CN110559861A - 一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,包括备料、进料、系统运行的步骤；其中，在系统运行的过程中，还包括清洗步骤：其中一级纳滤膜组件从纳滤膜系统中切换出来进行清洗，其他的纳滤膜组件正常运行，碱压榨液或上一级纳滤膜组件产生的浓缩液跳过该正在清洗的纳滤膜组件通入下一级纳滤膜组件或浓缩液罐，清洗结束后，该纳滤膜组件重新串联回到纳滤膜系统；以此类推，分别对各级纳滤膜组件进行清洗。本发明是一套全自动运行、清洗的连续膜处理工艺，改变了传统技术采用的批量间歇运行方式，可有效提高纳滤膜利用率，减少纳滤膜清洗次数，延长纳滤膜的使用寿命。

Description

一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法

技术领域

本发明涉及一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法，属于粘胶纤维生产领域。

背景技术

目前，国内粘胶短纤维生产企业在碱液处理过程中，普遍采用纳滤膜系统过滤去除碱液中的半纤维素，降低半纤维素的含量，使碱液再次回收利用。传统的运行方式为批量间歇运行，这种运行方式不但费时费力，而且每处理2罐碱压榨液需停机清洗一次。由于此种运行模式在开始阶段净液通量较大，而随着半纤的浓缩，净液通量降低，并且纳滤膜较易污堵，造成衰减，影响过滤效果。

发明内容

本发明的目的是针对在粘胶短纤维生产过程中传统的批量间歇式处理碱压榨液方法存在的的缺点，提供一种操作简单、可有效提高纳滤膜利用率、减少纳滤膜清洗次数、延长纳滤膜使用寿命的碱压榨液连续膜处理方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,包括以下步骤：

(1)备料，向进料罐中加入在设定范围值内的碱压榨液，储存备用；

(2)进料，进料罐中的碱压榨液通入纳滤膜系统，所述纳滤膜系统包括多级依次互相串联的纳滤膜组件，碱压榨液先通入第一级纳滤膜组件，每级纳滤膜组件产生的净液均通入净液罐，每级纳滤膜组件产生的浓缩液通入下一级纳滤膜组件，最后一级纳滤膜组件产生的浓缩液通入浓缩液罐；

(3)系统运行，控制进料罐内的碱压榨液始终处于设定范围值内，以及整个纳滤膜系统的进料流量与最终通入浓缩液罐的浓缩液流量的比值达到设定的浓缩倍数；

其中，在系统运行的过程中，还包括清洗步骤：其中一级纳滤膜组件从纳滤膜系统中切换出来进行清洗，其他的纳滤膜组件正常运行，碱压榨液或上一级纳滤膜组件产生的浓缩液跳过该正在清洗的纳滤膜组件通入下一级纳滤膜组件或浓缩液罐，清洗结束后，该纳滤膜组件重新串联回到纳滤膜系统；以此类推，分别对各级纳滤膜组件进行清洗。

本发明的有益效果是：本发明是一套全自动运行、清洗的连续膜处理工艺，利用多级串联在一起的纳滤膜组件进行过滤，半纤维素等大分子物质被依次截留浓缩后随浓缩液去往浓缩液罐，随净液出来的氢氧化钠进入净碱罐，而在处理的过程中，可以单独切出任意一级纳滤膜组件进行清洗，其他的纳滤膜组件处于正常运行状态，改变了传统技术采用的批量间歇运行方式，可有效提高纳滤膜利用率，减少纳滤膜清洗次数，延长纳滤膜的使用寿命。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述设定范围值为进料罐总容纳量的20-60％，通过与进料罐连通用于碱压榨液通入的进料管道上的进料控制阀控制进料罐内的碱压榨液始终处于设定范围值内。

采用上述进一步方案的有益效果是在进料前，进料罐中需要有一定量碱压榨液的料液储备，以维持处理装置在开始时的运行。进料罐设定为自动加料，当进料罐内的料液的量小于设定的低液位时，进料控制阀会自动打开接收碱压榨液，当进料罐内的料液的液位达到设定的高液位时，进料阀会自动关闭。一般情况下可以设定低液位，也就是需要补料的液位为进料罐总容纳量的20％，高液位，也就是停止补料的液位为进料罐总容纳量的60％。

进一步，每级所述纳滤膜组件均包括通过管路连接的循环泵和纳滤膜，所述进料罐通过主运行管路连通至所述浓缩液罐，所述主运行管路上依次设置有多个分别连接各级纳滤膜组件的循环泵的进料支路，以及多个分别连接各级纳滤膜组件的纳滤膜的排料支路，在所述进料罐与一级纳滤膜组件之间的主运行管路上设置有进料泵和高压泵，各级纳滤膜组件的纳滤膜还分别通过净液支路连通至所述净液罐；在各进料支路上、各排料支路上、各净液支路上以及所述主运行管路上同级进料支路和排料支路之间分别设置阀门；在进料之前，使主运行管路及各级纳滤膜组件中充满含碱量为220g/L的碱液，并使主运行管路及各级纳滤膜组件的温度不低于进料时碱压榨液的温度50℃。

