CN201558671U - 分离硫酸根的纳滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分离硫酸根的纳滤装置。传统的具有循环结构的纳滤装置存在着结构复杂、投资高等问题。本实用新型的纳滤装置包括第一级纳滤膜组件、第一级纳滤膜组件进液总管和清液总管，第一级纳滤膜组件包括一级一段纳滤膜单元和一级二段纳滤膜单元，一级一段纳滤膜单元和一级二段纳滤膜单元串联，一级一段纳滤膜单元和一级二段纳滤膜单元的清液管与清液总管连接，第一级纳滤膜组件还包括第一级循环泵，第一级循环泵连接在一级二段纳滤膜单元的浓缩液管与一级一段纳滤膜单元的进液管之间。本实用新型采用至少二段设置一个循环泵的结构，相较于每段设置循环泵简化了系统的复杂程度，降低了投资，提高了浓缩倍数，同时又能保留循环泵结构的工艺性能。

Description

分离硫酸根的纳滤装置

技术领域

本实用新型涉及一种纳滤装置，用于从盐水中分离出硫酸根。

背景技术

近几年，在中国氯碱行业，已大量采用纳滤膜来分离浓的氯化钠溶液中的硫酸根，替代了氯化钡除硫酸根的方法，大大节约了成本，即安全又环保。

中国实用新型专利200420078391.0公开了一种去除盐水中硫酸根的纳米膜分离装置，其结构如图1所示，它包括三个纳米膜组件5、6、7，每个纳米膜组件在每个纳米膜组件5、6、7的源液进口端各串接一个循环泵2、3、4，每个纳米膜组件5、6、7的浓缩液出口端分别连接一个三通8、9、10，三通8、9、10的一端连接到后一段的纳米膜组件5、6、7的源液进口端。例如，第一段纳米膜组件5的三通8通过循环泵3连接到第二段纳米膜组件6的源液进口端；第二段纳米膜组件6的三通9通过循环泵4连接到第三段纳米膜组件7的源液进口端。三通8、9、10的另一端连接到本段的纳米膜组件5、6、7的源液进口端。例如，第一段纳米膜组件5的三通8通过循环泵2连接到第一段的纳米膜组件5的源液进口端；第二段纳米组件6的三通9通过循环泵3连接到第二段的纳米膜组件6的源液进口端；第三段纳米膜组件7的三通10通过循环泵4连接到第三段的纳米膜组件7的源液进口端。

这种具有循环泵设计的纳滤装置的优点在于，每段设一个循环泵，将本段的浓缩液取部分回馈到本段的纳米膜组件的进口端，使各段膜的表面流速及压力得到循环泵的补充而达到设计的膜表面流速及过滤压力。

然而，在这种结构中，每个纳米膜组件都配有一台循环泵，造成整个设备的投资非常高，系统也变得复杂，运行成本提高。由于循环将浓缩的浓液返回至纳滤膜进液端，造成纳滤膜进液浓度升高，使得纳滤膜过滤压力升高，过滤能力下降，最终浓缩液无法达到最终浓缩液中被浓缩介质。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种纳滤装置，其即具有循环结构，又能有效地降低成本，简化工艺。

根据上述目的，本实用新型提供的分离硫酸根的纳滤装置，包括第一级纳滤膜组件、第一级纳滤膜组件进液总管和清液总管，所述第一级纳滤膜组件包括一级一段纳滤膜单元和一级二段纳滤膜单元，所述一级一段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元串联，所述一级一段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元的清液管与所述清液总管连接，其特征在于，所述第一级纳滤膜组件还包括第一级循环泵，所述第一级循环泵连接在所述一级二段纳滤膜单元的浓缩液管与所述一级一段纳滤膜单元的进液管之间。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，所述一级一段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元包括多支纳滤膜管，且所述一级一段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述一级二段纳滤膜单元。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，所述一级一段纳滤膜单元包括四支并联的纳滤膜管；所述一级二段纳滤膜单元包括三支并联的纳滤膜管。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，还包括第二级纳滤膜组件，所述第二级纳滤膜组件的进液总管与所述第一级纳滤膜组件的浓缩液总管相连。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，所述第二级纳滤膜组件包括二级一段纳滤膜单元和第二级循环泵，所述第二级循环泵连接在所述二级一段纳滤膜单元的浓缩液管与进液管之间，所述二级一段纳滤膜单元的清液管连接到所述清液总管。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，所述第二级纳滤膜组件包括二级一段纳滤膜单元、二级二段纳滤膜单元和第二级循环泵，所述第二级循环泵连接在所述二级二段纳滤膜单元的浓缩液管与所述二级一段纳滤膜单元的进液管之间，所述二级一段纳滤膜单元和所述二级二段纳滤膜单元的清液管连接到所述清液总管。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，所述二级一段纳滤膜单元和所述二级二段纳滤膜单元包括纳滤膜管，且所述二级一段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述二级二段纳滤膜单元。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，所述二级一段纳滤膜单元包括二支并联的纳滤膜管；所述二级二段纳滤膜单元包括一支并联的纳滤膜管。

