CN211847260U

CN211847260U - 一种碱回收用均相离子交换膜组件

Info

Publication number: CN211847260U
Application number: CN202020402446.8U
Authority: CN
Inventors: 黄春梅; 纪镁铃; 李燕玲; 董金强; 林铭康
Original assignee: Xiamen Kening Wote Water Treatment Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Kening Wote Water Treatment Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2020-11-03
Anticipated expiration: 2030-03-26

Abstract

本实用新型涉及扩散渗析碱回收技术领域，特别涉及一种碱回收用均相离子交换膜组件，包括碱回收膜堆，所述碱回收膜堆包括至少一张碱回收均相离子交换膜和两张菱形网隔板，所述菱形网隔板包括隔板框和固定连接在隔板框内壁的菱形网，所述菱形网隔板位于均相离子交换膜两侧，两侧的菱形网分别与均相离子交换膜之间形成料液室回收室。本实用新型在碱回收均相离子交换膜组件上，通过使用菱形网隔板，同时料液室实用的隔板要比回收室厚，可有效的提高清洗效率，防止废碱在组件内部结垢，防止组件被堵。此外，本发明碱回收均相离子交换膜组件结构简单，操作方便，能耗极低、能有效的回收废碱液。

Description

一种碱回收用均相离子交换膜组件

技术领域

本实用新型涉及扩散渗析碱回收技术领域，特别涉及一种碱回收用均相离子交换膜组件。

背景技术

现代工业上经常产生各种碱性沸水。例如，印染、人造纤维等纺织工业上，为了除去棉纱、羊毛等上面的油脂，需要用大量碱液。人造纤维工业用 18～20％烧碱溶液(或纯碱溶液)去浸渍纤维素。是有化工工业上用强碱溶液除去石油馏分中的杂质。在碱法制浆造纸工业中，用烧碱或纯碱溶液作为蒸煮液除去原料中的木质素、碳水化合物和树脂等，导致产生含有木质素和强碱的废水。医药合成等工业也要用到烧碱或纯碱作为反应试剂，后处理阶段液会导致含有有机物和碱的废水的产生。另外，在冶金工业中，为了除去其中不溶性的杂质，需要加入强碱将矿石中的金属元素转变成可溶性的钠盐。例如，在铝的冶炼过程中，所用的冰晶石的制备和铝土矿的处理，都要用到纯碱和烧碱。又如冶炼钨时，也是首先将精矿和纯碱焙烧成可溶的钨酸钠后，再经酸析、脱水、还原等过程而制得粉末状钨。这些过程都会导致碱性废水的产生。

碱性废水如果不经过处理直接排放，将会出现很多问题。如排入下水道，将腐蚀下水管道、渠道和下水设备；如果排入地表水，水体的酸碱度被改变，水体生态平衡被打破，水体的自净作用被减弱，影响水生植物和动物的生长，减少了可利用的资源；渗入地面，突然的盐碱度增加，土壤结构被破坏，影响植物的生长。因此，排放含碱废水前，必须进过初步的外处理。

传统的处理含碱废水主要包括：酸中和处理法、絮凝法、化学沉淀法，采用投加酸性物质处理碱性沸水，让两者中和后得到中性废水；对于含有大量有机物的有机物碱性废水，可以通过投加絮凝剂的法方来处理，也可以通过加入适当的沉淀剂使废水中的有害物质变成难容物质而沉淀除去。以上传统废碱液的方法或者能耗高，或者操作复杂，或者方法适用范围小，没办法通用。目前有一种新的处理方法，也在逐步被推广，即扩散渗析碱回收法，其是一种以浓度梯度作为传质驱动力的离子交换膜分离过程。在浓度梯度的推动下，阳离子优先进入到回收室，在电荷推动下，OH-水合半径小和电荷少可优先通过离子通道，从而实现废碱中的碱得到有效回收。运行过程中能耗低，在常压下进行，且操作简单，是一种理想的用来进行碱回收的膜分离技术。

由于在实际扩散渗析碱回收过程中，多数是从有机碱中回收氢氧化钠，有机碱中含有大量的有机物，当废碱中碱的浓度降低时，有机物容易析出，如果适用层流扩散渗析隔板，有机物会层积在料液室，造成组件清洗困难，无法进行连续生产。

