專(zhuān)利名稱(chēng)：一種應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置及工藝，尤其涉及一種能提高雙氧水精度，為下游生產(chǎn)提供高品質(zhì)的原料，提高下游產(chǎn)品的質(zhì)量，能耗低、自動(dòng)化程度高的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置及工藝。
背景技術(shù)：
己內(nèi)酰胺是一種重要生產(chǎn)尼龍6工程塑料和尼龍6纖維。己內(nèi)酰胺生產(chǎn)主要是采用酮-肟工藝路線生產(chǎn)，傳統(tǒng)的肟化和貝克曼重排反應(yīng)中，將環(huán)己酮、氨、雙氧水置于同一反應(yīng)器中，一步合成環(huán)己酮肟。反應(yīng)中對(duì)雙氧水的中有機(jī)碳濃度需要將低至50ppm以下。高純雙氧水是工業(yè)雙氧水的深加工產(chǎn)品，電子行業(yè)是高純雙氧水的主要應(yīng)用領(lǐng)域，主要作為半導(dǎo)體晶體片的清洗劑、腐蝕劑和光刻膠的去除劑。據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，“十二五”之后，我國(guó)高純?cè)噭┑男枨笤鲩L(zhǎng)迅速，市場(chǎng)前景十分廣闊。我國(guó)高純?cè)噭┑难兄破鸩接?0世紀(jì)70年代中期，雖然取得了一定的突破，但整體水平與世界先進(jìn)水平尚有較大差距。高純雙氧水的生產(chǎn)一般是以蒽醌法生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)雙氧水為原料，其中除了含有一定量的無(wú)機(jī)物雜質(zhì)和機(jī)械雜質(zhì)之外，還含有l(wèi)(T500mg/L的有機(jī)物雜質(zhì)，這些有機(jī)物雜質(zhì)包括蒽醌化合物以及酯、醇、酚、酮類(lèi)化合物等，它們來(lái)源于生產(chǎn)中的添加劑以及物料加工、輸送、存儲(chǔ)等過(guò)程。為了去除工業(yè)級(jí)雙氧水產(chǎn)品中的這些有機(jī)物雜質(zhì)，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，人們相繼開(kāi)發(fā)了許多凈化方法，概括起來(lái)有以下幾種精餾、吸附、離子交換、萃取、結(jié)晶、膜分離以及幾種方法的組合等?，F(xiàn)在工業(yè)上應(yīng)用比較普遍的為 精餾法以及離子交換樹(shù)脂凈化法。精餾法一般被用來(lái)濃縮雙氧水，因?yàn)橛袡C(jī)物沸點(diǎn)較高，所以富集在未氣化液中被去除，從而使得雙氧水得到凈化。但是，因?yàn)槠髽I(yè)分離不完全及霧狀液體的攜帶，易揮發(fā)有機(jī)物會(huì)伴隨雙氧水蒸汽進(jìn)入精餾系統(tǒng)，所以純度一般不會(huì)很高。可以作為其他凈化技術(shù)的前期凈化方法。離子交換樹(shù)脂凈化法，不僅可以去除有機(jī)碳，而且也可去除部分金屬離子雜質(zhì)如Fe、Al、Sn等離子。樹(shù)脂再生過(guò)程簡(jiǎn)單，樹(shù)脂重復(fù)利用多次。但是實(shí)際應(yīng)用中，離子交換樹(shù)脂在再生時(shí)，需要消耗大量能耗，并且因?yàn)槌霈F(xiàn)類(lèi)膠質(zhì)固體，導(dǎo)致樹(shù)脂發(fā)生堵塞等問(wèn)題。膜分離通過(guò)吸附和毛細(xì)管流通、篩分等作用，使得雙氧水溶液得到提純。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種能提高雙氧水精度，為下游生產(chǎn)提供高品質(zhì)的原料，提高下游產(chǎn)品的質(zhì)量，能耗低、自動(dòng)化程度高的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置及工藝。