CN116531946A - 一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，包括沉降池和有机溶剂回收系统，还包括过滤模块，过滤模块包括进水腔、过滤腔和回水腔，过滤腔上设有相对设置的进水口和出水口，进水口连通进水腔和过滤腔，出水口连通过滤腔和沉降池，进水口和出水口之间遮挡设有过滤组件，过滤腔的形状为回转体，过滤组件包括与过滤腔同轴设置的转动架，转动架上固定设有首尾相邻呈四边形连接的四块纳滤膜，四块纳滤膜形成的四边形的对角线交点经过过滤腔的回转轴线；过滤腔上设有打开状态和闭合状态能够切换的清料口。本发明的好处是能够提高纳滤膜过滤的可靠性，方便清洗纳滤膜，实现电子溶剂高效的分离精制，提高电子溶剂的纯度，降低分离能耗。

Description

一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置

技术领域

本发明涉及电子溶剂精制设备技术领域，尤其是一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置。

背景技术

高端电子溶剂是超大规模集成电路、新能源电动汽车生产制作过程中的关键基础化工材料之一，其纯度和洁净度对相关产品的成品率、性能、可靠性有着重要影响。电子级乙醇、甲醇、异丙醇原料试剂开发以及甲醇分离膜技术的应用，一直是国内碳酸酯类电子溶剂生产龙头企业的生产目标，以期提高碳酸酯产品品质，降低产品分离能耗。耐溶剂纳滤膜分离过程的核心是高性能、耐溶剂的分离膜，现有的电子溶剂处理中通常包括依次设置的过滤池、沉降池和有机溶剂回收系统，其中过滤池中设置纳滤膜，通过纳滤的方式过滤电子溶剂中的杂质，然而现有市面上的纳滤系统截留分子量较小，受溶剂流动的速度波动影响，纳滤膜在流体冲击的作用下容易影响过滤效果，造成过滤的效能下降，并且纳滤膜容易堵塞，造成纳滤膜的更换频次高，提高了产品的成本，造成电子溶剂的纯度和洁净度难以达到所需要求，需要后续处理，产品的分离能耗过高，因此设计一种分离效率高、分离能耗小的耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置显然就很有必要了。

发明内容

基于现有技术的上述不足，本发明提供了一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，能够提高纳滤膜过滤的可靠性，方便清洗纳滤膜，实现电子溶剂高效的分离精制，提高电子溶剂的纯度，降低分离能耗。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，包括沉降池和有机溶剂回收系统，还包括过滤模块，过滤模块包括进水腔、过滤腔和回水腔，过滤腔上设有相对设置的进水口和出水口，进水口连通进水腔和过滤腔，出水口连通过滤腔和沉降池，进水口和出水口之间遮挡设有过滤组件，过滤腔的形状为回转体，过滤组件包括与过滤腔同轴设置的转动架，转动架上固定设有首尾相邻呈四边形连接的四块纳滤膜，四块纳滤膜形成的四边形的对角线交点经过过滤腔的回转轴线；过滤腔上设有打开状态和闭合状态能够切换的清料口。

待处理溶剂从进水腔依次流动到过滤腔和沉降池，在经过过滤腔的过程中，至少经过两层纳滤膜过滤，能够平缓溶剂流动时流速差异带来的过滤压力拨动，使得纳滤膜的过滤结果更加可靠；四块纳滤膜通过转动架在过滤腔内转动设置，能够将对应进水口的纳滤膜转动至对应清料口，溶剂在过滤腔内流动的过程中会反冲对应在清料口的纳滤膜，从而实现了纳滤膜的在线反冲，出水口连接的管道上设有控制阀门，在旋转转动架前，打开清料口，在封闭出水口后进水腔内进水会从清料口流出，实现对纳滤膜上反冲下来杂质的清除，然后闭合清料口，即可进行下一转动操作，无需配备专门的反冲结构，极大的提高纳滤膜的应用寿命，提高纳滤膜的分离效率，有利于提高电子溶剂的纯度。

