CN210559541U - 一种无机盐溶液浓缩设备 - Google Patents

一种无机盐溶液浓缩设备 Download PDF

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黄松青
吴洪溪
刘巍
汤筱雯
冯淦然
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Abstract

本实用新型公开一种无机盐溶液浓缩设备,包括过滤装置和浓缩装置,浓缩装置包括反渗透膜分离组件及循环流道反渗透膜分离组件,反渗透膜分离组件的滤液进口与过滤装置相连,反渗透膜分离组件的预浓缩液出口通过分流管路分别与循环流道反渗透膜分离组件的浓缩液流道的浓缩液流道进液口和透过液流道的透过液流道进液口相连,且由透过液流道流出的透过液通过管路能回流并与过滤装置的滤液混合输至反渗透膜分离组件中。本实用新型中由于流入到循环流道反渗透膜分离组件的浓缩液流道和透过液流道中的溶液是相同浓度的预浓缩液,两者的渗透压一样,使得在浓缩液流道中的预浓缩液能在循环流道反渗透膜分离组件的反渗透作用下进一步得到浓缩。

Description

一种无机盐溶液浓缩设备
技术领域
本实用新型涉及盐溶液浓缩设备技术领域,具体涉及一种无机盐溶液浓缩设备。
背景技术
现有反渗透膜分离元件的浓缩液流道为一端流入料液,另一端流出浓缩液,料液中的溶剂在膜两端压力的作用下透过膜,进入透过液流道,经透过液流道流入中心收集管,再从中心收集管的开口端流出。这是目前最常用的一种结构形式。但随着浓缩倍数增加,由于膜截留溶质的作用,使膜两侧形成渗透压差增加,从而阻碍溶剂从浓缩液流道透过膜渗透到透过液流道中,使浓缩液进一步浓缩受到限制。目前化工和废水领域针对含盐溶液的浓缩,主要采用反渗透、高压反渗透、蒸发等技术,含盐溶液往往还含有大量的有机物其他杂质,严重影响了浓缩技术的应用。反渗透技术只能用于盐溶液的预浓缩,因溶液渗透压阻力,导致溶液进一步浓缩受限,而浓度最高也只为3~6%之间,高压反渗透可将盐溶液的浓度提高到小于16%,但能耗大幅上升;蒸发浓缩因能耗高,常用于经预浓缩后的最终进一步浓缩。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种无机盐溶液浓缩设备,其主要解决的是利用现有反渗透技术对含盐溶液进行浓缩时存在因溶液渗透压差阻力导致含盐溶液进一步浓缩受限等技术问题。
为达到上述目的,本实用新型是通过以下技术方案实现的:
一种无机盐溶液浓缩设备,包括能去除含盐溶液中有机杂质和高价盐的过滤装置以及浓缩装置,浓缩装置包括能对过滤装置的滤液进行预浓缩的反渗透膜分离组件及能对反渗透膜分离组件的预浓缩液进行高倍浓缩的循环流道反渗透膜分离组件,反渗透膜分离组件具有一个滤液进口、一个水出口以及一个预浓缩液出口,循环流道反渗透膜分离组件内具有浓缩液流道和透过液流道,浓缩液流道具有一个浓缩液流道进液口和一个高盐溶液出口,透过液流道具有一个透过液流道进液口和一个透过液出口,反渗透膜分离组件的滤液进口与过滤装置相连以接收过滤装置的滤液,反渗透膜分离组件的预浓缩液出口通过分流管路分别与循环流道反渗透膜分离组件的浓缩液流道的浓缩液流道进液口以及透过液流道的透过液流道进液口相连,且由透过液流道的透过液出口流出的透过液通过管路能回流并与过滤装置的滤液混合输至反渗透膜分离组件中。
进一步,所述过滤装置包括能对含盐溶液进行超滤以去除大分子有机杂质的超滤膜分离组件以及能对超滤膜分离组件的滤液进行纳滤以去除小分子有机杂质和高价盐的纳滤膜分离组件。
