CN210193593U - 一种利用双极膜副产盐酸制备二水氯化钙的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种利用双极膜副产盐酸制备二水氯化钙的装置，包括：第一浓缩装置，用于对双极膜产生的低浓度盐酸进行浓缩；反应器，连接于第一浓缩装置，用于将浓缩后的盐酸与氢氧化钙进行反应，得到氯化钙溶液；脱色处理装置，连接于反应器；超滤装置，连接于脱色处理装置；第二浓缩装置，连接于超滤装置，用于对过滤后的氯化钙溶液进行浓缩，得到氯化钙浓缩液和清液；连续蒸发浓缩结晶装置，连接于第二浓缩装置，用于对氯化钙浓缩液进行连续蒸发浓缩结晶，得到二水氯化钙；反渗透装置，连接于第二浓缩装置，用于对清液进行浓缩和回用。本实用新型解决了双极膜副产稀酸用途问题，可实现双极膜在废水处理领域的广泛应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及化学工艺装置技术领域，具体涉及一种利用双极膜副产盐酸制备二水氯化钙的装置。
背景技术
近年来，由阴阳离子交换层复合而成的双极膜发展迅速。双极膜是一种新型的离子交换复合模，它通常由阳离子交换层（N型膜）、界面亲水层（催化层）和阴离子交换层（P型膜）复合而成，是真正意义上的反应膜。双极膜的应用通常是与阳膜和阴膜进行有序的组合，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的水解离成H+和OH-，并分别通过阳膜和阴膜，作为H+和OH-离子原。
目前，双极膜技术已经广泛应用于有机酸碱的制备、医药中间体制备和化工中间体制备等，如葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸等。其优点在于双极膜过程中无废水排放，且副产物NaOH有极高的回用价值。根据双极膜的工作原理，也可将其应用于废水处理，不仅可有效的进行污染物控制，同时可将废水中的盐制成酸碱，完全实现资源回用。然而，双极膜技术在废水处理中的应用大多停留在研究阶段，工业化应用较少，主要原因之一便是其产生的副产物酸浓度较低，还未找到合适的用途。
综上所述，为了实现废水的资源化利用，采用双极膜技术是一种极为有效的方法。因此，解决双极膜副产稀酸用途问题是极为重要的。
发明内容
发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用双极膜副产盐酸制备二水氯化钙的装置，解决了双极膜副产稀酸用途问题，可实现双极膜在废水处理领域的广泛应用。
技术方案：本实用新型所述一种利用双极膜副产盐酸制备二水氯化钙的装置，包括：
第一浓缩装置，用于对双极膜产生的低浓度盐酸进行浓缩；
反应器，连接于第一浓缩装置，用于将浓缩后的盐酸与氢氧化钙进行反应，得到氯化钙溶液；
脱色处理装置，连接于反应器，用于对氯化钙溶液进行脱色；
超滤装置，连接于脱色处理装置，用于对脱色后的氯化钙溶液进行过滤；
第二浓缩装置，连接于超滤装置，用于对过滤后的氯化钙溶液进行浓缩，得到氯化钙浓缩液和清液；
连续蒸发浓缩结晶装置，连接于第二浓缩装置，用于对氯化钙浓缩液进行连续蒸发浓缩结晶，得到二水氯化钙；
反渗透装置，连接于第二浓缩装置，用于对氯化钙清液进行再浓缩，浓缩液回到脱色处理装置，清液回用。
优选地，所述反应器为夹套反应器。
优选地，所述脱色处理装置为活性碳过滤器或臭氧装置。
优选地，所述超滤装置为PVDF中空纤维膜。
优选地，所述第一浓缩装置为电渗析装置或反渗透装置或膜蒸馏装置。
优选地，所述第二浓缩装置为电渗析装置或反渗透装置。
有益效果：本实用新型利用浓缩装置，反应器，超滤装置、脱色装置、连续蒸发浓缩结晶装置等设备的集成，达到利用双极膜副产盐酸生产二水氯化钙的目的，解决了双极膜副产稀酸用途问题，可实现双极膜在废水处理领域的广泛应用；采用反渗透装置处理浓缩氯化钙溶液的清液，获得的回用水具有水质好且水质稳定等优势，根据需要可作为生产过程用水等；优选采用电渗析装置作为第二浓缩装置，能够提高氯化钙溶液浓度，极大地减少了蒸发量，使本装置更具有经济可行性。本实用新型可以实现高纯度二水氯化钙盐的资源化利用，产品品质可达国标Ⅱ型以上。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构图。
