CN219259652U - 一种聚合用eg循环回用装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种聚合用EG循环回用装置，属于以化学或物理方法进行分离的装置技术领域。包括膜池、产水机构、产水箱、反洗机构和曝气机构；本申请装置简单，大大降低了运行成本，固体物去除98%以上，能耗可降低至精馏塔的90%。

Description

一种聚合用EG循环回用装置

技术领域

本申请涉及一种聚合用EG循环回用装置，属于以化学或物理方法进行分离的装置技术领域。

背景技术

在聚合和增粘过程中，由于反应温度(260℃以上)远高于EG沸点(197.3℃)，大量的EG挥发，该过程带走反应中许多PTA和小分子产物，里面的固体物含量在0.1～1％不等，导致回用时的EG呈现浑浊状态，直接聚合回用有可能会对聚合质量产生一定影响。

针对乙二醇(EG)作为原料在会发、冷凝等过程中混入PTA及小分子产物等导致的回用生产缺陷，现有的EG回用多采用蒸馏塔方式，如CN205287671U，借助于精馏实现杂质的分离，该方式虽然实现了EG的纯化，但成本高，精馏过程的工艺设备较为复杂，不仅需要消耗大量的热量、水蒸气等，能耗大，还需要建立精馏塔等大型设备，投资成本高，性价比不高。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种聚合用EG循环回用装置，不仅实现EG的高效回收与纯化，还有效降低了能耗。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种聚合用EG循环回用装置，包括膜池、产水机构、产水箱、反洗机构和曝气机构，所述膜池顶部开口，膜池内设置有多个膜架，膜架沿膜池中水流方向设置，每个膜架上均安装有中空纤维膜，中空纤维膜与膜池中水流方向垂直；

曝气机构设置于膜池底部，使膜池内处于曝气状态，使膜单元处于曝气状态，以便进行产水、反洗以及离线清洗；

膜池与产水箱通过出水管连接，并在出水管管路上设置产水泵；

所述产水机构包括供水泵和供水管，将二沉池的水送入膜池，二沉池出水向膜池内补水至没过膜架，先开启产水相关阀门后，再开启产水泵进行制水；

所述反洗机构包括反洗泵和反洗管，反洗管连接于产水箱与膜池的膜架之间，反洗泵设置于反洗管管路上，用于对膜表面形成污染进行反洗。

上述装置借助于膜架、膜架上安装的中空纤维膜形成过滤单元，配合曝气机构，实现对二沉池出水的过滤与预处理过程；同时针对膜池还配套设置有反洗机构，对膜架进行清洗，实现整个装置的多次循环利用。在上述循环回用过程中，能量方面主要消耗在泵机和曝气机构上，相比精馏工艺，能耗可以降低90％以上；在设备投入上则主要是中空纤维膜、泵机、机箱等，不论是运行成本还是能耗均较低。

进一步的，作为优选：

所述出水管上设置有压力变送器。

还包括有风机，风机与膜架之间设置有风管，风管管路上设置阀门，配合反洗机构对膜架上的中空纤维膜进行气水冲洗。

所述曝气机构包括曝气管和电磁空气泵，膜架底部设置穿孔板，曝气管穿过穿孔板上的孔对膜池进行曝气，更优选的，所述电磁空气泵还配套设置有电频器，用于调节曝气管的风量。

所述反洗管包括泵前管和泵后管，泵后管连接于反洗泵与膜池之间，泵前管为钢丝软管，连接于反洗泵与产水箱之间。

所述中空纤维膜为聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜或丙烯腈(PAN)纳滤膜。更优选的，所述膜孔径为0.08-1.0um。更优选的，所述膜孔径为0.08-0.2um。

本申请装置简单，大大降低了运行成本；成本和能耗小，与精馏方式相比，能耗可降低90％以上。将上述装置用于聚合过程的EG循环回用，不仅实现了EG的有效利用，与现有精馏方式的回用相比，带入杂质更少，反映在后续产品上则表现为对应的聚酯工业丝强度提高5-10％。

附图说明

图1为本申请的整体结构示意图；

图2为本申请中膜池的正面结构示意图；

图3为本申请中膜池的侧面结构示意图；

图4为本申请中膜池的俯视状态示意图；

图5为本申请的流体运行路线图。

图中标号：1.膜池；11.膜架；12.中空纤维膜；13.穿孔板；14.溢流管；15.电磁空气泵；151.曝气管；2.供水管；21.供水泵；3.产水箱；31.出水管；32.产水泵；33.出水阀；34.压力变送器一；35.流量表；4.反洗管；4a.泵后管；4b.泵前管；41.反洗泵；42.反洗阀；43.压力变送器二；5.风管；51.风机；52.供风阀。