发明内容

为此，需要提供一种碱回收用均相离子交换膜组件，料液室实用的隔板要比回收室厚，可有效的提高清洗效率，防止废碱在组件内部结垢，防止组件被堵。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种碱回收用均相离子交换膜组件，包括碱回收膜堆，所述碱回收膜堆包括至少一张碱回收均相离子交换膜和两张菱形网隔板，所述菱形网隔板包括隔板框和固定连接在隔板框内壁的菱形网，所述菱形网隔板位于均相离子交换膜两侧，两侧的菱形网分别与均相离子交换膜之间形成料液室回收室，所述料液室和回收室之间通过离子交换膜形成选择性离子通道，所述料液室菱形网隔板的厚度大于回收室菱形网隔板的厚度，碱回收膜堆的两侧还设有夹紧板。料液室实用的隔板要比回收室厚，可有效的提高清洗效率，防止废碱在组件内部结垢，防止组件被堵。

进一步的，所述菱形网中的格网呈棱形状，所述料液室菱形网隔板的厚度为0.9mm～1.0mm，所述回收室菱形网隔板的厚度为0.6mm～0.7mm。由于废碱液是先进入料液室再流入回收室，在料液室和回收室的菱形网隔板一样厚时，废碱液流量较大时容易堆积造成堵塞，将菱形网隔板的厚度设置一大一小，增加料液室的容量放置堆积堵塞。

进一步的，所述均相离子交换膜为碱回收膜。具有良好的离子选择透过性和优异的耐碱性。

进一步的，所述夹紧板上设置有废碱进口和残碱出口直接连接料液室，水进口和回收碱出口为直接连接回收室，对应的进出口上设置有管件。方便连接外部设备

进一步的，所述均相离子交换膜的数量为1～1200张，所述菱形网隔板交错设置在均相离子交换膜之间。从而根据实际需要形成多个料液室和回收室。

进一步的，所述菱形网隔板为长方形，菱形网隔板两端有偶数个布水器，两端的布水器呈中心对称而非轴对称，所述均相离子交换膜对应布水器的位置设有通孔。具有更加的流通性。

区别于现有技术，上述技术方案具有以下有益效果：

本实用新型在碱回收均相离子交换膜组件上，通过使用菱形网隔板，同时料液室实用的隔板要比回收室厚，可有效的提高清洗效率，防止废碱在组件内部结垢，防止组件被堵。此外，本发明碱回收均相离子交换膜组件结构简单，操作方便，能耗极低、能有效的回收废碱液。

附图说明

图1为背景技术所述一种碱回收用均相离子交换膜组件的结构示意图；

图2为具体实施方式所述菱形网隔板的结构示意图；

图3为具体实施方式碱回收用均相离子交换膜组件的原理图。

附图标记说明：

1、料液室，2、回收室，3、碱回收均相离子交换膜，4、夹紧板，5、废碱液进口，6、水进口，7、残碱出口，8、回收碱出口，9、菱形网隔板。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1-图3，本实施例一种碱回收用均相离子交换膜组件，包括碱回收膜堆，所述碱回收膜堆包括至少一张碱回收均相离子交换膜3和两张菱形网隔板9，所述均相离子交换膜为碱回收膜，具有良好的离子选择透过性和优异的耐碱性，所述菱形网隔板9包括隔板框和固定连接在隔板框内壁的菱形网，所述菱形网隔板9位于均相离子交换膜两侧，两侧的菱形网分别与均相离子交换膜之间形成料液室1回收室2，所述均相离子交换膜的数量为1～1200张，所述菱形网隔板9的数量为均相离子交换膜数量N+1张，所述菱形网隔板9交错设置在均相离子交换膜之间，优选地，所述均相离子交换膜的数量为3张，所述菱形网隔板9的数量为4张，所述菱形网隔板9为长方形，菱形网隔板9两端有偶数个布水器，两端的布水器呈中心对称而非轴对称，所述均相离子交换膜对应布水器的位置设有通孔。具有更加的流通性。所述料液室1和回收室2之间通过离子交换膜形成选择性离子通道，所述料液室1菱形网隔板9的厚度大于回收室2菱形网隔板9的厚度，碱回收膜堆的两侧还设有夹紧板4，两侧的夹紧板4通过螺杆相互连接将碱回收膜堆紧紧夹住，料液室1实用的隔板要比回收室2厚，可有效的提高清洗效率，防止废碱在组件内部结垢，防止组件被堵。