进一步,所述过滤装置还包括超滤滤液罐和纳滤滤液罐,超滤膜分离组件的进液口通过超滤循环泵及管路与一含盐溶液罐相连,超滤膜分离组件的滤液出口通过管路与超滤滤液罐相连,超滤滤液罐通过纳滤循环泵及管路与纳滤膜分离组件的进液口相连,纳滤膜分离组件的滤液出口通过管路与纳滤滤液罐相连,纳滤滤液罐通过反渗透循环泵及管路与反渗透膜分离组件的滤液进口相连。
进一步,所述循环流道反渗透膜分离组件的透过液流道的透过液出口通过管路与纳滤滤液罐相连使由透过液流道的透过液出口流出的透过液在纳滤滤液罐中与纳滤滤液相混合。
进一步,所述反渗透膜分离组件的预浓缩液通过自身余压由分流管路分别输入到循环流道反渗透膜分离组件的浓缩液流道和透过液流道中去。
进一步,所述循环流道反渗透膜分离组件的外壳上开设有一个连通透过液流道的开口以形成透过液流道的透过液出口,循环流道反渗透膜分离组件的中心收集管的开口端形成透过液流道的透过液流道进液口。
进一步,所述反渗透膜分离组件的预浓缩液出口与循环流道反渗透膜分离组件相连的分流管路上设有一能调节循环流道反渗透膜分离组件中浓缩液流道和透过液流道间压力差的压力调节阀。
进一步,所述压力调节阀设置在分流管路中与透过液流道相连的支路管路上。
本实用新型所述的无机盐溶液浓缩设备,具有如下优点:
1、反渗透膜分离组件的滤液进口与过滤装置相连以接收过滤装置的滤液,并能对滤液进行预浓缩去除一部分水溶剂,而反渗透膜分离组件的预浓缩液出口通过分流管路分别与循环流道反渗透膜分离组件的浓缩液流道的浓缩液流道进液口以及透过液流道的透过液流道进液口相连,由于流入到循环流道反渗透膜分离组件的浓缩液流道和透过液流道中的溶液是相同浓度的预浓缩液,因此两者的渗透压是一样的,两者之间的渗透压阻力很小甚至为零,这就使得在浓缩液流道中的预浓缩液能在循环流道反渗透膜分离组件的反渗透作用下进一步得到浓缩,且由透过液流道的透过液出口流出的透过液通过管路能回流并与过滤装置的滤液混合输至反渗透膜分离组件中循环进行预浓缩,而后又连续输送至循环流道反渗透膜分离组件中进行进一步浓缩。相比于现有技术中利用高压反渗透和蒸发技术对含盐溶液进行浓缩存在能耗高的缺陷,而本实施例在保证了浓缩后的浓缩液具有较高浓度的同时,还不增加能耗,有利于降低生产成本。
2、无需在反渗透膜分离组件与循环流道反渗透膜分离组件之间的分流管路上设置泵,反渗透膜分离组件的预浓缩液直接通过自身余压由分流管路分别输入到循环流道反渗透膜分离组件的浓缩液流道和透过液流道中去,不增加新的能耗,能降低生产成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构框图。
图2是本实用新型实施例的循环流道反渗透膜分离组件的截面示意图。
标号说明:
1、超滤循环泵,2、超滤膜分离组件,3、超滤滤液罐,4、纳滤循环泵,5、纳滤膜分离组件,6、纳滤滤液罐,7、反渗透循环泵,8、反渗透膜分离组件,9、循环流道反渗透膜分离组件,91、浓缩液流道,92、透过液流道,93、压力调节阀。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
请参照附图1至附图2,本实施例中,一种无机盐溶液浓缩设备,包括能去除含盐溶液中有机杂质和高价盐的过滤装置以及浓缩装置,浓缩装置包括能对过滤装置的滤液进行预浓缩的反渗透膜分离组件8及能对反渗透膜分离组件8的预浓缩液进行高倍浓缩的循环流道反渗透膜分离组件9,反渗透膜分离组件8具有一个滤液进口、一个水出口以及一个预浓缩液出口,循环流道反渗透膜分离组件9内具有浓缩液流道91和透过液流道92,浓缩液流道91具有一个浓缩液流道进液口和一个高盐溶液出口,透过液流道92具有一个透过液流道进液口和一个透过液出口,反渗透膜分离组件8的滤液进口与过滤装置相连以接收过滤装置的滤液,反渗透膜分离组件8的预浓缩液出口通过分流管路分别与循环流道反渗透膜分离组件9的浓缩液流道91的浓缩液流道进液口以及透过液流道92的透过液流道进液口相连,且由透过液流道92的透过液出口流出的透过液通过管路能回流并与过滤装置的滤液混合输至反渗透膜分离组件8中。