还实用新型还提供一种分离硫酸根的纳滤装置，包括第一级纳滤膜组件、第一级纳滤膜组件进液总管和清液总管，所述第一级纳滤膜组件包括一级一段纳滤膜单元、一级二段纳滤膜单元和一级三段纳滤膜单元，所述一级一段纳滤膜单元、所述一级二段纳滤膜单元和所述一级三段纳滤膜单元串联，所述一级一段纳滤膜单元、所述一级二段纳滤膜单元和所述一级三段纳滤膜单元的清液管与所述清液总管连接，所述第一级纳滤膜组件还包括第一级循环泵，所述第一级循环泵连接在所述一级三段纳滤膜单元的浓缩液管与所述一级一段纳滤膜单元的进液管之间。

在上述的分离硫酸根的纳滤装置中，所述一级一段纳滤膜单元、所述一级二段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元包括多支纳滤膜管，且所述一级一段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述一级二段纳滤膜单元，所述一级二段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述一级三段纳滤膜单元。

如上所述，在本实用新型的纳滤装置中，采用至少二段设置一个循环泵的结构，相较于每段设置循环泵简化了系统的复杂程度，降低了投资，同时又能保留循环泵结构的工艺性能。

附图说明

图1是已有技术的纳米膜分离装置的结构示意图；

图2A、图2B和图2C是本实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第1实施例的结构示意图；

图3是本实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第2实施例的结构示意图；

图4A和图4B是本实实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第3实施例的结构示意图；

图5A和图5B是本实实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第4实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参见图2A，图2A示出了本实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第1实施例的结构示意图。该纳滤装置为一级二段的结构，包括二个纳滤膜单元：一段纳滤膜单元A6和二段纳滤膜单元A15。一段纳滤膜单元A6和二段纳滤膜单元A15串联，即，一段纳滤膜单元A6的浓缩液管A7连接到二段纳滤膜单元A15的进液管A18；一段纳滤膜单元A6的清液管A5和二段纳滤膜单元A15的清液管A10连接到清液总管A13上。在二段纳滤膜单元A15的浓缩液管A9与一段纳滤膜单元A6的进液管A14之间通过级循环管A11连接有级循环泵A4，在循环泵A4前端的进液总管A1上连接一个高压泵A2。同时，二段纳滤膜单元A15的浓缩液管A9连接到浓缩液总管A12上。

原料液从进液总管A1进入，经过高压泵A2的加压，通过一段纳滤膜单元A6的进液管进入到一段纳滤膜单元A6。进入一段纳滤膜单元A6后，其清液通过清液管A5进入清液总管A13，其浓缩液进入到二段纳滤膜单元A15。进入二段纳滤膜单元A15后，其清液通过清液管A10进入清液总管A13，其浓缩液通过其浓缩液管A9、级循环管A11，经级循环泵A4加压后，再次反馈进入到一段纳滤膜单元A6；其浓缩液还通过其浓缩液管A9进入到浓缩液总管A12中。