具体实施方式

实施例1

本实施例一种聚合用EG循环回用装置，结合图1，包括膜池1、产水机构、产水箱3、反洗机构和曝气机构。

膜池1顶部开口，膜池1内设置有多个膜架11，膜架11沿膜池1中水流方向设置，每个膜架11上均安装有中空纤维膜12，中空纤维膜12与膜池1中水流方向垂直。

产水机构包括供水泵21和供水管2，将二沉池(图中未示出)的水送入膜池1，二沉池出水向膜池1内补水至没过膜架11。

膜池1与产水箱3通过出水管31连接，出水管31管路上设置产水泵32和出水阀33，并在出水阀33前方配套设置压力变送器一34、产水泵32后方设置流量表35，分别控制出水压力和出水流量。

反洗机构包括反洗管4，反洗管4连接于产水箱3与膜池1的膜架11之间，反洗管4的管路上设置反洗泵41、反洗阀42以及压力变送器二43，将产水箱3的水送至膜架11处，对膜表面形成污染进行反洗。

曝气机构设置于膜池1底部，使膜池1内处于曝气状态，使膜单元(膜架11和中空纤维膜12)处于曝气状态，以便进行产水、反洗以及离线清洗。

上述装置借助于膜架11、膜架11上安装的中空纤维膜12形成过滤膜单元，配合曝气机构，实现对二沉池出水的过滤与预处理过程；同时针对膜池1还配套设置有反洗机构，对膜架11上的中空纤维膜12进行清洗，实现整个装置的多次循环利用。在上述循环回用过程中，能量方面主要消耗在泵机和曝气机构上，相比精馏工艺，能耗可以降低90％以上；在设备投入上则主要是中空纤维膜、泵机、机箱等，不论是运行成本还是能耗均较低。

上述方案中，膜池1的主体主要由钢板焊接而成，膜池1尺寸为1.5*1.01*0.95m³，有效容积为1.3-1.4m³，膜池1中有四帘中空纤维膜12，单膜有效过滤面积为11m²，总过滤面积为44m²。主要通过泵负压抽吸进行产水，出水管31的管路上装设压力变送器一34用以监测压力，流量计35为电磁流量计，压力变送器一34与PLC信号连接，并依靠PLC控制来实现压力的监测。

上述装置进行EG循环回用时，结合图5，主要包括产水、停歇、反洗和离线清洗：(1)产水：二沉池出水向膜池1内补水至没过膜架11，先开启产水相关阀门后，再开启产水泵35进行制水。连续制水8min后进入停歇阶段。在整个步序过程中，膜单元保持连续曝气。

(2)停歇：膜系统产水8min后，停歇2min。此时系统先关闭产水泵35，再关闭其他相关阀门，保持膜单元处于连续曝气状态。

(3)反洗：当膜系统运行一段时间后，膜表面形成污染，此时需要进行反洗，本案例设计运行24个周期后(单次产水8min，停歇2min为1周期)进行水反洗。反洗过程具体为：先关闭产水泵35，再关闭相关阀门，之后开启反洗阀42，再开启反洗泵41，以产水箱3中的膜产水进行反洗。反洗过程中膜单元保持曝气状态。

(4)离线清洗：为降低多个产水周期所累计的膜污染，设定产水负压低于-35KPa后进行离线清洗，步骤如下：

①停止试验设备，排尽设备内混合液，卸开出水管31及曝气机构，利用行车将膜架11吊离试验设备；

②使用清洗冲洗及手工搓洗方式，清理中空纤维膜12及膜架11上的积泥，再用清水冲洗试验设备内壁；

③将膜架11吊回试验设备，加入干净水，依次投入浓度为2000ppm的次氯酸钠和1500ppm的氢氧化钠，开启曝气机构进行化学离线清洗，时间不超过24小时；

④清洗完成后排尽设备内清洗液，检查清洗效果后，重新注入生化产水进行试验。

以采用孔径为0.5um的聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜作为中空纤维膜时为例，过滤20次，通量衰减＜2％，反洗后膜渗透通量恢复率＞99％，抗污染能力好；成本在100元/m²。日处理量100t需要2500m²左右的膜，两套组件价格在60万以内。