本实施例中,反渗透膜分离组件8是现有技术,反渗透膜分离组件8内具有一个浓缩液流道和一个透过液流道,反渗透膜分离组件8一端形成有一个用于进料液的进口,另一端形成一个出渗透液的出口和一个出浓缩液的出口。而具有循环流道的循环流道反渗透膜分离组件9可以通过在现有的反渗透膜分离组件8的外壳上开设一个连通透过液流道92的开口改造形成。本实施例中,反渗透膜分离组件8的滤液进口与过滤装置相连以接收过滤装置的滤液,并能对滤液进行预浓缩去除一部分水溶剂,而反渗透膜分离组件8的预浓缩液出口通过分流管路分别与循环流道反渗透膜分离组件9的浓缩液流道91的浓缩液流道进液口以及透过液流道92的透过液流道进液口相连,由于流入到循环流道反渗透膜分离组件9的浓缩液流道91和透过液流道92中的溶液是相同浓度的预浓缩液,因此两者的渗透压是一样的,两者之间的渗透压阻力很小甚至为零,这就使得在浓缩液流道91中的预浓缩液能在循环流道反渗透膜分离组件9的反渗透作用下进一步得到浓缩,且由透过液流道92的透过液出口流出的透过液通过管路能回流并与过滤装置的滤液混合输至反渗透膜分离组件8中循环进行预浓缩,而后又连续输送至循环流道反渗透膜分离组件9中进行进一步浓缩。相比于现有技术中利用高压反渗透和蒸发技术对含盐溶液进行浓缩存在能耗高的缺陷,而本实施例在保证了浓缩后的浓缩液具有较高浓度的同时,还不增加能耗,有利于降低生产成本。
请参照附图1,本实施例中,过滤装置包括能对含盐溶液进行超滤以去除大分子有机杂质的超滤膜分离组件2以及能对超滤膜分离组件2的滤液进行纳滤以去除小分子有机杂质和高价盐的纳滤膜分离组件5。本实施例中,超滤膜分离组件2及纳滤膜分离组件5均是现有技术,其具体结构及过滤原理在此不再赘述,可购买现有产品直接使用。
请参照附图1,本实施例中,过滤装置还包括超滤滤液罐3和纳滤滤液罐6,超滤膜分离组件2的进液口通过超滤循环泵1及管路与一含盐溶液罐相连,超滤膜分离组件2的滤液出口通过管路与超滤滤液罐3相连,超滤滤液罐3通过纳滤循环泵4及管路与纳滤膜分离组件5的进液口相连,纳滤膜分离组件5的滤液出口通过管路与纳滤滤液罐6相连,纳滤滤液罐6通过反渗透循环泵7及管路与反渗透膜分离组件8的滤液进口相连。
请参照附图1,本实施例中,循环流道反渗透膜分离组件9的透过液流道92的透过液出口通过管路与纳滤滤液罐6相连使由透过液流道92的透过液出口流出的透过液在纳滤滤液罐6中与纳滤滤液相混合。然而,本领域技术人员应理解,在其他实施例中,循环流道反渗透膜分离组件9的透过液流道92的透过液出口通过管路也可与过滤装置中其余位置相连,例如连接在纳滤膜分离组件5的滤液出口与纳滤滤液罐6相连通的管路上。
请参照附图1、附图2,本实施例中,反渗透膜分离组件8的预浓缩液通过自身余压由分流管路分别输入到循环流道反渗透膜分离组件9的浓缩液流道91和透过液流道92中去。本实施例中,无需在反渗透膜分离组件8与循环流道反渗透膜分离组件9之间的分流管路上设置泵,反渗透膜分离组件8的预浓缩液直接通过自身余压由分流管路分别输入到循环流道反渗透膜分离组件9的浓缩液流道91和透过液流道92中去,不增加新的能耗,能降低生产成本。