采用上述进一步方案的有益效果是通过阀门的启闭控制，可以实现在整体运行时，各级纳滤膜组件串联，使浓缩液依次通过各级纳滤膜组件，而当某一级纳滤膜组件需要清洗时，可以控制相关的阀门，使该纳滤膜组件从整个纳滤膜系统中切换出来，其他的纳滤膜组件继续串联。

进一步，所述纳滤膜系统包括六级纳滤膜组件，所述进料罐中的碱压榨液进入进料泵，压力达到0.4MPa后，进入一级循环泵，每间隔30秒依次启动二级循环泵、三级循环泵、四级循环泵、五级循环泵、六级循环泵，在三级循环泵启动30s后启动高压泵，所述高压泵会根据设定的压力值自动调整运行频率，启动时设定0.6Mpa，待系统稳定后根据处理量可设定范围1.0-2.0Mpa。

采用上述进一步方案的有益效果是发明人经过对各种研究设计方案的实际运行情况的长期监测，根据处理的数据以及运行成本的核算，确认六级纳滤膜为最佳技术方案，并对此技术方案的开始运行时的技术参数做了最为合理的规定，可以保证整个处理装置的顺利开启运行。

进一步，一至三级纳滤膜组件采用MPS34窄通道纳滤膜；一至二级纳滤膜组件分别配备12支膜壳，每支膜壳装有36支窄通道纳滤膜；三级纳滤膜组件配备10支膜壳，每支膜壳装有30支窄通道纳滤膜；二至三级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高1.2倍；四至六级纳滤膜组件采用MPS74宽通道纳滤膜；四级纳滤膜组件配备8支膜壳，每支膜壳装有24支宽通道纳滤膜；五至六级纳滤膜组件分别配备6支膜壳，每支膜壳装有12支宽通道纳滤膜；四至六级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高0.65倍；根据一至六级纳滤膜的压力调整六个循环泵的运行频率在30-45Hz，并控制单支窄通道纳滤膜或宽通道纳滤膜的进出口压差不大于1.0bar。

采用上述进一步方案的有益效果是由于料液经过各级纳滤膜组件循环过滤浓缩后，进入下一级纳滤膜组件时浓缩液中的半纤含量逐渐提高，所以一至三级纳滤膜组件中安装的是单支处理面积较大的MPS34窄通道规格纳滤膜，膜总面积大，料液流量大，处理效率高，每一级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高1.2倍，由于四至六级纳滤膜组件内运行的料液半纤含量较高，容易污染堵塞纳滤膜，所以四至六级膜组件中安装MPS74宽通道纳滤膜，可以有效降低浓缩液对纳滤膜的污堵，延长纳滤膜的使用寿命，四至六级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高0.65倍。

进一步，在一级纳滤膜组件之前和六级纳滤膜组件之后的主运行管路上分别设置有进料流量计和浓缩液流量计；在所有泵启动以后，所述高压泵根据设定的浓缩倍数自动改变频率控制进料流量，使纳滤膜系统进料流量与浓缩液流量的比值达到设定的浓缩倍数，即浓缩倍数＝进料流量/浓缩液流量。

采用上述进一步方案的有益效果是整个处理装置运行稳定后根据纳滤膜系统的进液、净液及浓缩液的碱含量及半纤含量，适当调整浓缩倍数。

进一步，所述清洗通过清洗装置实现，所述清洗装置包括清洗罐和一端与清洗罐连接的主清洗管路，所述主清洗管路的另一端分别连接所述清洗罐和所述进料罐，所述主清洗管路还设有连接至所述净液罐的清洗液支路，所述主清洗管路上依次设置有多个分别连接各级纳滤膜组件的循环泵的清洗进料支路，以及多个分别连接各级纳滤膜组件的纳滤膜的清洗排料支路，在所述清洗罐与一级纳滤膜组件之间的主清洗管路上设置有清洗泵，各级纳滤膜组件的纳滤膜还分别通过清洗净液支路连通至所述清洗罐；在各清洗进料支路上、各清洗排料支路上、各清洗净液支路上、清洗液支路上、所述主清洗管路的另一端分别与所述清洗罐和所述进料罐的连接处以及所述主清洗管路上同级清洗进料支路和清洗排料支路之间分别设置阀门。

