道的隔板形成腔室(濃縮室)，再通過(guò)不同流道方向的隔板與陰離子膜形成另一個(gè)腔室(淡化室)，然后通過(guò)不同流道方向的隔板與陽(yáng)離子膜形成一個(gè)腔室(濃縮室)；所述的支撐板(1#、14#)上均開有與螺桿匹配的支撐孔，再通過(guò)螺母和彈簧墊片咬合旋緊；在陰陽(yáng)極板的二側(cè)有與外界相連的通電孔道，與外界電源導(dǎo)通。
[0008]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，支撐板采用噴涂后的316L不銹鋼，堅(jiān)固耐用。
[0009]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，擋板采用耐酸堿、耐高溫的增強(qiáng)聚丙烯，在擋板的側(cè)面按有極液的進(jìn)出口(1#、2#、7#、8#)、淡化室入口(4#、6#)、濃縮室入口 (3#、5#)。
[0010]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，擋板可以通過(guò)不同連接方式實(shí)現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的設(shè)備多元化利用；例如:將陰陽(yáng)極室串流，可以中和電滲析過(guò)程中產(chǎn)生的酸堿離子，降低靠近極室的離子膜、擋板等的材質(zhì)要求，還可以根據(jù)需求將陰陽(yáng)極室并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)循環(huán)體系。淡化室之間、濃縮室之間同樣可以根據(jù)需要來(lái)選擇串、并聯(lián)。
[0011]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，陰陽(yáng)極板采用鈦板制造。
[0012]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，墊片采用橡膠設(shè)計(jì)，具帶彈性，操作過(guò)程中無(wú)滲漏現(xiàn)象，更環(huán)保。
[0013]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，支撐網(wǎng)采用碳纖維布設(shè)計(jì)，能有效阻擋固體對(duì)離子膜的破壞。
[0014]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，膜堆采用耐高溫、耐氧化、耐酸堿性能良好的CMD陽(yáng)膜，功能性陽(yáng)膜采用CMV離子膜，陰膜采用AMV離子膜，隔板采用聚丙烯設(shè)計(jì)。
[0015]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，高鹽溶液指的是含硫酸鹽或氯鹽的溶液。
[0016]作為進(jìn)一步技術(shù)方案，膜堆中離子膜(CMD、AMV、CMV)電流密度彡600A/m2，相比于傳統(tǒng)工藝的電滲析裝置，處理量是其的4倍以上；
[0017]本發(fā)明的有益效果是:(I)過(guò)程中無(wú)需添加輔料，經(jīng)濟(jì)效益高；(2)操作過(guò)程中無(wú)漏液，環(huán)保安全；(3)脫鹽效率達(dá)到90%以上，效果顯著；(5)高鹽溶液經(jīng)該裝置處理后，含鹽溶液能提濃至130g/L以上，淡化液中含鹽部分能降至1.0g/L以下。
[0018]經(jīng)本發(fā)明實(shí)施后的實(shí)驗(yàn)效果:
[0019](I)操作過(guò)程中無(wú)需添加輔料，經(jīng)濟(jì)效率高，無(wú)漏液，環(huán)保安全；
[0020](2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流密度為650A/m2 ；
[0021](3)氯化銨溶液經(jīng)該裝置處理后，NH4Cl濃度可從58g/L提濃到130g/L以上，NH4Cl回收率97% ；
[0022](4)淡化液中NH4Cl濃度降至1.0g/L以下，脫鹽效率達(dá)到90%以上，效果顯著。
[0023](5)采用該新型電滲析裝置，廢水電滲析富集電耗為< 36kwh/m3。
【附圖說(shuō)明】
[0024]附圖1:連接裝置圖
[0025]其中:(1、14)_支撐板，(2、13)-擋板，(3、6、10、12)-墊片，(4、11)-極板，(5,9)支撐網(wǎng)，(7、8)鎘流板
[0026]附圖2:膜堆示意圖
[0027]其中:(1、5)_陽(yáng)膜，(2、4)_有流道隔板，3-陰膜
[0028]附圖3:擋板示意圖
[0029](1、7)-極室出口，(2、8)-極室入口，3-淡化室入口，4-濃縮室入口，5-淡化室出口，6-淡化室入口
【具體實(shí)施方式】
[0030]如附圖1和附圖2所示，該裝置組裝支撐板、擋板、極板、支撐網(wǎng)等，30張AMV陰膜和29張CMV陽(yáng)膜，用不同流道的隔板將陰陽(yáng)離子膜隔開，分解成一個(gè)淡化室、一個(gè)濃縮室和極室。其中極室是將陰極室和陽(yáng)極室串聯(lián)，中和電滲析在極室中產(chǎn)生的H+、0H_，并通過(guò)極室儲(chǔ)槽中的極液循環(huán)，濃縮室和淡化室中儲(chǔ)液泵至電滲析裝置形成一個(gè)單獨(dú)的循環(huán)體系。低濃度氯化銨溶液加入到淡化液儲(chǔ)槽通過(guò)電滲析裝置中陰陽(yáng)離子膜后，使得淡化室溶液中氯化銨迀移至濃縮室，進(jìn)而在濃縮液儲(chǔ)槽中收集，提高氯化銨溶液富集后濃度。電滲析裝置中液體從下端口進(jìn)入，上端口流出，保證電滲析槽內(nèi)充滿液體，降低電流阻力。