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置，所述裝置包括原液罐、過(guò)濾器、相分離器、膜分離系統(tǒng)、一套化學(xué)清洗系統(tǒng)、一套常規(guī)清洗系統(tǒng)，所述原液罐通過(guò)進(jìn)液泵與過(guò)濾器連接，兩套過(guò)濾器與相分離器連接，相分離器通過(guò)高壓泵連接膜分離系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)上連接有化學(xué)清洗裝置和常規(guī)清洗裝置，所述過(guò)濾器為兩套，所述膜分離系統(tǒng)也為兩套。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述的常規(guī)清洗裝置包括一個(gè)清洗水箱，一臺(tái)清洗泵和用于控制切換的閥門(mén)；所述的清洗水箱與膜分離系統(tǒng)的產(chǎn)雙氧水口相連，清洗泵的進(jìn)料口與清洗水箱相連，清洗泵出口分別與膜分離系統(tǒng)進(jìn)口和原液罐相連，與清洗泵連接的管道上設(shè)置閥門(mén)控制清洗泵出口液體的流向。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述的常規(guī)清洗裝置的清洗泵出口接兩套膜分離系統(tǒng)，兩套膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水口管線上設(shè)置有一組可控制清洗泵出口液體進(jìn)入兩套中任何一套膜分離系統(tǒng)的閥門(mén)。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述的化學(xué)清洗裝置包括一個(gè)化學(xué)清洗水箱，一臺(tái)化學(xué)清洗泵和用于控制切換的閥門(mén)；所述裝置的化學(xué)清洗水箱與膜分離系統(tǒng)的產(chǎn)水口相連，化學(xué)清洗泵進(jìn)水口與化學(xué)清洗水箱相連，化學(xué)清洗泵出口分別與膜分離進(jìn)口和原液罐相連并設(shè)置閥門(mén)控制泵出口液體的流向。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述的化學(xué)清洗裝置所含的化學(xué)清洗泵出口接兩套運(yùn)行的膜分離系統(tǒng)的進(jìn)口管線上設(shè)置有一組閥門(mén)，控制化學(xué)清洗泵出口液體進(jìn)入任何一套膜分尚系統(tǒng)。一種利用上述裝置應(yīng)用于雙氧水凈化的工藝，所述工藝包括如下步驟(I)、工業(yè)級(jí)雙氧水先進(jìn)入原液罐；(2)、原液罐混合液經(jīng)進(jìn)液泵加壓后進(jìn)入過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)處理；(3)、經(jīng)預(yù)處理后的雙氧水進(jìn)入相分離器進(jìn)行未溶解有機(jī)相與雙氧水兩相分離，分離后輕相有機(jī)物排出系統(tǒng)，重相飽和有機(jī)物的雙氧水溶液進(jìn)入后續(xù)膜分離系統(tǒng)；
( 4 )、在膜分離系統(tǒng)內(nèi)，完成雙氧水中有機(jī)物的脫除。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述原液罐用于原料和濃縮物料混合以及相分離器進(jìn)料緩沖；所述進(jìn)液泵用于將原液罐中的混合液加壓，進(jìn)入過(guò)濾器；兩套交替運(yùn)行的過(guò)濾器，用于去除混合液中的顆粒物質(zhì)，之后進(jìn)入相分離器進(jìn)行兩相分離；相分離器用于未溶解有機(jī)物與雙氧水兩相分離，相分離器具有凝聚混合液中微觀液滴的作用，凝聚后的液滴經(jīng)過(guò)靜置分層后，有機(jī)相從輕相出口排出系統(tǒng)，有機(jī)物飽和的雙氧水溶液重輕相出口排出，經(jīng)高壓泵加壓后進(jìn)入膜分離系統(tǒng)；兩套交替運(yùn)行的膜分離系統(tǒng)，選擇的膜具有選擇性阻止有機(jī)物的特性，經(jīng)過(guò)膜分離后，含微量有機(jī)物的雙氧水自膜分離系統(tǒng)產(chǎn)雙氧水口排出，被濃縮的雙氧水回流至原液罐；該膜分離系統(tǒng)進(jìn)出口管線上還設(shè)置有閥門(mén)；常規(guī)清洗裝置用于對(duì)膜分離系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)沖洗再生；化學(xué)清洗裝置用于對(duì)膜分離系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗再生。