CN213253847U

CN213253847U - 一种膜浓缩设备

Info

Publication number: CN213253847U
Application number: CN202021830424.8U
Authority: CN
Inventors: 朱振榕; 陈忠杰; 陈西路; 郑喜韩
Original assignee: Xiamen Zhanghua Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Xiamen Zhanghua Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-27
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2021-05-25
Anticipated expiration: 2030-08-27

Abstract

本实用新型公开了一种膜浓缩设备，包括依次连接的预处理系统、缓冲罐、输料泵、保安过滤系统、高压泵、纳滤系统和浓液罐，高压泵的出液口通过浓缩液收集管与浓液罐相连。纳滤系统包括若干组纳滤膜堆，纳滤膜堆的进液口、浓缩液出口分别通过进液管、浓缩液排放管与浓缩液收集管相连，纳滤膜堆的透析液出口通过透析液排放管与透析液收集管相连，进液管上设有循环泵。浓缩液收集管在与每一组纳滤膜堆的进液管连接处和浓缩液排放管连接处之间分别设有流量调节阀。浓缩液收集管在纳滤系统后端设有与其相连通的循环管，循环管与缓冲罐相连。本膜浓缩设备用于取代目前生产工艺中的多效蒸发浓缩系统，可降低生产耗能，并提升产品质量和产品收率。

Description

一种膜浓缩设备

技术领域

本实用新型涉及膜浓缩技术领域，特别涉及一种膜浓缩设备。

背景技术

现有技术中，针对大豆多糖溶液的浓缩处理通常是采用多效蒸发系统来实现，但是多效蒸发系统具有整体处理设备庞大、生产能耗较高、投资及运行费用高的缺点，同时，利用多效蒸发系统所浓缩出的浓缩液产品质量不高，产品收率低。

实用新型内容

针对背景技术中所提出的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种能够降低生产能耗并可以提升产品质量和产品收率的膜浓缩设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种膜浓缩设备，包括通过管道依次连接的预处理系统、缓冲罐、输料泵、保安过滤系统、高压泵、纳滤系统和浓液罐。所述高压泵的出液口通过浓缩液收集管与所述浓液罐相连。所述的纳滤系统包括若干组纳滤膜堆，所述纳滤膜堆的进液口、浓缩液出口分别通过进液管、浓缩液排放管与所述浓缩液收集管相连，纳滤膜堆的透析液出口通过透析液排放管与透析液收集管相连，所述的进液管上设有循环泵。所述的浓缩液收集管在与每一组纳滤膜堆的进液管连接处和浓缩液排放管连接处之间分别设有流量调节阀。浓缩液收集管在所述纳滤系统的后端设有与其相连通的循环管，所述循环管与所述缓冲罐相连，循环管上设有流量调节阀。

进一步地，所述的预处理系统包括通过管道依次连接的三级沉降罐、供料泵、换热器和精密过滤系统，所述的三级沉降罐与原料液管相连，所述精密过滤系统的出液端与所述缓冲罐管道相连。

其中，所述的精密过滤系统包括相互并联的至少两组过滤组件，所述的过滤组件由至少两条相互并联的第一过滤管道组成，第一过滤管道上安装有单袋式过滤器。

优选地，所述单袋过滤器的过滤精度≤5μm。

进一步地，还包括清洗系统，所述的清洗系统包括清洗罐和清洗泵，所述清洗罐的进液端分别与工艺水进水管及热水进水管相连，清洗罐底部连接有排污管。所述清洗泵的进液端与清洗罐相连，出液端分别连接有第一支路和第二支路。所述的第一支路与供料泵及换热器之间的管路相连通，所述的第二支路与输料泵及保安过滤系统之间的管路相连通。第一支路和第二支路上分别设有流量调节阀。

进一步地，所述的透析液收集管与所述清洗罐相连，所述的循环管上设有与其相连通的第三支路，所述的第三支路与所述清洗罐相连。

进一步地，所述的保安过滤系统包括至少两条相互并联的第二过滤管道，第二过滤管道上安装有保安过滤器。

优选地，所述保安过滤器的过滤精度≤5μm。

进一步地，为了能够实时了解透析液的浓度，所述的透析液排放管和透析液收集管上分别连接有取样管，所述的取样管上安装有取样阀。

优选地，所述的纳滤膜堆内设有3～5支膜外管，每一支膜外管内设置有4～8支膜芯，所述膜芯的直径为6～8英寸。

本实用新型具有如下有益效果：

1、料液进入连续膜浓缩设备，通过连续进、出料，系统恒压运行模式或恒浓缩倍数设计来确保浓缩液浓度的平稳性，便于上、下工段的稳定运行。

2、系统采用连续方式设计后，浓缩液不再返回原料罐，减小原料罐体积，同时采用小流量加高压、大流量循环运行模式，缩短料液在系统中的循环时间，降低原液中大豆多糖成分的损失，同时系统采用高流量、低扬程循环模式也降低泵耗。

