CN104001423B - 串联结构膜分离设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造涉及一种串联结构膜分离设备，总入口A串联连接三组膜组件控制装置，总出口B通过气动阀门连接循环罐，每组膜组件控制装置的透析液出口分别连接球阀，球阀的另一端共同连接净液罐；其中膜组件控制装置结构为原液入口分别连接球阀和气动阀门，球阀的另一端依次连接循环泵和另一个球阀后与纳滤膜组件的入口连接，纳滤膜组件的浓缩液出口连接调节阀，调节阀的另一端和气动阀门的另一端与膜组件控制装置的出口连接。该分离设备采用一套独立的多组串联膜过滤装置进行每天150-200立方压榨液的处理。在满足设计要求的同时，使单位压榨液处理能消耗较原有纳滤液膜回收装置有大幅降低，并且纳滤设备的工作噪音也因此降低。

Description

串联结构膜分离设备及其控制方法

技术领域

本发明创造涉及一种串联结构膜分离设备及其控制方法，属于一种提纯分离装置。

背景技术

膜分离设备常用于料液中含有二种或以上的液体分离或提纯系统中。这类分离设备通常包括一组膜组件的分离和一个全封闭处理系统组成。压榨液经过一道板框、二道板框、微孔过滤器过滤后，进入料液罐，经过输送泵、高压泵输送增压进入纳滤循环系统。压榨碱液在压力和循环流动作用下，低分子碱液透过膜成为滤出液；半纤维素被膜截留，使膜组件与料液罐中循环的压榨碱液的半纤维素浓度不断提高。在此过程中，滤出液与进料压液、循环浓缩液的碱含量基本保持不变。

现有设备都是一级设备并联结构，这种结构为了满足膜元件流量的要求，水泵配置的流量相对较大，水泵配置都是工频配置，流量和扬程靠手动阀门调节，为此电机功率远远超过膜主件串联的水泵配置。

发明内容

本发明创造要解决的技术问题是提供一种串联结构膜分离设备，该分离设备采用一套独立的多组串联膜过滤装置进行每天150-200立方压榨液的处理。在满足设计要求的同时，使单位压榨液处理能消耗较原有纳滤液膜回收装置有大幅降低，并且纳滤设备的工作噪音也因此降低。

为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种串联结构膜分离设备，总入口A串联连接三组膜组件控制装置，总出口B通过气动阀门连接循环罐，每组膜组件控制装置的透析液出口分别连接球阀，球阀的另一端共同连接净液罐；其中膜组件控制装置结构为原液入口分别连接球阀和气动阀门，球阀的另一端依次连接循环泵和另一个球阀后与纳滤膜组件的入口连接，纳滤膜组件的浓缩液出口连接调节阀，调节阀的另一端和气动阀门的另一端与膜组件控制装置的出口连接。

所述的膜组件控制装置内的纳滤膜组件的原液入口E处设有压力传感器；在纳滤膜组件的浓缩液出口G设有压力传感器；在总出口B与循环罐上依次设有温度传感器、压力传感器和气动阀门；在控制流量器的入口处设置带有压力传感器的控制流量器。

所述的与循环罐连接的气动阀门上并联调节阀，调节阀的入口端连接带有流量传感器的控制流量器。

利用串联结构膜分离设备进行串联纳滤操作的方法，包括以下步骤：

1）开启串联结构膜分离设备中的所有球阀、气动阀门和调节阀；

2）启动第一组膜组件控制装置的循环泵，第一组纳滤膜组件开始工作，

透析液从透析液出口F进入到净液罐中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过第二组气动阀、第三组气动阀和尾部的气动阀后进入到循环罐中；

3）当第一组膜组件控制装置运行30-180秒后，启动第二组膜组件控制装置的循环泵，在该循环泵的压力下，第一组膜组件控制装置的浓缩液进入到第二组纳滤膜组件进行纳滤，透析液从透析液出口F进入到净液罐中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过第三组气动阀和尾部的气动阀后进入到循环罐中；

4）当第二组膜组件控制装置运行30-180秒后，启动第三组膜组件控制装置的循环泵，在该循环泵的压力下，第二组膜组件控制装置的浓缩液进入到第三组纳滤膜组件进行纳滤，透析液从透析液出口F进入到净液罐中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过尾部的气动阀后进入到循环罐中；

5）当三组膜组件控制装置中的循环泵全部启动后，串联结构膜分离设备即运行平稳，原液从总入口A进入后，依次经过三组膜组件控制装置的串联纳滤，从总出口B排出后进入循环罐。

该串联结构膜分离设备采用上述阀体与三组纳滤膜组件的配合，其类似并联的结构，串联的工作方式，可以有效的保护纳滤膜组件的使用寿命，提高纳滤的提纯效率。

在串联结构膜分离设备中安装流量传感器、压力传感器和温度传感器，用来实时监测该设备的流量、压力和温度，从而保证设备的整体稳定性能。

与循环罐连接的气动阀门上并联调节阀，调节阀的入口端连接带有流量传感器的控制流量器，该结构可以实现手动和电控两种控制方式。

利用串联结构膜分离设备进行串联纳滤操作的方法，采用上述步骤可以采用膜组件控制装置中的循环泵要求功率低，功耗低，通过其串联的结构可处理吨数级别高的压榨液。

附图说明

图1为串联结构膜分离设备的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种串联结构膜分离设备，总入口A串联连接三组膜组件控制装置（10），总出口B通过气动阀门连接循环罐（1），每组膜组件控制装置（10）的透析液出口F分别连接球阀（BV103、BV203、BV303）端共同连接净液罐（3）；其中膜组件控制装置（10）结构为原液入口别连接球阀（BV101、BV201、BV301）和气动阀门（BV01、BV02、BV03），球阀（BV101、BV201、BV301）的另一端依次连接循环泵（11）和另一个球阀（BV102、BV202、BV302）后与纳滤膜组件（12）的入口E连接，纳滤膜组件（12）的浓缩液出口G连接调节阀（SV101、SV201、SV301），调节阀的另一端和气动阀门（BV01、BV02、BV03）的另一端与膜组件控制装置（10）的出口连接。