采用上述进一步方案的有益效果是每级纳滤膜组件都有相当于是并联的运行管道和清洗管道，其上都有阀门，用于控制各管道的开关状态，实现正常运行状态和清洗状态的切换。当需要清洗的纳滤膜组件从纳滤膜系统中切换出来以后，通过阀门的启闭，将其接入清洗循环中，打开与该纳滤膜组件连接的清洗进料支路上、清洗排料支路上、清洗净液支路上的阀门，关闭主清洗管路上对应该纳滤膜组件的清洗进料支路和清洗排料支路之间的阀门，打开主清洗管路上对应其他纳滤膜组件的阀门，顶洗时主清洗管路接入进料罐，清洗时主清洗管路接入清洗罐，实现清洗步骤。

进一步，所述清洗包括以下步骤：(a)停机切换，通过各个阀门启闭，将其中一级需要清洗的纳滤膜组件从主运行管路上切断，并停止该纳滤膜组件的循环泵，停止从主运行管路上向该纳滤膜组件进料，再将该纳滤膜组件连接到主清洗管路上；(b)顶料，先打开清洗泵，控制主清洗管路与所述进料罐连接，将该纳滤膜组件及与其相关的管路中残留的母液顶洗到所述进料罐中，同时净液通过对应的清洗净液支路被顶回到清洗罐中，顶洗300s至物料全部顶出后，关闭清洗泵；(c)循环清洗，通过阀门调整主清洗管路与所述清洗罐连接，开启清洗步骤，打开清洗泵，该纳滤膜组件的循环泵延迟30s开启，进行循环清洗，清洗时间为3000s；(d)排料，清洗结束后，依次自动停止该纳滤膜组件的循环泵和清洗泵，通过阀门调整将主清洗管路连接至净液罐，开启清洗泵，将清洗罐及主清洗管路中的料液输送至所述净液罐。

采用上述进一步方案的有益效果是需要清洗的纳滤膜组件从主运行管路上切断停机后，在该纳滤膜组件及与其相关的管路中残留了母液，通过主清洗管路利用清洗泵泵出的清洗液将其顶洗到进料罐中，同时净液通过对应的清洗净液支路被顶回到清洗罐中，顶洗结束后再进行清洗的循环。

进一步，所述清洗罐内的清洗液为净液和软水，各级纳滤膜组件每天清洗一次；在停机切换步骤之前，还有将清洗液灌满清洗罐并通过换热器加热至55℃的步骤。

采用上述进一步方案的有益效果是清洗的温度需要比处理装置运行的温度高5℃，所以在清洗之前需要对清洗液进行加热，可以通过与主清洗管道并列的换热管道实现，将位于清洗泵之后主清洗管道上外接连回至清洗罐的换热管道，换热管道上从主清洗管道到清洗罐的方向上依次设置阀门和换热腔，先利用此换热管道，通过清洗泵进行清洗液的循环换热，使清洗液的温度升高5℃后关闭阀门，进行后续的清洗步骤。

进一步，碱压榨液的半纤浓度为35-45g/L，最终进入浓缩液罐的浓缩液的半纤浓度为110g/L，重新回到生产系统用于调配溶解碱，产生的净液半纤浓度＜5g/L，先输送到净液缓冲罐，然后经净液输送泵输送到净液罐，重新回到生产系统用于调配浸渍碱。

采用上述进一步方案的有益效果是半纤维素等大分子物质被截留浓缩后随浓缩液去往浓缩液罐，回到生产系统用于调配溶解碱，随净液出来的氢氧化钠进入净碱罐再次回用到生产中调配浸渍碱。

本处理方法中的所有阀门均采用自控阀，反馈信号直接传输到控制系统的电脑中，从而实现整个操作系统开停车、正常运行、清洗过程等一系列操作的全自动运行。自控阀及控制系统均采用目前的现有技术即可，本领域技术人员可以合理选用合适的规格、型号、参数，因其不属于发明人的发明点，在本专利申请中不做累述。

附图说明

图1为本发明用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理装置的前半部分结构示意图，其右边管路连接后半部分；

图2为本发明用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理装置的后半部分结构示意图，其左边管路连接前半部分。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明中图1右边的管路与图2左边的管路上下对应连接，拼接成一个整体结构的附图，即为整个用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理装置的结构示意图，因为整个附图较大，所以拆成两部分，以显示清楚。

本发明涉及一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,包括以下步骤：

(1)备料，向进料罐中加入在设定范围值内的碱压榨液，储存备用；

(2)进料，进料罐中的碱压榨液通入纳滤膜系统，所述纳滤膜系统包括多级依次互相串联的纳滤膜组件，碱压榨液先通入第一级纳滤膜组件，每级纳滤膜组件产生的净液均通入净液罐，每级纳滤膜组件产生的浓缩液通入下一级纳滤膜组件，最后一级纳滤膜组件产生的浓缩液通入浓缩液罐；