在图2A所示的实施例中，一段纳滤膜单元A6和二段纳滤膜单元A15采用了一支纳滤膜管。在图2B所示的实施例中，示出了一段纳滤膜单元A6采用6支纳滤膜管和二段纳滤膜单元A15采用4支纳滤膜管的结构；在图2C所示的实施例中，示出了一段纳滤膜单元A6采用4纳滤膜管和二段纳滤膜单元A15采用3支纳滤膜管的结构。应当理解，每段纳滤膜单元中包含的纳滤膜管的数量，可以根据实际需要而定，较佳地一段纳滤膜单元A6中纳滤膜管的数量大于等于二段纳滤膜单元A15的数量。在同段的纳滤膜单元中，各支纳滤膜管以并联的方式连接。

请参见图3，图3示出了本实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第2实施例的结构示意图。该纳滤装置为一级三段的结构，包括三个纳滤膜单元：一段纳滤膜单元B6、二段纳滤膜单元B8和三段纳滤膜单元B15。一段纳滤膜单元B6、二段纳滤膜单元B8和三段纳滤膜单元B15串联，即，一段纳滤膜单元B6的浓缩液管B7连接到二段纳滤膜单元B8的进液管A17；二段纳滤膜单元B8的浓缩液管B19连接到三段纳滤膜单元B15的进液管B18上，一段纳滤膜单元B6的清液管B5、二段纳滤膜单元B8的清液管B3和三段纳滤膜单元B15的清液管B10连接到清液总管B13上。在三段纳滤膜单元B15的浓缩液管B9与一段纳滤膜单元B6的进液管B14之间通过级循环泵B11连接有级循环泵B4，在循环泵B4前端的进液总管B1上连接一个高压泵B2。同时，三段纳滤膜单元B15的浓缩液管B9连接到浓缩液总管B12上。

原料液从进液总管B1进入，经过高压泵B2的加压，通过一段纳滤膜单元B6的进液管进入到一段纳滤膜单元B6。进入一段纳滤膜单元B6后，其清液通过清液管B5进入清液总管B13，其浓缩液进入到二段纳滤膜单元B8。进入二段纳滤膜单元B8后，其清液通过清液管B3进入到清液总管B13，其浓缩液进入到三段纳滤膜单元B15。进入三段纳滤膜单元B15后，其清液通过清液管B10进入清液总管B13，其浓缩液通过其浓缩液管B9、级循环管B11，经级循环泵B4加压后，再次反馈进入到一段纳滤膜单元B6；其浓缩液还通过其浓缩液管B9进入到浓缩液总管B12中。

在图3所示的实施例中，一段纳滤膜单元B6、二段纳滤膜单元B8和三段纳滤膜单元B15采用了一支纳滤膜管。如上所述，每段纳滤膜单元中包含的纳滤膜管的数量，可以根据实际需要而定，较佳地在一级三段结构中，一段纳滤膜单元B6中纳滤膜管的数量大于等于二段纳滤膜单元B8的数量，而二段纳滤膜单元B8的数量大于等于三段纳滤膜单元B15的数量。在同段的纳滤膜单元中，各支纳滤膜管以并联的方式连接。

请参见图4A，图4A示出了本实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第3实施例的结构示意图。该纳滤装置为二级三段的结构，第一级纳滤膜组件包括二个纳滤膜单元：一级一段纳滤膜单元C6和一级二段纳滤膜单元C15。一级一段纳滤膜单元C6和一级二段纳滤膜单元C15串联，即，一级一段纳滤膜单元C6的浓缩液管C7连接到一级二段纳滤膜单元C15的进液管；一级一段纳滤膜单元C6的清液管C5和一级二段纳滤膜单元C15的清液管C10连接到清液总管C13上。在一级二段纳滤膜单元C15的浓缩液管C9与一级一段纳滤膜单元C6的进液管C14之间通过级循环管C11连接有级循环泵C4，在循环泵C4前端的进液总管C1上连接一个高压泵C2。

第二级纳滤膜组件包括一个纳滤膜单元：二级一段纳滤膜单元C18。一级二段纳滤膜单元C15的浓缩液管C9连接到二级一段纳滤膜单元C18上。二级一段纳滤膜单元C18的清液管C16连接到清液总管C13上；二级一段纳滤膜单元C18的浓缩液管C17连接到浓缩液总管C12上。