作为优选，转动架包括相对设置的上托板和下托板，上托板和下托板之间设有连接杆，连接杆设有呈正方形四角分布的四根，纳滤膜固定在相邻连接杆之间，四块纳滤膜呈正方形分布。四块纳滤膜的呈正方形均匀分布，呈左右对称结构，各个纳滤膜的起到过滤的作用面面积相近，转动调整后对应进水口和出水口的两纳滤膜的过滤性能和转动调整前的纳滤膜过滤性能接近，保证过滤作用长期的稳定性，避免由于多个纳滤膜的存在而产生的次生干扰；传统的纳滤膜设置为卷筒状，水流单向从纳滤膜滤芯的中间流出，通过扩散的方式被纳滤膜阻挡下大颗粒杂质，本申请的纳滤膜采用平板结构，纳滤膜包括若干层交替层叠的分离层和支撑层，有两种设置形式，一种是通过夹板固定的方式展平连接在连接杆、上托板、下托板上，结构强度有保证，纳滤作用可靠；另一种是在连接杆、上托板和下托板上设置支撑滤网，在支撑滤网上设置卷绕的盘状纳滤膜滤芯，盘状纳滤膜滤芯密闭支撑滤网，起到可靠的纳滤效果。

作为优选，上托板上设有转动轴，转动轴上滑动设有压板，压板与过滤腔的壁面可拆卸固定，转动轴的轴线处设有转动操作部。转动操作部可以为设置在转动轴内的四方孔或内六角孔，可以配合工具扳手完成对转动轴的转动操作，还可以采用外六棱柱、四棱柱等外部多边形的结构，通过套筒扳手同样能够完成转动操作，操作方便，并且能够避开后续压板拆除存在的干扰，压板能够相对转动轴上下滑动，压板内设有和转动轴间隙配合的通孔，压板向下压紧时，同步压紧转动架，纳滤膜的过滤结构稳定；压板向上松脱时，转动架能够通过轴承实现纳滤膜的转动调整；压板拆除后，能够提出转动架整体，实现整体的更换，方便转动架和纳滤膜的整体拆出清洗或更换。此外，转动操作部可以利用电机和传动部件，实现电控的自动转动，在纳滤膜围合空间内设有水体流速传感器，在水体流速过小时，自动驱动转动轴转动。

作为优选，上托板和下托板同轴固定连接有连接轴。提高转动架的整体性，方便转动调整转动架时上托板和下托板的同动性能。

作为优选，下托板的下端轴线处向下依次设有台阶部和定位转轴，定位转轴上套设有轴承，过滤腔底部设有配合台阶部和定位转轴的安装槽，台阶部上设有若干道密封圈。台阶部可以作为定位转轴的支撑，减小定位转轴受到的扭矩，提高定位转轴的转动稳定性；并且台阶部上设置密封圈，可以隔绝轴承和过滤腔，保证定位转轴和轴承应用的可靠性，避免腐蚀，延长使用寿命。

作为优选，进水口的纵向截面形状为长方形；台阶部和定位转轴在安装槽内安装到位时，下托板的上端面和进水口的底面平齐，进水口的底面和进水腔的底面共面。溶剂从进水腔进入进水口，从进水口进入到过滤腔中进行过滤，流速稳定，能够保证过滤的充分性。

作为优选，定位转轴的下端形状为半球形，定位转轴上设有限位轴承的挡圈。定位转轴下端的半球结构，抗摩擦能力强，并且能自动对中，方便定位转轴和安装槽之间的装配定位；挡圈能够限位轴承，在转动架整体抽出更换纳滤膜或清洗内部杂质时，可以连同轴承一起抽出，转动架作为一个整体，拆装方便。

作为优选，过滤模块包括壳体，进水腔、过滤腔和回水腔均设置在壳体内，壳体上设有连通清料口的导流腔，导流腔通过管道连通回水腔，壳体上设有连通回水腔和进水腔的回流泵。壳体内各个腔室的设置实现了进料和过滤的集成，实现整体的模块化设计，方便车间布局，导流腔配合清料口，实现带杂质的物料的排出；回水腔能够用于沉淀带杂质的物料，在静置处理一段时间后可以回收利用上层物料回流到回水腔，减少浪费，杂质可以从回水腔的底部设置的出渣口排出；回水腔的液面定期清理，保证清料口排出物料可靠流出到回水腔，避免物料逆流。

作为优选，壳体侧面固定设有导流块，导流腔位于导流块内，导流腔的形状为“L”形，导流块的上端设有驱动机构，驱动机构上设有与清料口配合的堵头，堵头的端面形状为与过滤腔侧壁重合，导流腔内设有配合堵头的滑动导向槽；导流腔的一端贴合壳体设置。导流块作为整体结构腔体，既能作为导流腔的设置壳体，也能作为驱动机构的支撑结构，流道作用可靠，堵头通过驱动机构驱动作直线运动，可以使堵头配合清料口，在堵头堵住清料口到位时，能够防止在转动架转动时物料在没经过纳滤膜作用时就直接从清料口流动到出料口，保证过滤作用的可靠。