(3)系统运行，控制进料罐内的碱压榨液始终处于设定范围值内，以及整个纳滤膜系统的进料流量与最终通入浓缩液罐的浓缩液流量的比值达到设定的浓缩倍数；

其中，在系统运行的过程中，还包括清洗步骤：其中一级纳滤膜组件从纳滤膜系统中切换出来进行清洗，其他的纳滤膜组件正常运行，碱压榨液或上一级纳滤膜组件产生的浓缩液跳过该正在清洗的纳滤膜组件通入下一级纳滤膜组件或浓缩液罐，清洗结束后，该纳滤膜组件重新串联回到纳滤膜系统；以此类推，分别对各级纳滤膜组件进行清洗。

本发明是一套全自动运行、清洗的连续膜处理工艺，利用多级串联在一起的纳滤膜组件进行过滤，半纤维素等大分子物质被依次截留浓缩后随浓缩液去往浓缩液罐，随净液出来的氢氧化钠进入净碱罐，而在处理的过程中，可以单独切出任意一级纳滤膜组件进行清洗，其他的纳滤膜组件处于正常运行状态，改变了传统技术采用的批量间歇运行方式，可有效提高纳滤膜利用率，减少纳滤膜清洗次数，延长纳滤膜的使用寿命。

优选的，所述设定范围值为进料罐总容纳量的20-60％，通过与进料罐连通用于碱压榨液通入的进料管道上的进料控制阀控制进料罐内的碱压榨液始终处于设定范围值内。在进料前，进料罐中需要有一定量碱压榨液的料液储备，以维持处理装置在开始时的运行。进料罐设定为自动加料，当进料罐内的料液的量小于设定的低液位时，进料控制阀会自动打开接收碱压榨液，当进料罐内的料液的液位达到设定的高液位时，进料阀会自动关闭。一般情况下可以设定低液位，也就是需要补料的液位为进料罐总容纳量的20％，高液位，也就是停止补料的液位为进料罐总容纳量的60％。具体进料控制阀和进料罐中液位的关系，可以通过液位传感器以及控制器来实现控制，液位传感器检测进料罐内的液位信息，然后将液位信息传递给控制器，控制器将液位信息与预设的范围值进行比较，控制进料控制阀的启闭，低于预设的范围值的低液位时，进料控制阀开启，高于预设的范围值的高液位时，进料控制阀关闭，保证进料罐内的碱压榨液始终处于设定范围值内，以维持整个处理装置的正常运行。

如图1和图2所示，每级所述纳滤膜组件均包括通过管路连接的循环泵和纳滤膜，所述进料罐通过主运行管路连通至所述浓缩液罐，所述主运行管路上依次设置有多个分别连接各级纳滤膜组件的循环泵的进料支路，以及多个分别连接各级纳滤膜组件的纳滤膜的排料支路，在所述进料罐与一级纳滤膜组件之间的主运行管路上设置有进料泵和高压泵，各级纳滤膜组件的纳滤膜还分别通过净液支路连通至所述净液罐；在各进料支路上、各排料支路上、各净液支路上以及所述主运行管路上同级进料支路和排料支路之间分别设置阀门；在进料之前，使主运行管路及各级纳滤膜组件中充满含碱量为220g/L的碱液(也就是预处理碱压榨液)，并使主运行管路及各级纳滤膜组件的温度不低于进料时碱压榨液的温度50℃。进料罐有温度计，同时在主运行管路的高压泵出口后的管道上也安装了温度计。由于本发明工艺要求碱压榨液温度控制55℃±2℃，在生产过程中消耗1-2.5℃的热量，纳滤膜组件运行温度要求50-55℃，所以预处理碱压榨液无需加装换热器换热。

根据上述结构，通过阀门的启闭控制，可以实现在整体运行时，各级纳滤膜组件串联，使浓缩液依次通过各级纳滤膜组件，而当某一级纳滤膜组件需要清洗时，可以控制相关的阀门，使该纳滤膜组件从整个纳滤膜系统中切换出来，其他的纳滤膜组件继续串联。正常运行时，各进料支路、各排料支路和各净液支路上的阀门都开启，而在主运行管路上的阀门在实际生产的过程中，也是开启的，由于高压泵的加压原因，大部分的料液还是会进入下一及纳滤膜组件，而少部分的料液可以返回该纳滤膜组件循环，这样可以保证每一级纳滤膜组件都有充足的料液循环过滤，按照大部分料液的流向，各级纳滤膜组件可以按照串联理解，而当某一级纳滤膜组件需要清洗时，与该纳滤膜组件连接的进料支路、排料支路和净液支路上的阀门关闭，由于在主运行管路上对应该纳滤膜组件的进料支路和排料支路之间的阀门原本就是开启的，这样就将该纳滤膜组件从整个纳滤膜系统中切换出来，其他的纳滤膜组件继续串联。