在本發(fā)明的具體實(shí)施例子中，所述的膜分離系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)分離精度，選擇但不限于超濾膜，納濾膜及反滲透膜中的一種；膜材料選擇但不限于陶瓷膜，PVDF膜，聚酰胺膜。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明和現(xiàn)有的同類(lèi)裝置和方法相對(duì)比，本發(fā)明提聞雙氧水精度，為下游生廣提供聞品質(zhì)的原料，提聞下游廣品的質(zhì)量；本發(fā)明能耗低，自動(dòng)化程度高。相分離器去除有機(jī)物屬于靜態(tài)分離，操作條件溫和，膜系統(tǒng)免除蒸發(fā)的高能耗，整體系統(tǒng)能耗較低；相分離器和膜系統(tǒng)運(yùn)行可完全通過(guò)PLC控制或者DCS控制，自動(dòng)化程度聞。
圖1是本發(fā)明提供的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置及工藝流程框圖。圖2是本發(fā)明提供的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置及工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。圖1是本發(fā)明的一種應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置及工藝流程框圖。如圖1所示本發(fā)明提供的工藝由以下步驟完成(a)工業(yè)級(jí)雙氧水先進(jìn)入原液罐；(b)原液罐混合液經(jīng)泵加壓后進(jìn)入過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)處理；(C)經(jīng)預(yù)處理后的雙氧水進(jìn)入相分離器進(jìn)行未溶解有機(jī)相與雙氧水兩相分離，分離后輕相有機(jī)物排出系統(tǒng)，重相飽和有機(jī)物的雙氧水溶液進(jìn)入后續(xù)膜分離系統(tǒng)；(d)在膜分離系統(tǒng)內(nèi)，完成雙氧水中有機(jī)物的脫除。下面結(jié)合附圖2，對(duì)采用上述方法的脫除裝置做進(jìn)一步具體的說(shuō)明。附圖為本發(fā)明的一種應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置，它包括a. —個(gè)用于雙氧水原料和濃縮物料混合以及相分離器進(jìn)料緩沖的原液罐I ;b. —個(gè)進(jìn)液泵2，用于將原液罐中的混合液加壓后進(jìn)入過(guò)濾器；c.兩套交替運(yùn)行的過(guò)濾器3a，3b，用于去除混合液中的顆粒物質(zhì)，之后進(jìn)入相分離器進(jìn)行兩相分離；d. —臺(tái)用于未溶解有機(jī)物與雙氧水兩相分離的相分離器4，具有凝聚混合液中微觀液滴的作用；該相分離器設(shè)置進(jìn)料口 5、重相出口 6和輕相出口 7，凝聚后的液滴經(jīng)過(guò)靜置分層后，有機(jī)相從輕相出口 7排出系統(tǒng)，有機(jī)物飽和的雙氧水溶液重輕相出口 6排出，經(jīng)高壓泵8加`壓后進(jìn)入膜分離系統(tǒng)；e.兩套交替運(yùn)行的膜分離系統(tǒng)9a，%，分離膜具有選擇性阻止有機(jī)物分子透過(guò)的特性，經(jīng)過(guò)膜分離后，含微量有機(jī)物的雙氧水自反膜分離系統(tǒng)產(chǎn)雙氧水口 12a，12b排出，被濃縮的雙氧水回流至原液罐11a，Ilb排出并回流至原液罐I ;該膜分離系統(tǒng)在進(jìn)出管線上還設(shè)置有閥門(mén)19，20，21，22 ；f. 一套常規(guī)清洗裝置，用于對(duì)膜分離系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)沖洗再生；g. —套化學(xué)清洗裝置，用于對(duì)膜分離系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗再生。