作为优选，过滤腔的形状为圆柱形，上托板和下托板的形状也为圆柱形，连接杆平行过滤腔轴线设置，进水口的宽度与两相邻连接杆之间的间距尺寸配合设置，出水口的横向尺寸小于或等于两相邻连接杆之间的间距。纳滤膜的设置尺寸与两相邻连接杆之间的距离直接相关，能够保证纳滤膜过滤的可靠性。

作为优选，进水腔为横截面呈圆角矩形的柱状腔体，进水腔的中部设有平行进水口端面的过滤网，进水腔在过滤网背对进水口的一侧壁面上设有排渣口，排渣口上可拆卸设有排渣块。在本申请应用在污水的有机溶剂精制流程中时，通过过滤网在进水腔中形成前置的过滤工序，能够过滤固体废物，保证后续纳滤过程的进行。

本发明具有如下有益效果：1、能够提高纳滤膜过滤的可靠性；

2、方便清洗纳滤膜，实现电子溶剂高效的分离精制；

3、提高电子溶剂的纯度，降低分离能耗；

4、实现过滤功能部件模块化，更换维护方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2是本发明中过滤模块的结构示意图。

图3是本发明进水腔和过滤腔内部的结构剖视图。

图4是本发明过滤组件的结构示意图。

图5是本发明过滤腔内部配合导流块在横向上的剖示图。

图6是本发明中导流块在壳体侧面的结构示意图。

图7是本发明另一种实施例中过滤模块的结构示意图。

图8是本发明中第一种应用纳滤膜的设置形式。

图9是本发明中第二种应用纳滤膜的设置形式。

图中：沉降池1 蒸馏塔2 多通管3 存储罐4 排料阀门5 过滤模块10 壳体101进水腔102 过滤腔103 回水腔104 回流泵105 进水口106 出水口107 纳滤膜108清料口109过滤组件11 上托板112 下托板113 连接轴114 连接杆115 转动轴116内六角孔117压板118台阶部119定位转轴120轴承121挡圈122导流块13导流腔131驱动机构132堵头133过滤网6排渣块61支撑滤网71盘状纳滤膜滤芯72。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明进行进一步的描述。

实施例1，

如图1到图6所示，一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，包括沉降池1和有机溶剂回收系统，沉降池1内设置有斜坡挡板用于方便沉降。有机溶剂回收系统包括蒸馏塔2和连通蒸馏塔2的多通管3，多通管3的外端连接有存储罐4，存储罐4和蒸馏塔2的下端均设有排料阀门5。沉降池1和有机溶剂回收系统为现有技术，因此不再展开赘述。耐有机溶剂纳滤膜108分离精制处理装置还包括过滤模块10，过滤模块10包括进水腔102、过滤腔103和回水腔104，过滤腔103上设有相对设置的进水口106和出水口107，进水口106连通进水腔102和过滤腔103，出水口107连通过滤腔103和沉降池1，进水口106和出水口107之间遮挡设有过滤组件11，过滤腔103的形状为回转体，过滤组件11包括与过滤腔103同轴设置的转动架，转动架上固定设有首尾相邻呈四边形连接的四块纳滤膜108，四块纳滤膜108形成的四边形的对角线交点经过过滤腔103的回转轴线；过滤腔103上设有打开状态和闭合状态能够切换的清料口109。过滤模块10包括壳体101，进水腔102、过滤腔103和回水腔104均设置在壳体101内，壳体101上设有连通清料口109的导流腔131，导流腔131通过管道连通回水腔104，壳体101上设有连通回水腔104和进水腔102的回流泵105。