[0031]電流密度為700A/m2，極室儲(chǔ)槽內(nèi)為100g/L氯化銨溶液，淡化室儲(chǔ)槽加入未處理料液，濃縮室為處理后料液。
[0032]低濃度氯化銨料液通過(guò)前序管道加入到淡化液儲(chǔ)槽中，控制進(jìn)液溫度為(40?50) pH為4-9。通過(guò)電滲析富集裝置，使得淡化室料液中氯化銨通過(guò)離子交換膜進(jìn)入濃縮室，進(jìn)而在濃縮液儲(chǔ)槽中收集，控制濃縮液循環(huán)比例，使得濃縮后液濃度富集至13%以上，氯化銨富集料液進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)濃縮工序。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:電滲析裝置由支撐板(1#、14#)、擋板(2#、13#)、膜堆、極板(4#、11#)、隔流板(7#、8#)、墊圈(3#、6#、10#、12#)、支撐網(wǎng)(5#、9#)和螺旋加緊裝置組成；膜堆包括靠近極板采用防氧化、耐酸堿、耐高溫的陽(yáng)離子膜，靠近極板的一側(cè)采用無(wú)流道隔板、在功能性陰陽(yáng)離子膜二側(cè)采用有流道隔板、功能性陰陽(yáng)離子膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的擋板(2#、13#)內(nèi)部分別設(shè)有一凹腔；所述的極板(4#、11#)置于擋板中間，使極板中有效通電部分與擋板凹腔對(duì)應(yīng)；所述的墊圈(3#、6#、10#、12#)分別置于極板兩側(cè)，在靠著膜堆方向的凹腔墊圈中添加一個(gè)支撐網(wǎng)(5#、9#)，所述的隔流板(7#、8#)置于支撐網(wǎng)的中間，使形成一個(gè)極室；所述的陽(yáng)離子膜和有流道的隔板形成腔室(濃縮室)，再通過(guò)不同流道方向的隔板與陰離子膜形成另一個(gè)腔室(淡化室)，然后通過(guò)不同流道方向的隔板與陽(yáng)離子膜形成一個(gè)腔室(濃縮室)；所述的支撐板(1#、14#)上均開有與螺桿匹配的支撐孔，再通過(guò)螺母和彈簧墊片咬合旋緊；在陰陽(yáng)極板的二側(cè)有與外界相連的通電孔道，與外界電源導(dǎo)通。
3.如權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的支撐板采用噴涂后的316L不銹鋼，堅(jiān)固耐用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的擋板采用耐酸堿、耐高溫的增強(qiáng)聚丙烯，在擋板的側(cè)面按有極液的進(jìn)出口(1#、2#、7#、8#)、淡化室入口(4#、6#)、濃縮室入口(3#、5#)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置:其特征在于，所述的擋板可以通過(guò)不同連接方式實(shí)現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的設(shè)備多元化利用，可以將陰陽(yáng)極時(shí)串流，還可以根據(jù)需求將陰陽(yáng)極室并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)循環(huán)體系；淡化室之間和濃縮室同樣可以根據(jù)需要來(lái)選擇串、并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的陰陽(yáng)極板采用鈦板制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的墊片采用橡膠設(shè)計(jì)，具帶彈性，操作過(guò)程中無(wú)滲漏現(xiàn)象，更環(huán)保。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的支撐網(wǎng)采用碳纖維布設(shè)計(jì)，能有效阻擋固體對(duì)離子膜的破壞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的膜堆采用耐高溫、耐氧化、耐酸堿性能良好的CMD陽(yáng)膜，功能性陽(yáng)膜采用CMV離子膜，陰膜采用AMV離子膜，隔板采用聚丙烯設(shè)計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置，其特征在于:所述的膜堆中離子膜(CMD、AMV、CMV)電流密度彡600A/m2。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置；現(xiàn)有的富集高鹽溶液的電滲析裝置存在著電流密度低，處理量小，占地面積大等缺陷；本發(fā)明由支撐板、擋板、膜堆、極板、隔流板、墊圈、支撐網(wǎng)和螺旋加緊裝置組成；采用本發(fā)明處理高鹽溶液具有富集濃度高、電流密度大、單位時(shí)間內(nèi)處理量大、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B01D61-46
【公開號(hào)】CN104524975
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410461336
【發(fā)明人】俞建明, 孟凡兵, 沈建中, 徐中方, 沈忠杰, 蔣國(guó)芬, 張新勝, 鈕東方
【申請(qǐng)人】浙江華友鈷業(yè)股份有限公司, 華東理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年9月6日