优选的，所述纳滤膜系统包括六级纳滤膜组件，所述进料罐中的碱压榨液进入进料泵，压力达到0.4MPa后，进入一级循环泵，每间隔30秒依次启动二级循环泵、三级循环泵、四级循环泵、五级循环泵、六级循环泵，在三级循环泵启动30s后启动高压泵，所述高压泵会根据设定的压力值自动调整运行频率，启动时设定0.6Mpa，待系统稳定后根据处理量可设定范围1.0-2.0Mpa。纳滤膜组件正常运行时规定运行压力不低于10公斤，本发明连续纳滤膜组件设计压力40公斤，而在实际生产时考虑高压运行存在一定的风险性，所以规定20公斤以下运行，即控制压力值在1.0-2.0Mpa。

发明人经过对各种研究设计方案的实际运行情况的长期监测，根据处理的数据以及运行成本的核算，确认六级纳滤膜为最佳技术方案，并对此技术方案的开始运行时的技术参数做了最为合理的规定，可以保证整个处理装置的顺利开启运行。

更具体的，一至三级纳滤膜组件采用MPS34窄通道纳滤膜；一至二级纳滤膜组件分别配备12支膜壳，每支膜壳装有36支窄通道纳滤膜；三级纳滤膜组件配备10支膜壳，每支膜壳装有30支窄通道纳滤膜；二至三级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高1.2倍；四至六级纳滤膜组件采用MPS74宽通道纳滤膜；四级纳滤膜组件配备8支膜壳，每支膜壳装有24支宽通道纳滤膜；五至六级纳滤膜组件分别配备6支膜壳，每支膜壳装有12支宽通道纳滤膜；四至六级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高0.65倍；根据一至六级纳滤膜的压力调整六个循环泵的运行频率在30-45Hz，并控制单支窄通道纳滤膜或宽通道纳滤膜的进出口压差不大于1.0bar。

由于料液经过各级纳滤膜组件循环过滤浓缩后，进入下一级纳滤膜组件时浓缩液中的半纤含量逐渐提高，所以一至三级纳滤膜组件中安装的是单支处理面积较大的MPS34窄通道规格纳滤膜，膜总面积大，料液流量大，处理效率高，每一级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高1.2倍，由于四至六级纳滤膜组件内运行的料液半纤含量较高，容易污染堵塞纳滤膜，所以四至六级膜组件中安装MPS74宽通道纳滤膜，可以有效降低浓缩液对纳滤膜的污堵，延长纳滤膜的使用寿命，四至六级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高0.65倍。

运行时，可以在一级纳滤膜组件之前和六级纳滤膜组件之后的主运行管路上分别设置进料流量计和浓缩液流量计。另外，还可以在主运行管路上的进料流量计和高压泵之间设置安保过滤器，用于过滤碱压榨液中的大杂质，防止纳滤膜的膜芯污染过快，具体可以设置并联的两个保安滤器，如图1所示，一个正常使用，另一个备用，避免清理时影响运行。

这样，在所有泵启动以后，所述高压泵根据设定的浓缩倍数自动改变频率控制进料流量(因为高压泵起到控制流量的作用，所以，如图1和图2所示，进料流量计必须安装在主运行管路上的高压泵之前、进料泵之后)，使纳滤膜系统进料流量与浓缩液流量的比值达到设定的浓缩倍数，即浓缩倍数＝进料流量/浓缩液流量。整个处理装置运行稳定后根据纳滤膜系统的进液、净液及浓缩液的碱含量及半纤含量，适当调整浓缩倍数。因为碱压榨液的半纤浓度会发生变化，而导致浓缩液半纤浓度的变化，可能会超出处理的承载量或者造成处理成本的浪费，需要合理控制进料流量和浓缩液的流量比，如果进料半纤浓度呈上升趋势，需适当降低浓缩倍数；如果进料半纤浓度呈下降趋势，可以适当提高浓缩倍数。

如图1和图2所示，所述清洗通过清洗装置实现，所述清洗装置包括清洗罐和一端与清洗罐连接的主清洗管路，所述主清洗管路的另一端分别连接所述清洗罐和所述进料罐，所述主清洗管路还设有连接至所述净液罐的清洗液支路，所述主清洗管路上依次设置有多个分别连接各级纳滤膜组件的循环泵的清洗进料支路，以及多个分别连接各级纳滤膜组件的纳滤膜的清洗排料支路，在所述清洗罐与一级纳滤膜组件之间的主清洗管路上设置有清洗泵，各级纳滤膜组件的纳滤膜还分别通过清洗净液支路连通至所述清洗罐；在各清洗进料支路上、各清洗排料支路上、各清洗净液支路上、清洗液支路上、所述主清洗管路的另一端分别与所述清洗罐和所述进料罐的连接处以及所述主清洗管路上同级清洗进料支路和清洗排料支路之间分别设置阀门。