请参照附图1、附图2,本实施例中,循环流道反渗透膜分离组件9的外壳上开设有一个连通透过液流道92的开口以形成透过液流道92的透过液出口,循环流道反渗透膜分离组件9的中心收集管的开口端形成透过液流道92的透过液流道进液口。然而,本领域技术人员应理解,在其他实施例中,循环流道反渗透膜分离组件9的外壳上开设有一个连通透过液流道92的开口,该开口也可成为透过液流道92的透过液流道进液口,循环流道反渗透膜分离组件9的中心收集管的开口端形成透过液流道92的透过液出口。
请参照附图1、附图2,本实施例中,反渗透膜分离组件8的预浓缩液出口与循环流道反渗透膜分离组件9相连的分流管路上设有一能调节循环流道反渗透膜分离组件9中浓缩液流道91和透过液流道92间压力差的压力调节阀93。本实施例中,优选地,压力调节阀93设置在分流管路中与透过液流道92相连的支路管路上。通过改变压力调节阀93的开度能控制预浓缩分别流到浓缩液流道91和透过液流道92中的流速,进而能使在浓缩液流道91一侧相对透过液流道92一侧形成高压以在循环流道反渗透膜分离组件9进行反渗透作用。
请参照附图1、附图2,一种无机盐溶液连续高倍浓缩方法,该方法使用上述的无机盐溶液浓缩设备,包括以下步骤:
S1,将需浓缩的含盐溶液通过过滤装置进行有机杂质和高价盐的去除;
S2,经过过滤装置过滤后的滤液通过管路及一反渗透循环泵7输入至反渗透膜分离组件8的滤液进口端,滤液经过反渗透膜分离组件8的反渗透作用去除一部分水溶剂进行预浓缩;
S3,经反渗透膜分离组件8预浓缩后的预浓缩液通过分流管路分别输入至循环流道反渗透膜分离组件9的浓缩液流道91和透过液流道92中,且浓缩液流道91和透过液流道92中预浓缩液的渗透压相等,而后通过在浓缩液流道91和透过液流道92间形成压力差,使流经浓缩液流道91的预浓缩液中的部分水溶剂能渗透到透过液流道92中去,进而对浓缩液流道91里的预浓缩液进行高倍浓缩形成高盐溶液,并从浓缩液流道91的高盐溶液出口排出,而透过液流道92中被稀释后的盐溶液通过管路回流并与过滤装置的滤液混合后输至反渗透膜分离组件8中循环进行预浓缩,而后再通过通过循环流道反渗透膜分离组件9对浓缩液流道91中的预浓缩液进行高倍浓缩。
请参照附图1,本实施例中,优选地,S1步骤中,过滤装置包括超滤膜分离组件2、纳滤膜分离组件5、超滤滤液罐3和纳滤滤液罐6,超滤膜分离组件2的进液口通过超滤循环泵1及管路与一含盐溶液罐相连,超滤膜分离组件2的滤液出口通过管路与超滤滤液罐3相连,超滤滤液罐3通过纳滤循环泵4及管路与纳滤膜分离组件5的进液口相连,纳滤膜分离组件5的滤液出口通过管路与纳滤滤液罐6相连,纳滤滤液罐6通过反渗透循环泵7及管路与反渗透膜分离组件8的滤液进口相连,含盐溶液罐中的含盐溶液先经过超滤膜分离组件2去除大分子有机杂质后再经过纳滤膜分离组件5去除小分子有机杂质和高价盐;S3步骤中,透过液流道92中被稀释后的盐溶液通过与纳滤滤液罐6相连的管路回流至纳滤滤液罐6中并与纳滤滤液相混合后再输至反渗透膜分离组件8中循环进行预浓缩。
以上所述,实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中的部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围,因此本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:包括能去除含盐溶液中有机杂质和高价盐的过滤装置以及浓缩装置,浓缩装置包括能对过滤装置的滤液进行预浓缩的反渗透膜分离组件(8)及能对反渗透膜分