转动架包括相对设置的上托板112和下托板113，上托板112和下托板113同轴固定连接有连接轴114。上托板112和下托板113之间设有连接杆115，连接杆115设有呈正方形四角分布的四根，纳滤膜108固定在相邻连接杆115之间，四块纳滤膜108呈正方形分布。四块纳滤膜108的呈正方形均匀分布，呈左右对称结构。过滤腔103的形状为圆柱形，上托板112和下托板113的形状也为圆柱形，连接杆115平行过滤腔103轴线设置，进水口106的宽度与两相邻连接杆115之间的最大间距尺寸相等，出水口107的横向尺寸小于两相邻连接杆115之间的间距。连接杆115外设有与过滤腔103壁面贴合的密封条，实现转动架和过滤腔103壁面的转动密封连接。上托板112上设有转动轴116，转动轴116上滑动设有压板118，压板118内设有和转动轴116间隙配合的通孔，转动轴116的上端伸出到压板118的外侧。压板118与壳体101通过螺栓可拆卸固定，转动轴116的轴线处设有转动操作部。转动操作部采用设置在转动轴116端部的内六角孔117，可以配合工具扳手完成对转动轴116的转动操作下托板113的下端轴线处向下依次设有台阶部119和定位转轴120，定位转轴120上套设有轴承121，过滤腔103底部设有配合台阶部119和定位转轴120的安装槽，台阶部119上设有若干道密封圈。定位转轴120的下端形状为半球形，定位转轴120上设有限位轴承121的挡圈122。进水口106的纵向截面形状为长方形；台阶部119和定位转轴120在安装槽内安装到位时，下托板113的上端面和进水口106的底面平齐，进水口106的底面和进水腔102的底面共面。

壳体101侧面固定设有导流块13，导流腔131位于导流块13内，导流腔131的形状为“L”形，导流块13的上端设有驱动机构132，驱动机构132采用直线电缸。驱动机构132上设有与清料口109配合的堵头133，堵头133的端面形状为与过滤腔103侧壁重合，导流腔131内设有配合堵头133的滑动导向槽；导流腔131的一端贴合壳体101设置。堵头133的外端面为与过滤腔103侧壁直径相同的圆柱面，与外端面相对的连接直线电缸活塞杆堵头133端面为矩形平面，堵头133的其他四个侧面垂直矩形平面设置。堵头133侧面设置有密封圈，进一步加强堵头133相对清料口109的密封能力。

实施例2，

一种耐有机溶剂纳滤膜108分离精制处理装置，如图7所示，进水腔102为横截面呈圆角矩形的柱状腔体，进水腔102的中部设有平行进水口106端面的过滤网6，进水腔102在过滤网6背对进水口106的一侧壁面上设有排渣口，排渣口上可拆卸设有排渣块61。

实施例3，

一种耐有机溶剂纳滤膜108分离精制处理装置，如图8所示，在实施例1的基础上，本实施例中纳滤膜108采用平板结构，纳滤膜108包括若干层交替层叠的分离层和支撑层，通过夹板配合连接杆115、上托板112和下托板113压紧固定纳滤膜108，纳滤膜108展平连接在连接杆115、上托板112、下托板113上。

实施例4，

一种耐有机溶剂纳滤膜108分离精制处理装置，如图9所示，实施例4与实施例3的区别之处在于：连接杆115、上托板112和下托板113上设置支撑滤网71，在支撑滤网71上设置卷绕的盘状纳滤膜滤芯72，盘状纳滤膜滤芯72密闭支撑滤网71，盘状纳滤膜滤芯72的形状卷绕接近长方体，方便在支撑滤网71上的布局，盘状纳滤膜滤芯72位于支撑滤网71朝向连接轴114的一侧。

本申请在应用时，物料从进水腔102进入，之后从进水口106流入到过滤腔103中，在过滤腔103内经过至少两层纳滤膜108的过滤后从出水口107通过出水管连通到沉淀池，出水管上设置有控制阀门以控制出水管的开闭。沉淀池通过泵体将上层流体物料输送到蒸馏塔2中，在不同蒸馏温度下，通过多通管3分离出不同沸点的醇蒸汽，实现分离精制，蒸馏塔2的底部可排出剩余流体物料，存储罐4下端阀门也能排出多余物料。部分杂质留在进水池中，通过清洗或其他方式排出，大粒径的流体被截止在对应进水口106的纳滤膜108外，经过该层纳滤膜108后的流体在对应出水口107的纳滤膜108处进行二次纳滤，能够减小压力流速拨动对单层纳滤膜108纳滤性能的影响，可靠性更高。在持续纳滤的过程中，在对应进水口106的纳滤膜108处大粒径流体堆积过多时，打开堵头133，清料口109和对应清料口109的纳滤膜108之间的流体从清料口109排出，待排出一段时间后，关闭堵头133，操作转动架转动，使得原来在进水口106的纳滤膜108转动至清料口109处，关闭出水管，再次打开堵头133，大粒径流体被驱赶到清流口排出到导流管。打开出水管，同时关闭堵头133，继续进行物料纳滤，在纳滤的过程中，存在部分小粒径流体从四块纳滤膜108围合区域向清料口109方向移动，能够完成对应清料口109的纳滤膜108的在线反冲，从而能够为进行下一步的转动操作排出大粒径流体留下基础。过滤腔103上的压板118能够相对转动轴116上下滑动，压板118向下压紧时，同步压紧转动架，纳滤膜108的过滤结构稳定；压板118向上松脱时，转动架能够通过轴承121实现纳滤膜108的转动调整；压板118拆除后，能够提出过滤组件11整体，实现整体的更换，方便转动架和纳滤膜108的整体拆出清洗或更换，完成纳滤膜108围合空间内部大粒径流体的倒出。