3、系统设计方式为连续，可以根据前工段原液因时间不同导致的浓度差异，来调节浓缩比，以得到持续稳定的出料浓度，因此在后工艺操作上也很平稳。

4、系统设计采用全自动控制系统——自动开关阀和比例调节阀、现场检测传感等以至于系统的逻辑安全性强，同时设计有安全保护：高、低压；高、低温等系统保护，避免了人为操作失误。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图。

主要组件符号说明：10、原料液管；11、三级沉降罐；12、供料泵；13、换热器；14、第一过滤管道；15、单袋式过滤器；2、缓冲罐；3、输料泵；40、第二过滤管道；41、保安过滤器；5、高压泵；50、浓缩液收集管；51、循环管；510、第三支路；60、纳滤膜堆；601、进液管；602、浓缩液排放管；603、透析液排放管；604、透析液收集管；605、取样管；606、取样阀；607、循环泵；7、浓液罐；81、清洗罐；82、清洗泵；801、工艺水进水管；802、热水进水管；803、排污管；804、第一支路；805、第二支路；9、流量调节阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种膜浓缩设备，包括预处理系统、缓冲罐2、输料泵3、保安过滤系统、高压泵5、纳滤系统、浓液罐7和清洗系统。预处理系统、缓冲罐2、输料泵3、保安过滤系统、高压泵5、纳滤系统和浓液罐7通过管道依次连接。本系统中，所有物料接触的不锈钢表面均为AISI304材质。保安过滤系统包括至少两条相互并联的第二过滤管道40，第二过滤管道40上安装有过滤精度为5μm的保安过滤器41。

预处理系统包括通过管道依次连接的三级沉降罐11、供料泵12、换热器13和精密过滤系统，三级沉降罐11与原料液管10相连，精密过滤系统的出液端与缓冲罐2管道相连。精密过滤系统包括相互并联的至少两组过滤组件，过滤组件由至少两条相互并联的第一过滤管道14组成，第一过滤管道14上安装有过滤精度为5μm的单袋式过滤器15。

高压泵5的出液口通过浓缩液收集管50与浓液罐7相连。纳滤系统包括若干组纳滤膜堆60，纳滤膜堆60内设有三支膜外管，每一支膜外管内设置有五支膜芯，膜芯的直径为8英寸，膜芯型号HP8040C，为耐高温(70℃，热消毒可达80℃)的复合卷式膜，流道间距为46mil。纳滤膜堆60的进液口、浓缩液出口分别通过进液管601、浓缩液排放管602与浓缩液收集管50相连。纳滤膜堆60的透析液出口通过透析液排放管603与透析液收集管604相连，透析液排放管603和透析液收集管604上分别连接有取样管605，取样管605上安装有取样阀606，进液管601上设有循环泵607。浓缩液收集管50在与每一组纳滤膜堆60的进液管601连接处和浓缩液排放管602连接处之间分别设有流量调节阀9。浓缩液收集管50在纳滤系统的后端设有与其相连通的循环管51，循环管51与缓冲罐2相连，循环管51上设有流量调节阀9。

清洗系统包括清洗罐81和清洗泵82，清洗罐81的进液端分别与工艺水进水管801及热水进水管802相连，清洗罐81底部连接有排污管803。透析液收集管404与清洗罐81相连，循环管51上设有与其相连通的第三支路510，第三支路510与清洗罐81相连。清洗泵82的进液端与清洗罐81相连，出液端分别连接有第一支路804和第二支路805。第一支路804与供料泵12及换热器13之间的管路相连通，第二支路805与输料泵3及保安过滤系统之间的管路相连通。第一支路804和第二支路805上分别设有流量调节阀9。

