CN201175649Y - 1、3-丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备 - Google Patents

Abstract

一种1、3－丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备，属于化工设备技术领域。包括膜堆、电极和夹紧装置；通过左右两块夹紧板(22)使用螺栓将阳极组合电极(1)及阴极组合电极(8)和膜堆紧固成一个整体；膜堆是由阳离子交换膜、浓缩室隔板、阴离子交换膜、脱盐室隔板交替排列组成；电极由安置在阳极导水板内的阳极组合电极和安置在阴极导水板内的阴极组合电极(8)组成。夹紧装置是在阳极组合电极(1)及阴极组合电极(8)的外侧设有两块压紧板，由螺栓紧固成为电渗析器。优点在于，防止液体的渗漏，提高1、3－丙二醇收率，并且，结构简单，提高了脱盐速率，降低了能耗和1、3－丙二醇的损失率。

Description

1、3-丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，特别涉及一种1、3-丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备。

背景技术

1、3-丙二醇是一种重要的化工原料，主要作为生产聚酯和聚胺酯的单体。发酵法生产的1、3-丙二醇由于其发酵液中含有大量的有机酸和无机盐。在1、3-丙二醇的真空蒸馏法脱水的后续提取中，盐的存在会导致真空蒸馏的温度不断升高、能耗增大；随着盐以固体的形式析出会有部分的1、3-丙二醇产品会包裹在其中，引起20％以上的产品损失；采用离子交换法除盐，由于含盐量大，树脂再生频繁，耗费大量的酸碱和水资源，污染环境，同时由于含有大量的复杂的有机物，树脂容易受到污染，单位树脂的使用寿命缩短，导致脱盐成本增加。

电渗析技术是分离电解质与非电解质的有效方法之一。该方法在应用中不会造成环境污染，并且成本低廉。但是普通电渗析设备用于1、3-丙二醇发酵液的脱盐，发现所用的离子交换膜的选择性差，隔板耐温性差，难以满足发酵液脱盐的要求；隔板与膜的密封性较差，造成膜堆的渗漏，室间串液，导致脱盐效果差，1、3-丙二醇损失，降低1、3-丙二醇的收率，难以将该项技术推向工业化应用。目前国内外尚未发现用于1、3-丙二醇脱盐的工业型电渗析设备。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种1、3-丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备，采用特制的隔板和特种离子交换膜的电渗析脱盐设备，进行1、3-丙二醇发酵液的脱盐。该设备解决了普通电渗析设备的膜与隔板密封性差产生的液体外漏、内部串水、1、3-丙二醇回收率低的问题。减少了物料的流失和环境污染的问题。

本发明包括膜堆、电极和夹紧装置，通过左右两块夹紧板22使用螺栓将阳极组合电极1、阴极组合电极8和膜堆紧固成一个整体。

膜堆是由阳离子交换膜3、浓缩室隔板4、阴离子交换膜5、脱盐室隔板6交替排列组成。

电极由安置在阳极导水板内的阳极组合电极1和安置在阴极导水板内的阴极组合电极8组成。

阳极室2和阴极室7分别设置在膜堆的左、右两侧，在阳极组合电极1和阴极组合电极8的端板上安装有浓缩液入液管16与出液管17和脱盐液入液管14与出液管15，阳极液入液管20与出液管21、阴极液入液管18与出液管19。

夹紧装置是在阳极组合电极1及阴极组合电极8的外侧设有两块压紧板22，由螺栓紧固成为电渗析器。

浓缩室隔板和脱盐室隔板的中心部位为液流通道支撑网9，在浓缩室隔板4和脱盐室隔板6的周边部位为隔板框10；隔板框的上、下部位分别设置有进出液孔11和配液孔12，在液流通道支撑网的上下部位与进出液孔之间分别设置有布液槽流道13。

浓缩室隔板4和脱盐室隔板6，由于针对1、3-丙二醇发酵液要求隔板具有耐酸碱腐蚀、耐氧化、耐高温、无渗漏。其隔板采用了塑料与橡胶等成分组成的板材制作。其厚度减薄，厚度为0.5～2.5毫米。

布液槽流道13为了防止膜在流道处由于压力的因素使之塌陷，流道采用了3～5次折拐的大阻力的长流道。

阳离子交换膜3和阴离子交换膜5由于种类较多，对于要求脱盐率高，1、3-丙二醇损失少的要求，需从众多型号的离子交换膜中筛选出综合性能较好、并经改性处理的离子交换膜。即对1、3-丙二醇发酵液具有优良的脱盐能力和1、3-丙二醇具有较低的损失率的特种离子交换膜。

本发明可用于1、3-丙二醇发酵液的脱盐。当改变膜性能和工艺条件，也可用于其它膜过程，发如其它酵产品中非电解质与电解质的分离；造纸废液处理，回收碱；还适用于弱酸与强酸的分离，如硝酸与醋酸的分离，经过分离后能达到回用的要求。用该型隔板与双极膜配用，还适用与其它的膜过程，如通过双极膜使乳酸钠水解分离制取乳酸，苯酚钠的水解制取苯酚和氢氧化钠等。

本发明在布液槽流道的结构上作了相应的改进。将流道设计成多折拐式的长流道，这样相应地增加了弹性隔板的抗弯曲性能，避免了膜在布液槽流道处塌陷而引起的浓缩液与脱盐液间的互串，有益于克服膜间串流引起的物料流失。

