CN219752008U - 一种抗污染结垢的废盐液利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种抗污染结垢的废盐液利用装置，属于废盐资源化处理技术领域。该装置包括电解装置、盐液罐、酸液罐和碱液罐，所述电解装置包括阳极板、阴极板以及在阳极板和阴极板之间设置的至少一组电解反应单元，每组所述电解反应单元包括依次间隔设置的阳极侧混合基质型双极膜、复合阴离子交换膜、复合阳离子交换膜和阴极侧混合基质型双极膜。本实用新型装置处理废盐液后得到净化的酸和碱，高效去除废盐液中污染物的同时将盐转化为酸和碱，实现废盐液的高值化利用，并且装置中混合基质型双极膜与复合离子交换膜抗污染性能好，解决废盐液处理难度大、高值化利用率低及装置运行不稳定等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及废盐资源化处理技术领域，具体涉及一种抗污染结垢的废盐液利用装置。
背景技术
在煤化工、精细化工等行业每年均会产生大量的工业废盐，废盐中除了可溶性盐之外还有重金属、硅化合物及有机物等，这些废盐如果当作危废处理不仅浪费盐资源，而且还需承担废盐处置费用。因此，对工业生产中产生的废盐进行资源化处理，将废盐净化除杂后回用于化工生产或制造纯碱、烧碱等更高价值的工业产品，实现废盐循环利用，具有良好的经济效益和社会效益。
目前，处理废盐或废盐液主要采用焚烧、热解、离子交换、高温热氧化及蒸发结晶等技术，但目前仍存在工艺不成熟、杂质去除效率低且不稳定、产品品质较差或附加值不高、处理成本高等问题。不断增长的工业废盐量已成为相关企业发展的最大瓶颈。近年来膜集成技术在高盐废水资源化项目中虽然已有部分应用，但在高盐条件下处理工艺稳定性、分离膜结垢污堵、杂质富集问题、装置的耐污染性能等限制其大规模应用推广。因此，如何高效低成本地提高废盐资源化处理效率及废盐高值化利用率、增强处理装置抗污染性、降低处理成本、提升产品品质及装置稳定性是当前亟需解决的关键问题。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提出一种抗污染结垢的废盐液利用装置，该装置对废盐液高值化处理效率高，抗污染结垢性能好，解决废盐液处理难度大、装置运行不稳定等问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
本实用新型提供一种抗污染结垢的废盐液利用装置，包括电解装置、盐液罐、酸液罐和碱液罐；所述电解装置包括阳极板、阴极板以及在阳极板和阴极板之间设置的至少一组电解反应单元，所述电解反应单元包括依次间隔设置的阳极侧混合基质型双极膜、复合阴离子交换膜、复合阳离子交换膜和阴极侧混合基质型双极膜，所述阳极侧混合基质型双极膜靠近阳极板设置，所述阴极侧混合基质型双极膜靠近阴极板设置；所述阳极侧混合基质型双极膜与复合阴离子交换膜之间为酸液室，所述复合阴离子交换膜与复合阳离子交换膜之间为盐液室，所述复合阳离子交换膜与阴极侧混合基质型双极膜之间为碱液室；所述酸液室与所述酸液罐连接，所述盐液室与所述盐液罐连接，所述碱液室与所述碱液罐连接；
所述复合阴离子交换膜由依次堆叠的阴离子交换膜层、第一粘结层、网状合金极板、第一聚合物膜层组成；所述复合阳离子交换膜由依次堆叠的阳离子交换膜层、第二粘结层、网状钢极板、第三粘结层、聚合物层和第二聚合物膜层组成。
可选地，所述阳极侧混合基质型双极膜与所述复合阴离子交换膜之间设有第一隔网，所述复合阴离子交换膜与所述复合阳离子交换膜之间设有第二隔网，所述复合阳离子交换膜与所述阴极侧混合基质型双极膜之间设有第三隔网。
可选地，所述复合阴离子交换膜中的所述阴离子交换膜层靠近所述阳极侧混合基质型双极膜设置，所述复合阳离子交换膜中的所述阳离子交换膜层靠近所述阴极侧混合基质型双极膜设置。
可选地，所述阴离子交换膜层为胺化聚苯醚膜层，所述第一粘结层为具有烷氧基侧链的咪唑类阳离子型聚离子液体形成的膜层，所述网状合金极板为网状铝基合金极板，所述第一聚合物膜层为甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物膜层。
可选地，所述阳离子交换膜层为磺化聚醚醚酮膜层，所述第二粘结层和所述第三粘结层均为具有烷氧基侧链的咪唑类阳离子型聚离子液体形成的膜层，所述网状钢极板为网状不锈钢极板，所述聚合物层由聚乙烯亚胺膜层和聚哌嗪酰胺聚合物膜层堆叠组成，所述第二聚合物膜层为甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物膜层。
可选地，所述第一粘结层占所述网状合金极板的面积为1％-5％，所述第二粘结层占所述网状钢极板的面积为1％-5％，所述第三粘结层占所述网状钢极板的面积为1％-5％，所述阴离子交换膜层和所述阳离子交换膜层的厚度均为0.1-0.2mm，所述第一聚合物膜层和所述第二聚合物膜层的厚度为0.05-0.15mm，所述聚合物层的厚度为0.1-0.3mm。
