CN203043848U

CN203043848U - 膜脱水器

Info

Publication number: CN203043848U
Application number: CN 201320004906
Authority: CN
Inventors: 董永胜
Original assignee: Shandong Institute of Light Industry
Current assignee: Shandong Institute of Light Industry
Priority date: 2013-01-07
Filing date: 2013-01-07
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2023-01-07

Abstract

本实用新型涉及一种膜脱水器，属于生物分离工程技术领域，其用于解决酒精生产中分离的杂醇油脱去水分的生产问题。膜脱水器包括罐体、中空纤维膜、支架，罐体内部装有中空纤维膜，中空纤维膜是反渗透复合膜。罐体底部装有料液进口和清洗液出口、下部装有清洗液入口，罐体顶部装有浓缩液出口、上部装有透过液出口。含水的杂醇油溶液在压力作用下流过中空纤维膜内时，水分子透过膜集于膜外，而杂醇油中的高级醇等物质不能透过膜，从而实现杂醇油的脱水过程。这种膜脱水器结构简单、操作方便，用于杂醇油脱水时不用加热、能耗低，杂醇油的脱水效率高。

Description

膜脱水器

技术领域

本实用新型涉及一种用于酒精生产中分离的杂醇油脱去水分的膜脱水器，属于生物分离工程技术领域。

背景技术

酵母酒精发酵产生的杂醇油是以淀粉或糖为原料生产酒精的副产物之一，占酒精产量的0.2~0.7wt%。杂醇油是一种淡黄色油状液体，有特殊臭味和毒性，主要由异戊醇、异丁醇、正丙醇、水以及癸酸乙酯等10多种物质组成，因不溶于水并呈油状，俗称杂醇油。

在酒精生产过程中，杂醇油的获得是从精馏塔中采出富含杂醇油的酒精液，再经杂醇油分离装置分离而成。得到的杂醇油液中水分含量占10~17wt%，醇类含量占60~75wt%，其余为酯类等物质。杂醇油是重要的精细化工原料，它含有的各种醇和酯可作为燃料、溶剂及有机合成的原料，具有很高的经济价值。杂醇油的应用首先要除去其含有的水分子，但杂醇油中的水分子与C₂~C₅醇之间均能形成恒沸物，各恒沸物间的恒沸点差小于相应醇间的沸点差，使杂醇油的脱水提纯变得非常复杂和困难。

目前，杂醇油脱水常用恒沸脱水和盐析脱水的方法。恒沸脱水是利用醇与水形成的恒沸物与各单组分醇之间沸点差较大的特性，采用精馏方法用低碳醇将杂醇油中的水带出，此方法需要蒸馏设备。杂醇油恒沸脱水方法得到的精馏产品只有异戊醇、没有C₄醇以下产品，导致杂醇油的综合利用率降低；且恒沸脱水的能耗较高，设备投资大。杂醇油盐析脱水方法虽设备投资较低，但因为盐水直接排放，造成盐类和醇类等物质的损失，污染了环境且对设备造成了腐蚀。因此，采用高效洁净的方法，最大限度地除去杂醇油中的水分，成为实现杂醇油进一步应用的关键，本实用新型就是在这一背景下提出的。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种脱水效果好且能耗低的杂醇油膜脱水器。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：膜脱水器包括罐体、中空纤维膜、支架，罐体固定于支架上，罐体内部装有中空纤维膜，膜的两端用密封圈和端板固定于罐体内，罐体底部装有料液进口和清洗液出口，罐体下部装有清洗液入口，罐体顶部有浓缩液出口和清洗液出口，罐体上部装有透过液出口。

所述的中空纤维膜是反渗透复合膜。

所述的中空纤维膜的外径为80~160μm，内径为40~80μm，外径与内径之比为1：（2~4），膜的装填因子为0.3~0.6。

所述的中空纤维膜的制造材料为醋酸纤维素或聚酰胺。

优选的，所述的罐体外部形状为圆柱形。

所述的罐体直径与罐体高度比值是1：（4~8）。

所述的罐体底部的料液进口和清洗液出口是通过三通管连接，罐体顶部的浓缩液出口和清洗液出口是通过三通管连接。

所述的密封圈是O环密封圈。

本实用新型的膜脱水器是用于脱去杂醇油中水分的装置：将从酒精生产中分离得到的杂醇油液（水分含量在10~17wt%）在1.0~2.0MPa压力作用下流过中空纤维膜内，水分子透过膜集中于膜外，从脱水器的透过液出口流出。杂醇油中的高级醇等物质留在膜内，经浓缩液出口流到产品罐中。