离组件(8)的预浓缩液进行高倍浓缩的循环流道反渗透膜分离组件(9),反渗透膜分离组件(8)具有一个滤液进口、一个水出口以及一个预浓缩液出口,循环流道反渗透膜分离组件(9)内具有浓缩液流道(91)和透过液流道(92),浓缩液流道(91)具有一个浓缩液流道进液口和一个高盐溶液出口,透过液流道(92)具有一个透过液流道进液口和一个透过液出口,反渗透膜分离组件(8)的滤液进口与过滤装置相连以接收过滤装置的滤液,反渗透膜分离组件(8)的预浓缩液出口通过分流管路分别与循环流道反渗透膜分离组件(9)的浓缩液流道(91)的浓缩液流道进液口以及透过液流道(92)的透过液流道进液口相连,且由透过液流道(92)的透过液出口流出的透过液通过管路能回流并与过滤装置的滤液混合输至反渗透膜分离组件(8)中。
2.根据权利要求1所述的无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:所述过滤装置包括能对含盐溶液进行超滤以去除大分子有机杂质的超滤膜分离组件(2)以及能对超滤膜分离组件(2)的滤液进行纳滤以去除小分子有机杂质和高价盐的纳滤膜分离组件(5)。
3.根据权利要求2所述的无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:所述过滤装置还包括超滤滤液罐(3)和纳滤滤液罐(6),超滤膜分离组件(2)的进液口通过超滤循环泵(1)及管路与一含盐溶液罐相连,超滤膜分离组件(2)的滤液出口通过管路与超滤滤液罐(3)相连,超滤滤液罐(3)通过纳滤循环泵(4)及管路与纳滤膜分离组件(5)的进液口相连,纳滤膜分离组件(5)的滤液出口通过管路与纳滤滤液罐(6)相连,纳滤滤液罐(6)通过反渗透循环泵(7)及管路与反渗透膜分离组件(8)的滤液进口相连。
4.根据权利要求3所述的无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:所述循环流道反渗透膜分离组件(9)的透过液流道(92)的透过液出口通过管路与纳滤滤液罐(6)相连使由透过液流道(92)的透过液出口流出的透过液在纳滤滤液罐(6)中与纳滤滤液相混合。
5.根据权利要求1所述的无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:所述反渗透膜分离组件(8)的预浓缩液通过自身余压由分流管路分别输入到循环流道反渗透膜分离组件(9)的浓缩液流道(91)和透过液流道(92)中去。
6.根据权利要求1所述的无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:所述循环流道反渗透膜分离组件(9)的外壳上开设有一个连通透过液流道(92)的开口以形成透过液流道(92)的透过液出口,循环流道反渗透膜分离组件(9)的中心收集管的开口端形成透过液流道(92)的透过液流道进液口。
7.根据权利要求1至6任一所述的无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:所述反渗透膜分离组件(8)的预浓缩液出口与循环流道反渗透膜分离组件(9)相连的分流管路上设有一能调节循环流道反渗透膜分离组件(9)中浓缩液流道(91)和透过液流道(92)间压力差的压力调节阀(93)。
8.根据权利要求7所述的无机盐溶液浓缩设备,其特征在于:所述压力调节阀(93)设置在分流管路中与透过液流道(92)相连的支路管路上。
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