采用成本更低、性能更好的聚丙烯腈(PAN)纳滤膜，也有明显滤除效果。

实施例2

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于：结合图1，还包括有风机51，风机51与膜架11之间设置有风管5，风管5的管路上设置供风阀52，风管5连通至膜架11底部供气，配合反洗泵41和反洗管4等的供水，对膜架11上的中空纤维膜12进行气水冲洗。

风机51的风量通过变频器(图中未示出)来调节，并采用涡街流量计测量。

实施例3

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于：结合图2、图3和图4，曝气机构包括曝气管151和电磁空气泵15，每个电磁空气泵15配置四根曝气管151，曝气管151长度为620mm，膜池1底部设置穿孔板13，曝气管151穿过穿孔板13上的孔对膜池11进行穿孔管曝气。

在使用过程中，电磁空气泵15还配套设置有电频器(图中未示出)，用于调节曝气管151的风量。

实施例4

本实施例与实施例1的设置相同，区别在于：结合图1，反洗管4包括泵前管4b和泵后管4a，泵后管4a连接于反洗泵41与膜池1之间，泵前管4b为钢丝软管，连接于反洗泵41与产水箱3之间。

上述装置结构简单，运行成本低；成本和能耗小，与精馏方式相比，能耗可降低90％以上。将上述装置用于聚合过程的EG循环回用，不仅实现了EG的有效利用，与现有精馏方式的回用相比，带入杂质更少，反映在后续产品上则表现为对应的聚酯工业丝强度提高5-10％。

替换为表1所示的三种不同过滤精度的中空纤维膜进行循环回用，并采用哈希2100Q浊度仪测定EG原料液膜过滤前后水样浊度，结果如表1所示。

表1过滤效果对照表

过滤精度	0.20μm	0.10μm	＜0.08μm
				产水物理性状	澄清透明	澄清透明	澄清透明
原水浊度(NTU)	767	767	767
				产水浊度(NTU)	0.16	0.12	0.10
浊度去除率	99.98％	99.98％	99.99％

。

通过上表可以看出：原液非常浑浊，不透光；采用0.08-0.2μm的中空纤维膜进行过滤时，可以实现很好的过滤除杂效果，产水均澄清透明，与纯EG基本一致；产水浊度基本在0.1NTU附近，浊度去除率达到99.9％以上，可处理掉98％以上的固体物；原液吸光度为4.4-4.8，过滤液吸光度为0.1-0.3，纯EG为0.05。

Claims (10)

1.一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：包括膜池、产水机构、产水箱、反洗机构和曝气机构，

所述膜池顶部开口，膜池内设置有多个膜架，膜架沿膜池中水流方向设置，每个膜架上均安装有中空纤维膜，中空纤维膜与膜池中水流方向垂直；

曝气机构设置于膜池底部，使膜池内处于曝气状态，使膜单元处于曝气状态，以便进行产水、反洗以及离线清洗；

膜池与产水箱通过出水管连接，并在出水管管路上设置产水泵；

所述产水机构包括供水泵和供水管；

所述反洗机构包括反洗泵和反洗管，反洗管连接于产水箱与膜池的膜架之间，反洗泵设置于反洗管管路上，用于对膜表面形成污染进行反洗。

2.根据权利要求1所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述出水管上设置有压力变送器和流量计。

3.根据权利要求1所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述反洗管上设置压流变送器。

4.根据权利要求1所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述曝气机构包括曝气管和电磁空气泵，膜架底部设置穿孔板，曝气管穿过穿孔板上的孔对膜池进行曝气。

5.根据权利要求4所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述电磁空气泵还配套设置有电频器，用于调节曝气管的风量。

6.根据权利要求1所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述反洗管包括泵前管和泵后管，泵后管连接于反洗泵与膜池之间，泵前管为钢丝软管，连接于反洗泵与产水箱之间。

7.根据权利要求1所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述中空纤维膜为聚偏氟乙烯微滤膜或丙烯腈纳滤膜。

8.根据权利要求7所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述中空纤维膜的膜孔径为0.08-1.0um。

9.根据权利要求7所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：所述中空纤维膜的膜孔径为0.08-0.2um。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种聚合用EG循环回用装置，其特征在于：还包括有风机，风机与膜架之间设置有风管，风管管路上设置阀门和涡接流量计，配合反洗机构对膜架上的中空纤维膜进行气水冲洗。

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