根据上述结构，每级纳滤膜组件都有相当于是并联的运行管道和清洗管道，其上都有阀门，用于控制各管道的开关状态，实现正常运行状态和清洗状态的切换。当需要清洗的纳滤膜组件从纳滤膜系统中切换出来以后，通过阀门的启闭，将其接入清洗循环中，具体是：主清洗管路上的所有阀门保持打开状态，打开与该纳滤膜组件连接的清洗进料支路上、清洗排料支路上、清洗净液支路上的阀门，在主清洗管路上对应该纳滤膜组件的清洗进料支路和清洗排料支路之间的阀门虽然是打开的，但是由于压力原因，大部分的料液还是会进入后续的主清洗管路，而少部分的料液可以返回该纳滤膜组件循环，这样可以保证纳滤膜都有充足的料液循环清洗，顶洗时主清洗管路接入进料罐，清洗时主清洗管路接入清洗罐，实现清洗步骤。

本发明在运行过程中的所述清洗包括以下步骤：(a)停机切换，通过各个阀门启闭，将其中一级需要清洗的纳滤膜组件从主运行管路上切断，并停止该纳滤膜组件的循环泵，停止从主运行管路上向该纳滤膜组件进料，再将该纳滤膜组件连接到主清洗管路上；(b)顶料，先打开清洗泵，控制主清洗管路与所述进料罐连接，将该纳滤膜组件及与其相关的管路中残留的母液顶洗到所述进料罐中，同时净液通过对应的清洗净液支路被顶回到清洗罐中，顶洗300s至物料全部顶出后，关闭清洗泵；(c)循环清洗，通过阀门调整主清洗管路与所述清洗罐连接，开启清洗步骤，打开清洗泵，该纳滤膜组件的循环泵延迟30s开启，进行循环清洗，清洗时间为3000s；(d)排料，清洗结束后，依次自动停止该纳滤膜组件的循环泵和清洗泵，通过阀门调整将主清洗管路连接至净液罐，开启清洗泵，将清洗罐及主清洗管路中的料液输送至所述净液罐。

需要清洗的纳滤膜组件从主运行管路上切断停机后，在该纳滤膜组件及与其相关的管路中残留了母液，通过主清洗管路利用清洗泵泵出的清洗液将其顶洗到进料罐中，同时净液通过对应的清洗净液支路被顶回到清洗罐中，顶洗结束后再进行清洗的循环。

具体的，所述清洗罐内的清洗液为净液和软水，在纳滤膜系统出问题需要二次清洗的的时候，因为系统不运行无净液调配清洗液，需要按比例加入清洁的碱液和软水作为清洗液使用，各级纳滤膜组件每天清洗一次；在停机切换步骤之前，还有将清洗液灌满清洗罐并通过换热器加热至55℃的步骤。因为清洗液需加入一定的净液和软水，所以必须在系统运行的时候调配清洗液，为了节省时间，在停机前换热到规定温度，停机后立刻顶洗、清洗。清洗液的温度之所以要高于运行温度，是因为热胀冷缩原理，使纳滤膜组件的过滤流道膨胀，提高过滤效果。清洗的温度需要比处理装置运行的温度高5℃，所以在清洗之前需要对清洗液进行加热，可以通过与主清洗管道并列的换热管道实现，将位于清洗泵之后主清洗管道上外接连回至清洗罐的换热管道，换热管道上从主清洗管道到清洗罐的方向上依次设置阀门和换热腔，先利用此换热管道，通过清洗泵进行清洗液的循环换热，使清洗液的温度升高5℃后关闭阀门，进行后续的清洗步骤。换热器采用蒸汽换热，设置蒸汽调节阀和疏水阀。清洗液通过清洗泵在清洗罐、主清洗管道及换热管道内循环，当温度达到55℃时，换热停止，换热管道上的阀门关闭，延迟30s关闭清洗泵。由于换热器蒸汽输送管道太长，保温不好会导致管道里积存大量的冷凝水，所以每天第一次使用时，需要现场将换热器用于排出冷凝水的疏水阀的旁通开启，将遗留的冷凝水排放干净后，再关闭旁通，使用疏水阀排水。

另外，在主清洗管路上的清洗泵和换热管道之间还可以设置安保过滤器，用于过滤清洗出来的杂志。

本发明的处理方法中，碱压榨液的半纤浓度为35-45g/L，最终进入浓缩液罐的浓缩液的半纤浓度为110g/L(在纳滤膜组件逐一清洗时半纤浓度不会发生波动，因为实际运行的膜支数量减少了，导致膜的运行恒压不变，处理量会相应降低)，半纤维素等大分子物质被截留浓缩后随浓缩液去往浓缩液罐，重新回到生产系统用于调配溶解碱，产生的净液半纤浓度＜5g/L，随净液出来的氢氧化钠先输送到净液缓冲罐，然后经净液输送泵输送到净液罐，重新回到生产系统用于调配浸渍碱。