本实施例中，所述菱形网中的格网呈棱形状，所述料液室1菱形网隔板9 的厚度为0.9mm～1.0mm，所述回收室2菱形网隔板9的厚度为0.6mm～0.7 mm，优选地，所述料液室1菱形网隔板9的厚度为1.0mm，所述回收室2菱形网隔板9的厚度为0.7mm。由于废碱液是先进入料液室1再流入回收室2，在料液室1和回收室2的菱形网隔板9一样厚时，废碱液流量较大时容易堆积造成堵塞，将菱形网隔板9的厚度设置一大一小，增加料液室1的容量放置堆积堵塞。

本实施例中，所述夹紧板4为长方体设置，优选地，夹紧板4为PVC材料制成，所述夹紧板4上设置有废碱进口5和残碱出口7直接连接料液室1，水进口6和回收碱出口8为直接连接回收室2，对应的进出口上设置有管件，对应的进出口不位于同一夹紧板4上，所述废碱进口5和水进口6位于同一夹紧板4上，并且废碱进口5和水进口6呈中心对称而非轴对称，所述废碱进口5和水进口6分别位于该夹紧板4对称的短边侧壁上，且输出方向相反，所述残碱出口7和回收碱出口8设置同一夹紧板4上，并且残碱出口7和回收碱出口8呈中心对称而非轴对称，所述残碱出口7和回收碱出口8分别位于该夹紧板4对称的短边侧壁上，且输出方向相反，方便连接外部设备。

本实施例中，所述碱回收均相离子交换膜3的厚度<50微米，面电阻<1.5 Ω·cm2，迁移数>90％。

在具体使用时，废碱液通过废碱进口5引入由下而上碱回收组件料液室1 中，废碱液的流量通过蠕动泵来控制。同时，将水进口6通过管件连接外部水源，水通过水进口6引入由上而下碱回收组件回收室2中，水的流量通过外部水源上的蠕动泵来控制。在碱回收组件中，料液室1中的废碱液和回收室2中的水形成一定的浓度差，在浓度梯度的作用下废碱液中的阳离子(Na⁺)可以通过碱回收均相离子交换膜3中的离子通道，而阴离子将被碱回收均相离子交换膜3排斥和分子量较大的有机物会被截留，使回收室2中的阳离子增加回收液中电荷不平衡，在电荷梯度作用下，料液室1中的阴离子OH^-具有电荷少和水合半径小，可优先通过碱回收均相离子交换膜3，使回收室2中的碱含量越来越高，从而实现碱的回收，然后回收室2中的碱通过回收碱出口8引出碱回收组件，回收得到的碱可再循环使用，料液室1中的残液通过残碱出口7引出碱回收组件，所述膜堆中的菱形网隔板9主要用于实现均相离子交换膜的分离，以形成料液室1和回收室2，所述膜堆中料液室1用的均是厚度为1mm的菱形网隔板9，回收室2用的均是厚度为0.7mm的菱形网隔板9，这样能够有效的防止料液沉积在组件内部。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims

1.一种碱回收用均相离子交换膜组件，其特征在于，包括碱回收膜堆，所述碱回收膜堆包括至少一张碱回收均相离子交换膜和两张菱形网隔板，所述菱形网隔板包括隔板框和固定连接在隔板框内壁的菱形网，所述菱形网隔板位于均相离子交换膜两侧，两侧的菱形网分别与均相离子交换膜之间形成料液室回收室，所述料液室和回收室之间通过离子交换膜形成选择性离子通道，所述料液室菱形网隔板的厚度大于回收室菱形网隔板的厚度，碱回收膜堆的两侧还设有夹紧板。

2.根据权利要求1所述的一种碱回收用均相离子交换膜组件，其特征在于，所述料液室菱形网隔板的厚度为0.9mm～1.0mm，所述回收室菱形网隔板的厚度为0.6mm～0.7mm。

3.根据权利要求1所述的一种碱回收用均相离子交换膜组件，其特征在于，所述均相离子交换膜为碱回收膜。

4.根据权利要求1所述的一种碱回收用均相离子交换膜组件，其特征在于，所述夹紧板上设置有废碱进口和残碱出口直接连接料液室，水进口和回收碱出口为直接连接回收室，对应的进出口上设置有管件。

5.根据权利要求1所述的一种碱回收用均相离子交换膜组件，其特征在于,所述均相离子交换膜的数量为1～1200张，所述菱形网隔板交错设置在均相离子交换膜之间。

6.根据权利要求1所述的一种碱回收用均相离子交换膜组件，其特征在于，所述菱形网隔板为长方形，菱形网隔板两端有偶数个布水器，两端的布水器呈中心对称而非轴对称，所述均相离子交换膜对应布水器的位置设有通孔。