通过本申请能够实现纳滤膜108的在线反冲，极大的提高纳滤膜108的应用寿命，避免纳滤膜108在持续应用过程中容纳极限到达而实现纳滤性能，无需频繁更换纳滤膜108，提高纳滤膜108的分离效率，并且避免长时间同一纳滤膜108纳滤造成纳滤膜108过滤性能逐渐降低的情况出现，有利于提高电子溶剂的纯度。

Claims (10)

1.一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，包括沉降池和有机溶剂回收系统，还包括过滤模块，过滤模块包括进水腔、过滤腔和回水腔，过滤腔上设有相对设置的进水口和出水口，进水口连通进水腔和过滤腔，出水口连通过滤腔和沉降池，进水口和出水口之间遮挡设有过滤组件，过滤腔的形状为回转体，过滤组件包括与过滤腔同轴设置的转动架，转动架上固定设有首尾相邻呈四边形连接的四块纳滤膜，四块纳滤膜形成的四边形的对角线交点经过过滤腔的回转轴线；过滤腔上设有打开状态和闭合状态能够切换的清料口。

2.根据权利要求1所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述转动架包括相对设置的上托板和下托板，上托板和下托板之间设有连接杆，连接杆设有呈正方形四角分布的四根，纳滤膜固定在相邻连接杆之间，四块纳滤膜呈正方形分布。

3.根据权利要求2所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述上托板上设有转动轴，转动轴上滑动设有压板，压板与过滤腔的壁面可拆卸固定，转动轴的轴线处设有转动操作部。

4.根据权利要求2或3所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述下托板的下端轴线处向下依次设有台阶部和定位转轴，定位转轴上套设有轴承，过滤腔底部设有配合台阶部和定位转轴的安装槽，台阶部上设有若干道密封圈。

5.根据权利要求4所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述进水口的纵向截面形状为长方形；台阶部和定位转轴在安装槽内安装到位时，下托板的上端面和进水口的底面平齐，进水口的底面和进水腔的底面共面。

6.根据权利要求4所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述定位转轴的下端形状为半球形，定位转轴上设有限位轴承的挡圈。

7.根据权利要求1所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述过滤模块包括壳体，进水腔、过滤腔和回水腔均设置在壳体内，壳体上设有连通清料口的导流腔，导流腔通过管道连通回水腔，壳体上设有连通回水腔和进水腔的回流泵。

8.根据权利要求7所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述壳体侧面固定设有导流块，导流腔位于导流块内，导流腔的形状为“L”形，导流块的上端设有驱动机构，驱动机构上设有与清料口配合的堵头，堵头的端面形状为与过滤腔侧壁重合，导流腔内设有配合堵头的滑动导向槽；导流腔的一端贴合壳体设置。

9.根据权利要求2或3所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述过滤腔的形状为圆柱形，上托板和下托板的形状也为圆柱形，连接杆平行过滤腔轴线设置，进水口的宽度与两相邻连接杆之间的间距尺寸配合设置，出水口的横向尺寸小于或等于两相邻连接杆之间的间距。

10.根据权利要求1所述的一种耐有机溶剂纳滤膜分离精制处理装置，其特征是，所述进水腔为横截面呈圆角矩形的柱状腔体，进水腔的中部设有平行进水口端面的过滤网，进水腔在过滤网背对进水口的一侧壁面上设有排渣口，排渣口上可拆卸设有排渣块。