本处理方法中的所有阀门均采用自控阀，反馈信号直接传输到控制系统的电脑中，从而实现整个操作系统开停车、正常运行、清洗过程等一系列操作的全自动运行。自控阀及控制系统均采用目前的现有技术即可，本领域技术人员可以合理选用合适的规格、型号、参数，因其不属于发明人的发明点，在本专利申请中不做累述。

本发明的处理方法，各级纳滤膜组件运行采用串联模式运行：碱压榨液首先进入一级纳滤膜组件，经过一级纳滤膜组件循环处理后，过滤出的浓缩液输送至二级纳滤膜组件，产生的净液输送到净液缓冲罐；经过二级纳滤膜组件循环处理后的浓缩液输送至三级纳滤膜组件，产生的净液输送到净液缓冲罐；经过三级纳滤膜组件循环处理后的浓缩液输送至四级纳滤膜组件，产生的净液输送到净液缓冲罐；经过四级纳滤膜组件循环处理后的浓缩液输送至五级纳滤膜组件，产生的净液输送到净液缓冲罐；经过五级纳滤膜组件循环处理后的浓缩液输送至六级纳滤膜组件，产生的净液输送到净液缓冲罐；经过六级纳滤膜组件循环处理后的浓缩液输送至浓缩液罐，用于调配溶解碱，产生的净液输送到净液缓冲罐，然后净液缓冲罐内的净液经净液输送泵输送到净液罐，重新回到生产系统用于调配浸渍碱。

当某一级纳滤膜组件需要切换至清洗时，其他的纳滤膜组件继续串联正常运行，该纳滤膜组件连接入清洗循环中进行清洗，以一级纳滤膜组件需要清洗为例，碱压榨液首先进入的是二级纳滤膜组件，后续的处理与上述正常运行时一致，而清洗罐内的清洗液先通过换热管道加热，升温至比运行温度提高5℃，再将一级纳滤膜组件停机，即对应的一级循环泵关闭，然后清洗罐内的清洗液通过清洗泵先将一级纳滤膜组件及相关管路中残留的母液顶洗到进料罐中，随后，开始从清洗罐、清洗泵、一级循环泵、一级纳滤膜、清洗罐的循环清洗，清洗完毕后，通过阀门启闭，将一级纳滤膜组件重新接入到纳滤膜系统中，并串联起来，正常运行。以此类推，分别对各个纳滤膜组件进行清洗，实现全自动化控制，本发明采用不暂停整体运行的单一纳滤膜组件切换出去的清洗方式，以达到改变了传统技术采用的批量间歇运行、延长纳滤膜的使用寿命的效果。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，包括以下步骤：

(1)备料，向进料罐中加入在设定范围值内的碱压榨液，储存备用；

(2)进料，进料罐中的碱压榨液通入纳滤膜系统，所述纳滤膜系统包括多级依次互相串联的纳滤膜组件，碱压榨液先通入第一级纳滤膜组件，每级纳滤膜组件产生的净液均通入净液罐，每级纳滤膜组件产生的浓缩液通入下一级纳滤膜组件，最后一级纳滤膜组件产生的浓缩液通入浓缩液罐；

(3)系统运行，控制进料罐内的碱压榨液始终处于设定范围值内，以及整个纳滤膜系统的进料流量与最终通入浓缩液罐的浓缩液流量的比值达到设定的浓缩倍数；

其中，在系统运行的过程中，还包括清洗步骤：其中一级纳滤膜组件从纳滤膜系统中切换出来进行清洗，其他的纳滤膜组件正常运行，碱压榨液或上一级纳滤膜组件产生的浓缩液跳过该正在清洗的纳滤膜组件通入下一级纳滤膜组件或浓缩液罐，清洗结束后，该纳滤膜组件重新串联回到纳滤膜系统；以此类推，分别对各级纳滤膜组件进行清洗。

2.根据权利要求1所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，所述设定范围值为进料罐总容纳量的20-60％，通过与进料罐连通用于碱压榨液通入的进料管道上的进料控制阀控制进料罐内的碱压榨液始终处于设定范围值内。

3.根据权利要求1所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，每级所述纳滤膜组件均包括通过管路连接的循环泵和纳滤膜，所述进料罐通过主运行管路连通至所述浓缩液罐，所述主运行管路上依次设置有多个分别连接各级纳滤膜组件的循环泵的进料支路，以及多个分别连接各级纳滤膜组件的纳滤膜的排料支路，在所述进料罐与一级纳滤膜组件之间的主运行管路上设置有进料泵和高压泵，各级纳滤膜组件的纳滤膜还分别通过净液支路连通至所述净液罐；在各进料支路上、各排料支路上、各净液支路上以及所述主运行管路上同级进料支路和排料支路之间分别设置阀门；在进料之前，使主运行管路及各级纳滤膜组件中充满含碱量为220g/L的碱液，并使主运行管路及各级纳滤膜组件的温度不低于进料时碱压榨液的温度50℃。