本实用新型的膜浓缩设备设计采用连续式运行方式：来自上工段大豆多糖溶液经列管式换热器13调节到适合进膜的温度(60-65℃)，再经过精密过滤系统预处理，通过输料泵3供料、保安过滤器、高压泵5提升工作压力、公共输料管路等部件将料液直接输送到多个纳滤膜堆60内进行脱水分离，各个膜堆则通过公共管路有机联结起来，料液在多个纳滤膜堆60之间流动并逐级浓缩，经过浓缩后，膜系统出口处浓缩液达到设计的浓缩倍数(或设计终点浓度)，直接进入浓液罐7中，该系统为连续式运行模式，浓缩液在运行中不返回原料罐——即一边进料，一边出浓度达到设计要求的浓缩液到下工段，纳滤膜透析出来的水做它用。在该系统设计中，每个膜堆是等同的：循环泵、膜外管数量、膜芯数量及排列方式、控制及检测元件等是等同的，膜的浓缩液出口采用比例调节阀，设定系统浓缩比，系统自动运行。

料液进入膜浓缩设备被连续的浓缩和透析，生产过程将通过控制系统进行自动化操作。料液通过连续的膜堆不断被浓缩，直到经过最后一个膜堆达到所需的组分浓度情况。浓缩液将按照预先设定的浓缩水平不断从系统中排出；透析产出清液同时不断排出系统。

膜浓缩后的溶液进入后续离心或喷雾干燥工序，得到优质成品；膜透析产出的清液可进入回收水池，用于前提取工序补给水用，使得整体工序完全闭环，达到清洁生产及节能增效目标。

根据客户需求及系统工艺设计，采用膜浓缩设备可取代目前使用的多效蒸发工艺，并可能去除离心分离工艺步骤，为客户大量节约蒸汽能源，预估的经济效益如下：

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种膜浓缩设备，其特征在于：包括通过管道依次连接的预处理系统、缓冲罐、输料泵、保安过滤系统、高压泵、纳滤系统和浓液罐，所述高压泵的出液口通过浓缩液收集管与所述浓液罐相连，所述的纳滤系统包括若干组纳滤膜堆，所述纳滤膜堆的进液口、浓缩液出口分别通过进液管、浓缩液排放管与所述浓缩液收集管相连，纳滤膜堆的透析液出口通过透析液排放管与透析液收集管相连，所述的进液管上设有循环泵，所述的浓缩液收集管在与每一组纳滤膜堆的进液管连接处和浓缩液排放管连接处之间分别设有流量调节阀，浓缩液收集管在所述纳滤系统的后端设有与其相连通的循环管，所述循环管与所述缓冲罐相连，循环管上设有流量调节阀。

2.如权利要求1所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述的预处理系统包括通过管道依次连接的三级沉降罐、供料泵、换热器和精密过滤系统，所述的三级沉降罐与原料液管相连，所述精密过滤系统的出液端与所述缓冲罐管道相连。

3.如权利要求2所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述的精密过滤系统包括相互并联的至少两组过滤组件，所述的过滤组件由至少两条相互并联的第一过滤管道组成，第一过滤管道上安装有单袋式过滤器。

4.如权利要求3所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述单袋式过滤器的过滤精度≤5μm。

5.如权利要求2所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：还包括清洗系统，所述的清洗系统包括清洗罐和清洗泵，所述清洗罐的进液端分别与工艺水进水管及热水进水管相连，清洗罐底部连接有排污管，所述清洗泵的进液端与清洗罐相连，出液端分别连接有第一支路和第二支路，所述的第一支路与供料泵及换热器之间的管路相连通，所述的第二支路与输料泵及保安过滤系统之间的管路相连通，第一支路和第二支路上分别设有流量调节阀。

6.如权利要求5所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述的透析液收集管与所述清洗罐相连，所述的循环管上设有与其相连通的第三支路，所述的第三支路与所述清洗罐相连。

7.如权利要求1所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述的保安过滤系统包括至少两条相互并联的第二过滤管道，第二过滤管道上安装有保安过滤器。

8.如权利要求7所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述保安过滤器的过滤精度≤5μm。

9.如权利要求1所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述的透析液排放管和透析液收集管上分别连接有取样管，所述的取样管上安装有取样阀。

10.如权利要求1-9中任一项所述的一种膜浓缩设备，其特征在于：所述的纳滤膜堆内设有3～5支膜外管，每一支膜外管内设置有4～8支膜芯，所述膜芯的直径为6～8英寸。