原料液从进液总管C1进入，经过高压泵C2的加压，通过一级一段纳滤膜单元C6的进液管进入到一级一段纳滤膜单元C6。进入一级一段纳滤膜单元C6后，其清液通过清液管C5进入清液总管C13，其浓缩液进入到一级二段纳滤膜单元C15。进入一级二段纳滤膜单元C15后，其清液通过清液管C10进入清液总管C13，其浓缩液通过其浓缩液管C9、级循环管C11，经级循环泵C4加压后，再次反馈进入到一级一段纳滤膜单元C6；其浓缩液还通过其浓缩液管C9进入到二级一段纳滤膜单元C18中。二级一段纳滤膜单元C18的浓缩液通过浓缩液管C17输入到浓缩液总管C12上。

在图4A所示的实施例中，第二级纳滤膜组件没有采用循环泵。然而根据需要第二级纳滤膜组件也可以设置循环泵。图4B示出了这样的实施例结构。如图4B所示，其与图4A所示的实施例相比，其区别在于，在二级一段纳滤膜单元C18的浓缩液管C17与进液管C20之间通过级循环管C19连接有级循环泵A4。

在图4A和图4B所示的实施例中，一级一段纳滤膜单元C6、一级二段纳滤膜单元C15和二级一段纳滤膜单元C18采用了一支纳滤膜管。应当理解，各段纳滤膜单元中包含的纳滤膜管的数量，可以根据实际需要而定，较佳地一级一段纳滤膜单元C6中纳滤膜管的数量大于等于一级二段纳滤膜单元C15的数量。在同段的纳滤膜单元中，各支纳滤膜管以并联的方式连接。

请参见图5A，图5A示出了本实用新型的分离硫酸根的纳滤装置的第4实施例的结构示意图。该纳滤装置为二级四段的结构，第一级纳滤膜组件包括二个纳滤膜单元：一级一段纳滤膜单元D6和一级二段纳滤膜单元D15。一级一段纳滤膜单元D6和一级二段纳滤膜单元D15串联，即，一级一段纳滤膜单元D6的浓缩液管D7连接到一级二段纳滤膜单元D15的进液管D18；一级一段纳滤膜单元D6的清液管D5和一级二段纳滤膜单元D15的清液管D10连接到清液总管D13上。在一级二段纳滤膜单元D15的浓缩液管D9与一级一段纳滤膜单元D6的进液管D14之间通过级循环管D11连接有一级循环泵D4，在一级循环泵D4前端的进液总管D1上连接一个高压泵D2。

第二级纳滤膜组件包括二个纳滤膜单元：二级一段纳滤膜单元D18和二级二段纳滤膜单元D22。二级一段纳滤膜单元D18和二级二段纳滤膜单元D22串联，即，二级一段纳滤膜单元D18的浓缩液管D21连接到二级二段纳滤膜单元D22；二级一段纳滤膜单元D18的清液管D21和二级二段纳滤膜单元D22的清液管D23连接到清液总管D13上。在二级二段纳滤膜单元D22的浓缩液管D17与二级一段纳滤膜单元D18的进液管D20之间通过级循环管D19连接有二级循环泵D3。

原料液从进液总管D1进入，经过高压泵D2的加压，通过一级一段纳滤膜单元D6的进液管进入到一级一段纳滤膜单元D6。进入一级一段纳滤膜单元D6后，其清液通过清液管D5进入清液总管D13，其浓缩液进入到一级二段纳滤膜单元D15。进入一级二段纳滤膜单元D15后，其清液通过清液管D10进入清液总管D13，其浓缩液通过其浓缩液管D9、级循环管D11，经一级循环泵D4加压后，再次反馈进入到一级一段纳滤膜单元D6；其浓缩液还通过其浓缩液管D9进入到二级一段纳滤膜单元D18中。进入二级一段纳滤膜单元D18后，其清液通过清液管D16进入清液总管D13，其浓缩液进入到二级二段纳滤膜单元D22。进入二级二段纳滤膜单元D22后，其清液通过清液管D23进入清液总管D13，其浓缩液通过其浓缩液管D17、级循环管D19，经二级循环泵D3加压后，再次反馈进入到二级一段纳滤膜单元D18。二级二段纳滤膜单元D22的浓缩液通过浓缩液管D17输入到浓缩液总管D12上。