可选地，所述酸液室与所述酸液罐之间设有第一泵，所述碱液室与所述碱液罐之间设有第二泵，所述盐液室与所述盐液罐之间设有第四泵。
可选地，所述酸液室还与第一纯水罐连接，所述碱液室还与第二纯水罐连接。
可选地，所述酸液室与所述第一纯水罐之间设有第三泵，所述碱液室与所述第二纯水罐之间设有第五泵。
可选地，所述阳极板和所述阴极板分别外接至电源的正极和负极。
(三)有益效果
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的抗污染结垢的废盐液高值化利用装置，电解装置中的酸液室、盐液室和碱液室分别外接酸液罐、盐液罐和碱液罐，并且酸液室和碱液室还与外部的纯水罐连接。通过泵可以自动化的将各个罐体中的液体泵入相应的极室。盐液进入盐液室后，在高效去除废盐液中污染物的同时将盐转化为价值更高的酸和碱，实现了废盐液的高值化利用。本实用新型的废盐液利用装置可以是一组电解反应单元，也可以是多组电解反应单元串联设置。本实用新型的装置中混合基质型双极膜与复合离子交换膜抗污染性能好，解决了现有技术存在的废盐液处理难度大、高值化利用率低及装置运行不稳定等问题。本实用新型的一种抗污染结垢的废盐液利用装置，适用于处理工业废盐中，该工业废盐中氯化钠含量≥90000mg/L，硅含量≥75mg/L，重金属含量≥56mg/L，COD含量≥180mg/L。
复合阴离子交换膜中，铝基合金极板相较于不锈钢板，改善了极板电化学性能，有效促进电极表面钝化膜的活化溶解，从而减少系统能耗并增加电极使用寿命，同时极板呈网状保证隔室间离子传递不受影响。网状铝基合金极板的第一粘结层可以有效防止阴离子交换膜层从合金极板上剥离。本实用新型在网状合金板上设置第一聚合物膜层，可有效防止废盐液中杂质对合金极板的污染。
复合阳离子交换膜中，网状不锈钢极板保证了隔室间离子传递不受影响。不锈钢极板的第二粘结层可以防止阳离子交换膜层从极板剥离，第三粘结层可以防止聚合物层从极板剥离。网状不锈钢极板上的聚合物层，能有效防止多价阳离子进入碱液室而导致结垢污堵。在聚合物层上设置第二聚合物膜层，可有效防止废盐液中杂质对不锈钢极板的污染。
本实用新型提供的抗污染结垢的废盐高值化利用装置对废盐液的处理效率及废盐高值化利用率高，在高值化处理废盐液的同时有效去除污染物，大幅提升产品品质，并且装置的抗污结垢性能强，防止因废盐液中杂质污染而导致的装置电流效率降低，从而有效降低装置处理能耗，提高装置处理稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例中的一种抗污染结垢的废盐液利用装置结构示意图。
图2为电解装置的透视图。
图3为复合阴离子交换膜结构示意图。
图4为复合阳离子交换膜结构示意图。
【附图标记说明】
1：电解装置；2：盐液罐；3：酸液罐；4：碱液罐；5：第一纯水罐；6：第二纯水罐；7：阳极板；8：阴极板；9：阳极侧混合基质型双极膜；10：复合阴离子交换膜；101：阴离子交换膜层；102：第一粘结层；103：网状合金极板；104：第一聚合物膜层；11：复合阳离子交换膜；111：阳离子交换膜层；112：第二粘结层；113：网状钢极板；114：第三粘结层；115：聚合物层；116：第二聚合物膜层；12：阴极侧混合基质型双极膜；13：酸液室；14：盐液室；15：碱液室；16：电源：17：第一泵；18：第二泵；19：第三泵；20：第四泵；21：第五泵；22：第一隔网；23：第二隔网；24：第三隔网。
具体实施方式
为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。虽然以下显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应该被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
下面具体描述本实用新型实施例提出的抗污染结垢的废盐高值化利用装置。
实施例1
如图1-图4所示，本实用新型实施例提出的抗污染结垢的废盐液高值化利用装置，包括电解装置1、盐液罐2、酸液罐3、碱液罐4；该电解装置1包括阳极板7、阴极板8以及在阳极板7和阴极板8之间设置的一组电解反应单元，该电解反应单元包括依次间隔设置的阳极侧混合基质型双极膜9、复合阴离子交换膜10、复合阳离子交换膜11和阴极侧混合基质型双极膜12，阳极侧混合基质型双极膜9靠近阳极板7设置，阴极侧混合基质型双极膜12靠近阴极板8设置；阳极侧混合基质型双极膜9与复合阴离子交换膜10之间为酸液室13，复合阴离子交换膜10与复合阳离子交换膜11之间为盐液室14，复合阳离子交换膜11与阴极侧混合基质型双极膜12之间为碱液室15；酸液室13与酸液罐3连接，盐液室14与盐液罐2连接，碱液室15与碱液罐4连接；