为了防止布液槽处离子交换膜的塌陷而产生的内漏，改进了布液槽的流道结构，减薄了隔板的厚度降低了膜堆电压降，隔板厚度为0.5～2.5毫米。

为了提高1、3-丙二醇的回收率，阳离子交换膜、阴离子交换膜均经改性处理的特种分离膜，即采用了适合于1、3-丙二醇溶液脱盐的特种分离膜。

本发明的优点、积极效果：

1、防止液体的渗漏，提高1、3-丙二醇收率。

由于本实用新型在浓缩室隔板和脱盐室隔板都采用了耐酸碱、耐氧化且具有一定柔软性和弹性的塑料与橡胶等成分组成的板材制作。能够与膜紧密配合，能够有效的防止液体的渗漏。

2、降低隔板上的电压降。

由于本实用新型在隔板的厚度上有所减薄，降低了隔板上的电压降，节能降耗。

3、折拐式布液槽流道防止膜在流道处塌陷

4、由于隔板采用了一定弹性和柔软性的塑料与橡胶的复合板材，使隔板与膜紧密结合，使膜堆不出现渗漏。采用特种分离膜，适合1、3-丙二醇发酵液的脱盐，提高了脱盐速率，降低了能耗和1、3-丙二醇的损失率。

5、结构简单，由于采用了薄隔板，使膜堆体积减小，相同体积的设备，可以提高其处理能力，同时减少了膜堆电压降，节能降耗。

附图说明

图1为发明的结构示意图。其中，阳极组合电极1、阳极室2、阳离子交换膜3、浓缩室隔板4、阴离子交换膜5、脱盐室隔板6、阴极室7、阴极组合电极8、出液管15，浓缩液入液管16、出液管17、阴极液入液管18、出液管19、阳极液入液管20、出液管21、压紧板。

图2为浓缩室隔板结构示意图。其中，液流通道支撑网9、隔板框10、进出液孔11、配液孔12，布液槽流道13、脱盐液入液管14。

图3为膜堆剖面示意图。

具体实施方式

1、3-丙二醇发酵液电渗析脱盐设备如图1所示，该设备由膜堆、电极和夹紧装置三部分组成。

第一部分膜堆由阳离子交换膜3、浓缩室隔板4、阴离子交换膜5、脱盐室隔板6交替排列组成。

第二部分电极是由阳极组合电极1和阴极组合电极8组成，在膜堆的左侧设置有阳极组合电极1，在膜堆的右侧设置有阴极组合电极8。

第三部分夹紧装置是在阳极组合电极1及阴极组合电极8的外侧设有两块压紧铝板22，由螺栓紧固成为电渗析器。在阳极组合电极1和阴极组合电极8的端板上安装由浓缩液入液管16与出液管17和脱盐液入液管14与出液管15，阳极液入液管20与出液管21、阴极液入液管18与出液管19。

浓缩室隔板4和脱盐室隔板6的结构如图2所示。隔板由耐酸碱、耐氧化且具有一定柔软性和弹性的塑料或橡胶制作。板厚0.5～2.5毫米，在板的中心部位布有液流通道支撑网9，在隔板的周边部位为隔板框10，在隔板框的上、下部位分别设置有进出液孔11和配液孔12，在液流通道支撑网9的上、下部位与进出液孔11之间分别设置有布液槽流道13，该流道的形状制作折拐形。

阳离子交换膜3，浓缩室隔板4，阴离子交换膜5、脱盐室隔板6交替排列的剖面如图3所示。

上述设备的工作过程是：1、3-丙二醇发酵液和浓缩液分别由图1所示的脱盐液入液管14和浓缩液入液管16进入脱盐室和浓缩室，在通电的条件下，阳极组合电极1和阴极组合电极8工作，无机盐的阳离子和阴离子分别通过阳离子交换膜3和阴离子交换膜5，使脱盐室中的盐份减少，浓缩室的盐份增加，1、3-丙二醇留在了脱盐室中，盐留在浓缩室，达到1、3-丙二醇发酵液脱盐的目的，脱盐液和浓缩液分别浓缩液入液管出液管17和脱盐液出液管15排出。

Claims (3)

1、一种1、3-丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备，包括膜堆、电极和夹紧装置；其特征在于：通过左右两块夹紧板(22)使用螺栓将阳极组合电极(1)及阴极组合电极(8)和膜堆紧固成一个整体；膜堆是由阳离子交换膜(3)、浓缩室隔板(4)、阴离子交换膜(5)、脱盐室隔板(6)交替排列组成；电极由安置在阳极导水板内的阳极组合电极(1)和安置在阴极导水板内的阴极组合电极(8)组成；阳极室(2)和阴极室(7)分别设置膜堆的左、右两侧，在阳极组合电极(1)和阴极组合电极(8)端板上安装有浓缩液入液管(16)与出液管(17)和脱盐液入液管(14)与出液管(15)，阳极液入液管(20)与出液管(21)、阴极液入液管(18)与出液管(19)；夹紧装置是在阳极组合电极(1)及阴极组合电极(8)的外侧设有两块压紧板(22)，由螺栓紧固成为电渗析器；浓缩室隔板(4)和脱盐室隔板(6)的中心部位为液流通道支撑网(9)，在浓缩室隔板(4)和脱盐室隔板(6)的周边部位为隔板框(10)；隔板框的上、下部位分别设置有进出液孔(11)和配液孔(12)，在液流通道支撑网(9)的上、下部位与进出液孔(12)之间分别设置有布液槽流道(13)。

2、根据权利要求1所述的1、3-丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备，其特征在于：浓缩室隔板(4)和脱盐室隔板(6)为耐酸碱、耐氧化、耐高温、且具有一定的柔软性和弹性的板材，隔板厚度为0.5～2.5毫米。

3、根据权利要求1所述的1、3-丙二醇发酵液的电渗析脱盐设备，其特征在于：布液槽流道(13)的形状为3～5次折拐的大阻力长流道。

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