所述的膜组件控制装置（10）内的纳滤膜组件（12）的原液入口E处设有压力传感器；在纳滤膜组件（12）的浓缩液出口G设有压力传感器,通过两个压力传感器的压力差值来对膜组件控制装置（10）中的阀门进行调节；在总出口B与循环罐（1）上依次设有温度传感器、压力传感器和气动阀门；在控制流量器（2）的入口处设置带有压力传感器的控制流量器。

所述的与循环罐（1）连接的气动阀门上并联调节阀，调节阀的入口端连接带有流量传感器的控制流量器。

利用上述串联结构膜分离设备进行串联纳滤操作的方法，包括以下步骤：

1）开启串联结构膜分离设备中的所有球阀、气动阀门和调节阀；

2）启动第一组膜组件控制装置（10）的循环泵（11），第一组纳滤膜组件（12）开始工作，

透析液从透析液出口F进入到净液罐（3）中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过第二组气动阀（BV02）、第三组气动阀（BV03）和尾部的气动阀（BV04）后进入到循环罐（1）中；

3）当第一组膜组件控制装置（10）运行30-180后，启动第二组膜组件控制装置（10）的循环泵（11），在该循环泵（11）的压力下，第一组膜组件控制装置（10）的浓缩液进入到第二组纳滤膜组件（12）进行纳滤，透析液从透析液出口F进入到净液罐（3）中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过第三组气动阀（BV03）和尾部的气动阀（BV04）后进入到循环罐（1）中；

4）当第二组膜组件控制装置（10）运行30-180秒后，启动第三组膜组件控制装置（10）的循环泵（11），在该循环泵（11）的压力下，第二组膜组件控制装置（10）的浓缩液进入到第三组纳滤膜组件（12）进行纳滤，透析液从透析液出口F进入到净液罐（3）中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过尾部的气动阀（BV04）后进入到循环罐（1）中；

5）当三组膜组件控制装置（10）中的循环泵全部启动后，串联结构膜分离设备即运行平稳，原液从总入口A进入后，依次经过三组膜组件控制装置（10）的串联纳滤，从总出口B排出后进入循环罐（1）。

该串联结构膜分离设备比并联设计能耗比相同系统低37%，运行时变频控制，能耗（装机功率）是并联的64%。例如：同为6支膜管并联排列的水泵配置是输送泵CRN64-3,70m，18.5KW，高压泵CRN64-6，145m，总扬程215m，工频运行功率为55.5kw；6支膜管串联排列的水泵配置为：输送泵CRN20-3，37m，4kw，高压泵CRN20-14，168m,15kw，循环泵CRN30-3,3m，5.5kw总装机功率为35.5kw，变频运行为总装机功率的90%，实际运行功率是并联工频运行功率的60%左右。

Claims (1)

1.一种串联结构膜分离设备，总入口A串联连接三组膜组件控制装置（10），总出口B通过气动阀门连接循环罐（1），每组膜组件控制装置（10）的透析液出口分别连接球阀，球阀的另一端共同连接净液罐（3）；其中膜组件控制装置（10）结构为原液入口分别连接球阀和气动阀门，球阀的另一端依次连接循环泵（11）和另一个球阀后与纳滤膜组件（12）的入口连接，纳滤膜组件（12）的浓缩液出口连接调节阀，调节阀的另一端和气动阀门的另一端与膜组件控制装置（10）的出口连接；膜组件控制装置（10）内的纳滤膜组件（12）的原液入口E处设有压力传感器；在纳滤膜组件（12）的浓缩液出口G设有压力传感器；在总出口B与循环罐（1）上依次设有温度传感器、压力传感器和气动阀门；在控制流量器（2）的入口处设置带有压力传感器的控制流量器；与循环罐（1）连接的气动阀门上并联调节阀，调节阀的入口端连接带有流量传感器的控制流量器；利用上述串联结构膜分离设备进行串联纳滤操作的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）开启串联结构膜分离设备中的所有球阀、气动阀门和调节阀；

2）启动第一组膜组件控制装置（10）的循环泵（11），第一组纳滤膜组件（12）开始工作，

透析液从透析液出口F进入到净液罐（3）中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过第二组气动阀、第三组气动阀和尾部的气动阀后进入到循环罐（1）中；

3）当第一组膜组件控制装置（10）运行30-180秒后，启动第二组膜组件控制装置（10）的循环泵（11），在该循环泵（11）的压力下，第一组膜组件控制装置（10）的浓缩液进入到第二组纳滤膜组件（12）进行纳滤，透析液从透析液出口F进入到净液罐（3）中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过第三组气动阀和尾部的气动阀后进入到循环罐（1）中；

4）当第二组膜组件控制装置（10）运行30-180秒后，启动第三组膜组件控制装置（10）的循环泵（11），在该循环泵（11）的压力下，第二组膜组件控制装置（10）的浓缩液进入到第三组纳滤膜组件（12）进行纳滤，透析液从透析液出口F进入到净液罐（3）中，浓缩液从浓缩液出口G排出，经过尾部的气动阀后进入到循环罐（1）中；

5）当三组膜组件控制装置（10）中的循环泵全部启动后，串联结构膜分离设备即运行平稳，原液从总入口A进入后，依次经过三组膜组件控制装置（10）的串联纳滤，从总出口B排出后进入循环罐（1）。