在图5A所示的实施例中，一级一段纳滤膜单元D6、一级二段纳滤膜单元D15、二级一段纳滤膜单元D18和二级二段纳滤膜单元D22采用了一支纳滤膜管。应当理解，各段纳滤膜单元中包含的纳滤膜管的数量，可以根据实际需要而定，在较佳地一级一段纳滤膜单元D6中纳滤膜管的数量大于等于一级二段纳滤膜单元D15的数量；二级一段纳滤膜单元D18中纳滤膜管的数量大于等于二级二段纳滤膜单元D22的数量。图5B所示的实施例中，示出了这样的结构：一级一段纳滤膜单元D6采用四支纳滤膜管，一级二段纳滤膜单元D15采用了三支纳滤膜管，二级一段纳滤膜单元D18采用二支纳滤膜管，二级二段纳滤膜单元D22采用一支纳滤膜管。在同段的纳滤膜单元中，各支纳滤膜管以并联的方式连接。

Claims (10)

1.一种分离硫酸根的纳滤装置，包括第一级纳滤膜组件、第一级纳滤膜组件进液总管和清液总管，所述第一级纳滤膜组件包括一级一段纳滤膜单元和一级二段纳滤膜单元，所述一级一段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元串联，所述一级一段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元的清液管与所述清液总管连接，其特征在于，所述第一级纳滤膜组件还包括第一级循环泵，所述第一级循环泵连接在所述一级二段纳滤膜单元的浓缩液管与所述一级一段纳滤膜单元的进液管之间。

2.如权利要求1所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，所述一级一段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元包括多支纳滤膜管，且所述一级一段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述一级二段纳滤膜单元。

3.如权利要求2所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，所述一级一段纳滤膜单元包括四支并联的纳滤膜管；所述一级二段纳滤膜单元包括三支并联的纳滤膜管。

4.如权利要求1、2或3所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，还包括第二级纳滤膜组件，所述第二级纳滤膜组件的进液总管与所述第一级纳滤膜组件的浓缩液总管相连。

5.如权利要求4所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，所述第二级纳滤膜组件包括二级一段纳滤膜单元和第二级循环泵，所述第二级循环泵连接在所述二级一段纳滤膜单元的浓缩液管与进液管之间，所述二级一段纳滤膜单元的清液管连接到所述清液总管。

6.如权利要求4所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，所述第二级纳滤膜组件包括二级一段纳滤膜单元、二级二段纳滤膜单元和第二级循环泵，所述第二级循环泵连接在所述二级二段纳滤膜单元的浓缩液管与所述二级一段纳滤膜单元的进液管之间，所述二级一段纳滤膜单元和所述二级二段纳滤膜单元的清液管连接到所述清液总管。

7.如权利要求6所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，所述二级一段纳滤膜单元和所述二级二段纳滤膜单元包括纳滤膜管，且所述二级一段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述二级二段纳滤膜单元。

8.如权利要求7所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，所述二级一段纳滤膜单元包括二支并联的纳滤膜管；所述二级二段纳滤膜单元包括一支并联的纳滤膜管。

9.一种分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，包括一级纳滤膜组件、一级纳滤膜组件进液总管和清液总管，所述一级纳滤膜组件包括一级一段纳滤膜单元、一级二段纳滤膜单元和一级三段纳滤膜单元，所述一级一段纳滤膜单元、所述一级二段纳滤膜单元和所述一级三段纳滤膜单元串联，所述一级一段纳滤膜单元、所述一级二段纳滤膜单元和所述一级三段纳滤膜单元的清液管与所述清液总管连接，所述第一级纳滤膜组件还包括第一级循环泵，所述第一级循环泵连接在所述一级三段纳滤膜单元的浓缩液管与所述一级一段纳滤膜单元的进液管之间。

10.如权利要求9所述的分离硫酸根的纳滤装置，其特征在于，所述一级一段纳滤膜单元、所述一级二段纳滤膜单元和所述一级二段纳滤膜单元包括多支纳滤膜管，且所述一级一段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述一级二段纳滤膜单元，所述一级二段纳滤膜单元中纳滤膜管的数量大于等于所述一级三段纳滤膜单元。

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