复合阴离子交换膜10由依次堆叠的阴离子交换膜层101、第一粘结层102、网状合金极板103、第一聚合物膜层104组成；复合阳离子交换膜11由依次堆叠的阳离子交换膜层111、第二粘结层112、网状钢极板113、第三粘结层114、聚合物层115和第二聚合物膜层116组成。
本实施例中，阳极侧混合基质型双极膜9与复合阴离子交换膜10之间设有第一隔网22，复合阴离子交换膜10与复合阳离子交换膜11之间设有第二隔网23，复合阳离子交换膜11与阴极侧混合基质型双极膜12之间设有第三隔网24。
本实施例中，复合阴离子交换膜10中的阴离子交换膜层101靠近阳极侧混合基质型双极膜9设置，复合阳离子交换膜11中的阳离子交换膜层111靠近阴极侧混合基质型双极膜12设置。
本实施例中，阴离子交换膜层101为胺化聚苯醚膜层，第一粘结层102为具有烷氧基侧链的咪唑类阳离子型聚离子液体形成的膜层，网状合金极板103为网状铝基合金极板，第一聚合物膜层104为甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物膜层。
本实施例中，阳离子交换膜层111为磺化聚醚醚酮膜层，第二粘结层112和第三粘结层114均为具有烷氧基侧链的咪唑类阳离子型聚离子液体形成的膜层，网状钢极板113为网状不锈钢极板，聚合物层115由聚乙烯亚胺膜层和聚哌嗪酰胺聚合物膜层堆叠组成，第二聚合物膜层116为甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物膜层。
该具有烷氧基侧链的咪唑类阳离子型聚离子液体可参见现有技术CN110699020A。本实用新型中各个层中的材料均为现有技术公开的，并非采用新方法和成的新材料。
本实施例中，第一粘结层102占网状合金极板103的面积为1％-5％，第二粘结层112占网状钢极板113的面积为1％-5％，第三粘结层114占网状钢极板113的面积为1％-5％，阴离子交换膜层101和阳离子交换膜层111的厚度均为0.1-0.2mm，第一聚合物膜层104和第二聚合物膜层116的厚度为0.05-0.15mm，聚合物层115的厚度为0.1-0.3mm。
本实施例中，酸液室13与酸液罐3之间设有第一泵17，碱液室15与碱液罐4之间设有第二泵18，盐液室14与盐液罐2之间设有第四泵20。
本实施例中，酸液室13还与第一纯水罐5连接，碱液室15还与第二纯水罐6连接。
本实施例中，酸液室13与第一纯水罐5之间设有第三泵19，碱液室15与第二纯水罐6之间设有第五泵21。
本实施例中，阳极板7和阴极板8分别外接至电源16的正极和负极。
参照图1-4，组装本实施例的抗污染结垢的废盐液高值化利用装置。采用含有氯化钠、硅、重金属、COD的废盐液注入盐液罐中，第一纯水罐和第二纯水罐中注入纯水。开启第二泵、第三泵和第四泵，使废盐液进入盐液室，纯水注入酸液室和碱液室，开启电源，装置运行。随着运行酸液室中酸含量增加，碱液室中碱含量增加。电流密度10mA/cm2，装置运行12h后，开启第一泵和第五泵，使酸液室中的酸收集到酸液罐中，碱液室中的碱收集到碱液罐中。随着酸和碱的收集，废盐液和纯水持续注入电解装置，实现持续电解。
需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，包括电解装置(1)、盐液罐(2)、酸液罐(3)和碱液罐(4)；所述电解装置(1)包括阳极板(7)、阴极板(8)以及在阳极板(7)和阴极板(8)之间设置的至少一组电解反应单元，每组所述电解反应单元包括依次间隔设置的阳极侧混合基质型双极膜(9)、复合阴离子交换膜(10)、复合阳离子交换膜(11)和阴极侧混合基质型双极膜(12)，所述阳极侧混合基质型双极膜(9)靠近阳极板(7)设置，所述阴极侧混合基质型双极膜(12)靠近阴极板(8)设置；所述阳极侧混合基质型双极膜(9)与复合阴离子交换膜(10)之间为酸液室(13)，所述复合阴离子交换膜(10)与复合阳离子交换膜(11)之间为盐液室(14)，所述复合阳离子交换膜(11)与阴极侧混合基质型双极膜(12)之间为碱液室(15)；所述酸液室(13)与所述酸液罐(3)连接，所述盐液室(14)与所述盐液罐(2)连接，所述碱液室(15)与所述碱液罐(4)连接；
所述复合阴离子交换膜(10)由依次堆叠的阴离子交换膜层(101)、第一粘结层(102)、网状合金极板(103)、第一聚合物膜层(104)组成；所述复合阳离子交换膜(11)由依次堆叠的阳离子交换膜层(111)、第二粘结层(112)、网状钢极板(113)、第三粘结层(114)、聚合物层(115)和第二聚合物膜层(116)组成。
2.根据权利要求1所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述阳极侧混合基质型双极膜(9)与所述复合阴离子交换膜(10)之间设有第一隔网(22)，所述复合阴离子交换膜(10)与所述复合阳离子交换膜(11)之间设有第二隔网(23)，所述复合阳离子交换膜(11)与所述阴极侧混合基质型双极膜(12)之间设有第三隔网(24)。