本实用新型是采用膜分离技术脱去杂醇油水分的装置，在本实用新型中采用的膜是反渗透膜，反渗透膜的特点是膜内无明显的孔道，在压力作用下水分子溶解于膜，从膜的一侧扩散到膜的另一侧，而分子量比水分子大的溶质则被膜截留。在杂醇油脱水过程中，料液本身与膜接触，水分子能穿过膜，而分子量较大的高级醇和酯类等物质却不能透过膜，从而实现杂醇油的脱水过程。

本实用新型针对杂醇油恒沸脱水和盐析脱水方法的不足，利用反渗透膜的特点，设计了用于脱去杂醇油中水分的脱水装置，使用本实用新型的杂醇油膜脱水器，与现有技术相比其有益效果如下：

1、装置内能安装非常多的中空纤维膜，具有极高的装填密度，装置能做到非常小型化，降低了设备投资。

2、中空纤维膜的水渗透通量大，分离因子高，脱水效率高。

3、脱水过程中杂醇油成分相态不变、不用加热、能耗低，对环境没有污染。

4、设备简单、操作方便。

附图说明

图1为本实用新型的杂醇油膜脱水器的结构示意图。

图2为膜组件的端面结构示意图。

图3为端板10的结构示意图。

其中：1、罐体，2、中空纤维膜，3、中空纤维固定端，4、料液进口，5、透过液出口，6、浓缩液出口，7、清洗液入口，8、支架，9、清洗液出口，10、端板，11、O环密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不限于此。

一种脱去杂醇油水分的膜脱水器结构如图1所示，包括罐体1、中空纤维膜2、支架8。罐体1采用不锈钢材料制作，呈圆柱形，罐体1固定在支架8上，罐体1的直径与罐体1的高度比值是1：5。罐体1内部装有中空纤维膜2，膜的上、下两端分别用环氧树脂胶合在一起，再用O环密封圈11和端板10固定于罐体1内。中空纤维膜2是由聚酰胺材料制造的反渗透复合膜，其外径为100μm、内径为50μm、内径与外径之比为1：2，中空纤维膜2的装填因子为0.4。含水分的杂醇油液在1.5MPa压力作用下从罐体1底部的料液进口4进入，膜脱水器采用内压式操作，液体的流动采用轴流式即是料液的流动方向与装在筒内的中空纤维方向平行。液体由中空纤维膜2内流过时，水分子从膜内侧穿过膜到达膜外侧，并富集于罐体1内，从罐体1上部的透过液出口5排出。脱去水分的杂醇油液由中空纤维膜2内流出，从罐体1顶部的浓缩液出口6排出，从而实现水分子与杂醇油的分离。罐体1内需要清洗时，清洗液从清洗液入口7进入，清洗液由中空纤维膜2的外侧进入到膜的内测，分别从罐体1的底部和顶部的清洗液出口9排出。在罐体1的底部用三通管将清洗液出口9与料液进口4连接，在罐体1的顶部用三通管将清洗液出口9与浓缩液出口6连接。

本实用新型利用反渗透膜的透过性质将杂醇油中的水分子去除，与其它脱水方法相比膜脱水具有不用加热、能耗低、脱水效率高等优点，是一种高效节能的分离装置。使用本实用新型可使杂醇油的水分去除率达到99.9wt%以上，为充分利用杂醇油资源、增加企业经济效益提供了保障。

Claims

1.一种膜脱水器，包括罐体、中空纤维膜、支架，罐体固定于支架上，罐体内部装有中空纤维膜，膜的两端用密封圈和端板固定于罐体内，罐体底部装有料液进口和清洗液出口，罐体下部装有清洗液入口，罐体顶部有浓缩液出口和清洗液出口，罐体上部装有透过液出口。

2.如权利要求1所述的膜脱水器，其特征在于：所述的中空纤维膜是反渗透复合膜。

3.如权利要求1所述的膜脱水器，其特征在于：所述的中空纤维膜的外径为80~160μm，内径为40~80μm，内径与外径之比为1：（2~4），膜的装填因子为0.3~0.6。

4.如权利要求1所述的膜脱水器，其特征在于：所述的中空纤维膜的制造材料为醋酸纤维素或聚酰胺。

5.如权利要求1所述的膜脱水器，其特征在于：所述的罐体外部形状为圆柱形。

6.如权利要求5所述的膜脱水器，其特征在于：所述的罐体直径与罐体高度比值是1：（4~8）。

7.如权利要求1所述的膜脱水器，其特征在于：所述的罐体底部的料液进口和清洗液出口是通过三通管连接，罐体顶部的浓缩液出口和清洗液出口是通过三通管连接。

8.如权利要求1所述的膜脱水器，其特征在于：所述的密封圈是O环密封。