一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電滲析裝置，具體地說是一種化工行業中用于一種高鹽(溶液富集的新型電滲析裝置。
【背景技術】
[0002]在化工生產中，傳統的濃縮結晶方法為蒸發濃縮結晶，能耗高；目前，有部分工藝采用電滲析設備進行提濃，但電滲析設備往往因電流密度低，電流效率不高等導致設備具有占地面積大、經濟效益不高、笨重等缺陷。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術中存在的問題，本發明提供一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置。
[0004]為此，本發明提供如下的技術方案:
[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(5#、9#)和螺旋加緊裝置組成。
[0006]作為進一步技術方案，膜堆進一步包括:靠近極板防氧化、耐酸堿、耐高溫的陽離子膜，靠近極板的一側采用無流道隔板、在功能性陰陽離子膜二次采用有流道隔板、功能性陰陽離子膜。
[0007]作為進一步技術方案，擋板(2#、m內部分別設有一凹腔；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應；所述的墊圈(3#、6#、10#、12#)分別置于極板兩側，在靠著膜堆方向的凹腔墊圈中添加一個支撐網(5#、9#)，所述的隔流板(7#、8#)置于支撐網的中間，使形成一個極室(極板是陽極板的話，形成的是陽極室；是陰極板的話形成的是陰極室)；所述的陽離子膜和有流道的隔板形成腔室(濃縮室)，再通過不同流道方向的隔板與陰離子膜形成另一個腔室(淡化室)，然后通過不同流道方向的隔板與陽離子膜形成一個腔室(濃縮室)；所述的支撐板(1#、14#)上均開有與螺桿匹配的支撐孔，再通過螺母和彈簧墊片咬合旋緊；在陰陽極板的二側有與外界相連的通電孔道，與外界電源導通。
[0008]作為進一步技術方案，支撐板采用噴涂后的316L不銹鋼，堅固耐用。
[0009]作為進一步技術方案，擋板采用耐酸堿、耐高溫的增強聚丙烯，在擋板的側面按有極液的進出口(1#、2#、7#、8#)、淡化室入口(4#、6#)、濃縮室入口 (3#、5#)。
[0010]作為進一步技術方案，擋板可以通過不同連接方式實現更優質的設備多元化利用；例如:將陰陽極室串流，可以中和電滲析過程中產生的酸堿離子，降低靠近極室的離子膜、擋板等的材質要求，還可以根據需求將陰陽極室并聯，實現單獨循環體系。淡化室之間、濃縮室之間同樣可以根據需要來選擇串、并聯。
[0011]作為進一步技術方案，陰陽極板采用鈦板制造。
[0012]作為進一步技術方案，墊片采用橡膠設計，具帶彈性，操作過程中無滲漏現象，更環保。
[0013]作為進一步技術方案，支撐網采用碳纖維布設計，能有效阻擋固體對離子膜的破壞。
[0014]作為進一步技術方案，膜堆采用耐高溫、耐氧化、耐酸堿性能良好的CMD陽膜，功能性陽膜采用CMV離子膜，陰膜采用AMV離子膜，隔板采用聚丙烯設計。
[0015]作為進一步技術方案，高鹽溶液指的是含硫酸鹽或氯鹽的溶液。
[0016]作為進一步技術方案，膜堆中離子膜(CMD、AMV、CMV)電流密度彡600A/m2，相比于傳統工藝的電滲析裝置，處理量是其的4倍以上；
[0017]本發明的有益效果是:(I)過程中無需添加輔料，經濟效益高；(2)操作過程中無漏液，環保安全；(3)脫鹽效率達到90%以上，效果顯著；(5)高鹽溶液經該裝置處理后，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]經本發明實施后的實驗效果:
[0019](I)操作過程中無需添加輔料，經濟效率高，無漏液，環保安全；
[0020](2)實驗過程中電流密度為650A/m2 ；
[0021](3)氯化銨溶液經該裝置處理后，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，(7、8)鎘流板
[0026]附圖2:膜堆示意圖
[0027]其中:(1、5)_陽膜，(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、支撐網等，30張AMV陰膜和29張CMV陽膜，用不同流道的隔板將陰陽離子膜隔開，分解成一個淡化室、一個濃縮室和極室。其中極室是將陰極室和陽極室串聯，中和電滲析在極室中產生的H+、0H_，并通過極室儲槽中的極液循環，濃縮室和淡化室中儲液泵至電滲析裝置形成一個單獨的循環體系。低濃度氯化銨溶液加入到淡化液儲槽通過電滲析裝置中陰陽離子膜后，使得淡化室溶液中氯化銨迀移至濃縮室，進而在濃縮液儲槽中收集，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入，上端口流出，保證電滲析槽內充滿液體，降低電流阻力。