3.根据权利要求1所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述复合阴离子交换膜(10)中的所述阴离子交换膜层(101)靠近所述阳极侧混合基质型双极膜(9)设置，所述复合阳离子交换膜(11)中的所述阳离子交换膜层(111)靠近所述阴极侧混合基质型双极膜(12)设置。
4.根据权利要求1所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述阴离子交换膜层(101)为胺化聚苯醚膜层，所述第一粘结层(102)为具有烷氧基侧链的咪唑类阳离子型聚离子液体形成的膜层，所述网状合金极板(103)为网状铝基合金极板，所述第一聚合物膜层(104)为甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物膜层。
5.根据权利要求1所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述阳离子交换膜层(111)为磺化聚醚醚酮膜层，所述第二粘结层(112)和所述第三粘结层(114)均为具有烷氧基侧链的咪唑类阳离子型聚离子液体形成的膜层，所述网状钢极板(113)为网状不锈钢极板，所述聚合物层(115)由聚乙烯亚胺膜层和聚哌嗪酰胺聚合物膜层堆叠组成，所述第二聚合物膜层(116)为甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物膜层。
6.根据权利要求1所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述第一粘结层(102)占所述网状合金极板(103)的面积为1％-5％，所述第二粘结层(112)占所述网状钢极板(113)的面积为1％-5％，所述第三粘结层(114)占所述网状钢极板(113)的面积为1％-5％，所述阴离子交换膜层(101)和所述阳离子交换膜层(111)的厚度均为0.1-0.2mm，所述第一聚合物膜层(104)和所述第二聚合物膜层(116)的厚度为0.05-0.15mm，所述聚合物层(115)的厚度为0.1-0.3mm。
7.根据权利要求1所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述酸液室(13)与所述酸液罐(3)之间设有第一泵(17)，所述碱液室(15)与所述碱液罐(4)之间设有第二泵(18)，所述盐液室(14)与所述盐液罐(2)之间设有第四泵(20)。
8.根据权利要求1所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述酸液室(13)还与第一纯水罐(5)连接，所述碱液室(15)还与第二纯水罐(6)连接。
9.根据权利要求8所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述酸液室(13)与所述第一纯水罐(5)之间设有第三泵(19)，所述碱液室(15)与所述第二纯水罐(6)之间设有第五泵(21)。
10.根据权利要求8所述的抗污染结垢的废盐液利用装置，其特征在于，所述阳极板(7)和所述阴极板(8)分别外接至电源(16)的正极和负极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320974456.2U CN219752008U (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种抗污染结垢的废盐液利用装置 |
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| CN202320974456.2U CN219752008U (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种抗污染结垢的废盐液利用装置 |
Publications (1)
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| CN219752008U true CN219752008U (zh) | 2023-09-26 |
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ID=88089980
Family Applications (1)
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| CN202320974456.2U Active CN219752008U (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种抗污染结垢的废盐液利用装置 |
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