4.根据权利要求3所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，所述纳滤膜系统包括六级纳滤膜组件，所述进料罐中的碱压榨液进入进料泵，压力达到0.4MPa后，进入一级循环泵，每间隔30秒依次启动二级循环泵、三级循环泵、四级循环泵、五级循环泵、六级循环泵，在三级循环泵启动30s后启动高压泵，所述高压泵会根据设定的压力值自动调整运行频率，启动时设定0.6Mpa，待系统稳定后根据处理量可设定范围1.0-2.0Mpa。

5.根据权利要求4所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，一至三级纳滤膜组件采用MPS34窄通道纳滤膜；一至二级纳滤膜组件分别配备12支膜壳，每支膜壳装有36支窄通道纳滤膜；三级纳滤膜组件配备10支膜壳，每支膜壳装有30支窄通道纳滤膜；二至三级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高1.2倍；四至六级纳滤膜组件采用MPS74宽通道纳滤膜；四级纳滤膜组件配备8支膜壳，每支膜壳装有24支宽通道纳滤膜；五至六级纳滤膜组件分别配备6支膜壳，每支膜壳装有12支宽通道纳滤膜；四至六级纳滤膜组件内产生的浓缩液比上一级纳滤膜组件产生的浓缩液的半纤含量提高0.65倍；根据一至六级纳滤膜的压力调整六个循环泵的运行频率在30-45Hz，并控制单支窄通道纳滤膜或宽通道纳滤膜的进出口压差不大于1.0bar。

6.根据权利要求4所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，在一级纳滤膜组件之前和六级纳滤膜组件之后的主运行管路上分别设置有进料流量计和浓缩液流量计；在所有泵启动以后，所述高压泵根据设定的浓缩倍数自动改变频率控制进料流量，使纳滤膜系统进料流量与浓缩液流量的比值达到设定的浓缩倍数，即浓缩倍数＝进料流量/浓缩液流量。

7.根据权利要求3所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，所述清洗通过清洗装置实现，所述清洗装置包括清洗罐和一端与清洗罐连接的主清洗管路，所述主清洗管路的另一端分别连接所述清洗罐和所述进料罐，所述主清洗管路还设有连接至所述净液罐的清洗液支路，所述主清洗管路上依次设置有多个分别连接各级纳滤膜组件的循环泵的清洗进料支路，以及多个分别连接各级纳滤膜组件的纳滤膜的清洗排料支路，在所述清洗罐与一级纳滤膜组件之间的主清洗管路上设置有清洗泵，各级纳滤膜组件的纳滤膜还分别通过清洗净液支路连通至所述清洗罐；在各清洗进料支路上、各清洗排料支路上、各清洗净液支路上、清洗液支路上、所述主清洗管路的另一端分别与所述清洗罐和所述进料罐的连接处以及所述主清洗管路上同级清洗进料支路和清洗排料支路之间分别设置阀门。

8.根据权利要求7所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，所述清洗包括以下步骤：(a)停机切换，通过各个阀门启闭，将其中一级需要清洗的纳滤膜组件从主运行管路上切断，并停止该纳滤膜组件的循环泵，停止从主运行管路上向该纳滤膜组件进料，再将该纳滤膜组件连接到主清洗管路上；(b)顶料，先打开清洗泵，控制主清洗管路与所述进料罐连接，将该纳滤膜组件及与其相关的管路中残留的母液顶洗到所述进料罐中，同时净液通过对应的清洗净液支路被顶回到清洗罐中，顶洗300s至物料全部顶出后，关闭清洗泵；(c)循环清洗，通过阀门调整主清洗管路与所述清洗罐连接，开启清洗步骤，打开清洗泵，该纳滤膜组件的循环泵延迟30s开启，进行循环清洗，清洗时间为3000s；(d)排料，清洗结束后，依次自动停止该纳滤膜组件的循环泵和清洗泵，通过阀门调整将主清洗管路连接至净液罐，开启清洗泵，将清洗罐及主清洗管路中的料液输送至所述净液罐。

9.根据权利要求8所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，所述清洗罐内的清洗液为净液和软水，各级纳滤膜组件每天清洗一次；在停机切换步骤之前，还有将清洗液灌满清洗罐并通过换热器加热至55℃的步骤。

10.根据权利要求1至9任一项所述一种用于粘胶纤维生产过程中碱压榨液的连续膜处理方法,其特征在于，碱压榨液的半纤浓度为35-45g/L，最终进入浓缩液罐的浓缩液的半纤浓度为110g/L，重新回到生产系统用于调配溶解碱，产生的净液半纤浓度＜5g/L，先输送到净液缓冲罐，然后经净液输送泵输送到净液罐，重新回到生产系统用于调配浸渍碱。