[0031]電流密度為700A/m2，極室儲槽內為100g/L氯化銨溶液，淡化室儲槽加入未處理料液，濃縮室為處理后料液。
[0032]低濃度氯化銨料液通過前序管道加入到淡化液儲槽中，控制進液溫度為(40?50) pH為4-9。通過電滲析富集裝置，使得淡化室料液中氯化銨通過離子交換膜進入濃縮室，進而在濃縮液儲槽中收集，控制濃縮液循環比例，使得濃縮后液濃度富集至13%以上，氯化銨富集料液進入后續蒸發濃縮工序。
【主權項】
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(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、耐高溫的陽離子膜，靠近極板的一側采用無流道隔板、在功能性陰陽離子膜二側采用有流道隔板、功能性陰陽離子膜。
2.如權利要求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#)內部分別設有一凹腔；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應；所述的墊圈(3#、6#、10#、12#)分別置于極板兩側，在靠著膜堆方向的凹腔墊圈中添加一個支撐網(5#、9#)，所述的隔流板(7#、8#)置于支撐網的中間，使形成一個極室；所述的陽離子膜和有流道的隔板形成腔室(濃縮室)，再通過不同流道方向的隔板與陰離子膜形成另一個腔室(淡化室)，然后通過不同流道方向的隔板與陽離子膜形成一個腔室(濃縮室)；所述的支撐板(1#、14#)上均開有與螺桿匹配的支撐孔，再通過螺母和彈簧墊片咬合旋緊；在陰陽極板的二側有與外界相連的通電孔道，與外界電源導通。
3.如權利要求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，堅固耐用。
4.根據權利要求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、耐高溫的增強聚丙烯，在擋板的側面按有極液的進出口(1#、2#、7#、8#)、淡化室入口(4#、6#)、濃縮室入口(3#、5#)。
5.根據權利要求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不同連接方式實現更優質的設備多元化利用，可以將陰陽極時串流，還可以根據需求將陰陽極室并聯，實現單獨循環體系；淡化室之間和濃縮室同樣可以根據需要來選擇串、并聯。
6.根據權利要求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:所述的陰陽極板采用鈦板制造。
7.根據權利要求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計，具帶彈性，操作過程中無滲漏現象，更環保。
8.根據權利要求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:所述的支撐網采用碳纖維布設計，能有效阻擋固體對離子膜的破壞。
9.根據權利要求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陽膜，功能性陽膜采用CMV離子膜，陰膜采用AMV離子膜，隔板采用聚丙烯設計。
10.根據權利要求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】本發明涉及一種富集高鹽溶液的新型電滲析裝置；現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；本發明由支撐板、擋板、膜堆、極板、隔流板、墊圈、支撐網和螺旋加緊裝置組成；采用本發明處理高鹽溶液具有富集濃度高、電流密度大、單位時間內處理量大、安全環保等優點。
【IPC分類】B01D61-46
【公開號】CN104524975
【申請號】CN201410461336
【發明人】俞建明, 孟凡兵, 沈建中, 徐中方, 沈忠杰, 蔣國芬, 張新勝, 鈕東方
【申請人】浙江華友鈷業股份有限公司, 華東理工大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年9月6日