附图中，1-第一电渗析装置，2-夹套反应器，3-臭氧装置，4-PVDF中空纤维膜，5-第二电渗析装置，6-连续蒸发浓缩结晶装置，7-反渗透装置。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
实施例
一种利用双极膜副产盐酸制备二水氯化钙的装置，参照图1，包括：
第一电渗析装置1，用于对双极膜产生的低浓度盐酸进行浓缩；
夹套反应器2，连接于第一电渗析装置1，用于将浓缩后的盐酸与氢氧化钙进行反应，得到氯化钙溶液；
臭氧装置3，连接于夹套反应器2，用于对氯化钙溶液进行脱色；
PVDF中空纤维膜4，连接于臭氧装置3，用于对脱色后的氯化钙溶液进行过滤；
第二电渗析装置5，连接于PVDF中空纤维膜4，用于对过滤后的氯化钙溶液进行浓缩，得到氯化钙浓缩液和清液；
连续蒸发浓缩结晶装置6，连接于第二电渗析装置5，用于对氯化钙浓缩液进行连续蒸发浓缩结晶，得到二水氯化钙；
反渗透装置7，连接于第二电渗析装置5，用于对清液进行浓缩和回用。
本实施例中二水氯化钙的制备工艺如下：
S1、采用电渗析浓缩工艺，使用第一电渗析装置1将双极膜产生的低浓度盐酸进行浓缩，最终盐酸浓度为10%；
S2、向浓缩后的盐酸中投加氢氧化钙进行反应，投加的氢氧化钙纯度为96%，反应辅以搅拌，夹套反应器2的夹套内通冷却水冷却，pH控制为8.5，反应4小时，制得氯化钙溶液；
S3、将氯化钙溶液经臭氧装置3和PVDF中空纤维膜4进行脱色与过滤；其中臭氧装置脱色时，臭氧投加量1g/L，脱色时间为1小时，出水色度为1，浊度为4NTU；PVDF中空纤维膜4出水SDI为2.5；
S4、采用电渗析浓缩工艺，使用第二电渗析装置5将过滤后的氯化钙溶液进行浓缩得到氯化钙浓缩液和清液，氯化钙浓缩液的浓度为15%；
S5、采用多效蒸发工艺，使用连续蒸发浓缩结晶装置6将氯化钙浓缩液进行连续蒸发浓缩结晶，制得二水氯化钙；其中，连续蒸发浓缩出液的温度为160℃，干燥温度为200℃；
S6、采用反渗透工艺，使用反渗透装置7将步骤四中的清液进行浓缩，浓缩倍数为8倍，清液的浓缩液回至步骤三。
本实施例利用浓缩装置，反应器，脱色装置、超滤装置、连续蒸发浓缩结晶装置等设备的集成，达到利用双极膜副产盐酸生产氯化钙的目的，解决了双极膜副产稀酸用途问题，可实现双极膜在废水处理领域的广泛应用；采用反渗透装置7处理浓缩氯化钙溶液的清液，获得的回用水具有水质好且水质稳定等优势，根据需要可作为生产过程用水等；采用第二电渗析装置5作为第二浓缩装置，能够提高氯化钙溶液浓度，极大地减少了蒸发量，使本装置更具有经济可行性。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (6)
1.一种利用双极膜副产盐酸制备二水氯化钙的装置，其特征在于，包括：
第一浓缩装置，用于对双极膜产生的低浓度盐酸进行浓缩；
反应器，连接于第一浓缩装置，用于将浓缩后的盐酸与氢氧化钙进行反应，得到氯化钙溶液；
脱色处理装置，连接于反应器，用于对氯化钙溶液进行脱色；
超滤装置，连接于脱色处理装置，用于对脱色后的氯化钙溶液进行过滤；
第二浓缩装置，连接于超滤装置，用于对过滤后的氯化钙溶液进行浓缩，得到氯化钙浓缩液和清液；
连续蒸发浓缩结晶装置，连接于第二浓缩装置，用于对氯化钙浓缩液进行连续蒸发浓缩结晶，得到二水氯化钙；
反渗透装置，连接于第二浓缩装置，用于对清液进行浓缩和回用。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应器为夹套反应器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述脱色处理装置为活性碳过滤器或臭氧装置。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述超滤装置为PVDF中空纤维膜。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一浓缩装置为电渗析装置或反渗透装置或膜蒸馏装置。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二浓缩装置为电渗析装置或反渗透装置。
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