所述的常規(guī)清洗裝置包括一個(gè)清洗水箱13，一臺(tái)清洗泵14和用于控制切換的閥門(mén)17 28，33 37 ;該裝置清洗水箱13與膜分離系統(tǒng)的產(chǎn)雙氧水口 12a，12b相連，清洗泵進(jìn)口與清洗水箱13相連，清洗泵出口分別與膜分離進(jìn)水口 10a，IOb和原液罐I相連并設(shè)置閥門(mén)27，28控制泵出口液體的流向。所述的常規(guī)清洗裝置清洗泵出口接兩套膜分離系統(tǒng)進(jìn)水口管線上設(shè)置有一組閥門(mén)17 20，可控制清洗泵出口液體進(jìn)入任何一套膜分離系統(tǒng)。所述的化學(xué)清洗裝置包括一個(gè)化學(xué)清洗水箱15，一臺(tái)化學(xué)清洗泵16和用于控制切換的閥門(mén)17 24，29 37 ;所述裝置的化學(xué)清洗水箱15與膜分離系統(tǒng)的產(chǎn)水口 10a，IOb相連，化學(xué)清洗泵進(jìn)水口與化學(xué)清洗水箱15相連，化學(xué)清洗泵出水口分別與膜分離進(jìn)水口 10a，IOb和原液罐I相連并設(shè)置閥門(mén)31，32控制泵出口液體的流向。所述的化學(xué)清洗裝置所含的化學(xué)清洗泵出口接兩套運(yùn)行的膜分離系統(tǒng)進(jìn)水口管線上設(shè)置有一組閥門(mén)17 20，可控制化學(xué)清洗泵出口液體進(jìn)入任何一套膜分離系統(tǒng)9a，％。本發(fā)明提聞雙氧水精度，提聞下游生廣提供聞品質(zhì)的原料，提聞下游廣品的質(zhì)量；本發(fā)明能耗低，自動(dòng)化程度高。相分離器去除有機(jī)物屬于靜態(tài)分離，操作條件溫和，膜系統(tǒng)免除蒸發(fā)的高能耗，整體系統(tǒng)能耗較低；相分離器和膜系統(tǒng)運(yùn)行可完全通過(guò)PLC控制或者DCS控制，自動(dòng)化程度高。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物 界定。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置，其特征在于所述裝置包括原液罐、過(guò)濾器、相分離器、膜分離系統(tǒng)、一套化學(xué)清洗系統(tǒng)、一套常規(guī)清洗系統(tǒng)，所述原液罐通過(guò)進(jìn)液泵與過(guò)濾器連接，兩套過(guò)濾器與相分離器連接，相分離器通過(guò)高壓泵連接膜分離系統(tǒng)，膜分離系統(tǒng)上連接有化學(xué)清洗裝置和常規(guī)清洗裝置，所述過(guò)濾器為兩套，所述膜分離系統(tǒng)也為兩套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置，其特征在于所述的常規(guī)清洗裝置包括一個(gè)清洗水箱，一臺(tái)清洗泵和用于控制切換的閥門(mén)；所述的清洗水箱與膜分離系統(tǒng)的產(chǎn)雙氧水口相連，清洗泵的進(jìn)料口與清洗水箱相連，清洗泵出口分別與膜分離系統(tǒng)進(jìn)口和原液罐相連，與清洗泵連接的管道上設(shè)置閥門(mén)控制清洗泵出口液體的流向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置，其特征在于所述的常規(guī)清洗裝置的清洗泵出口接兩套膜分離系統(tǒng)，兩套膜分離系統(tǒng)的進(jìn)水口管線上設(shè)置有一組可控制清洗泵出口液體進(jìn)入兩套中任何一套膜分離系統(tǒng)的閥門(mén)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置，其特征在于所述的化學(xué)清洗裝置包括一個(gè)化學(xué)清洗水箱，一臺(tái)化學(xué)清洗泵和用于控制切換的閥門(mén)；所述裝置的化學(xué)清洗水箱與膜分離系統(tǒng)的產(chǎn)水口相連，化學(xué)清洗泵進(jìn)水口與化學(xué)清洗水箱相連，化學(xué)清洗泵出口分別與膜分離進(jìn)口和原液罐相連并設(shè)置閥門(mén)控制泵出口液體的流向。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置，其特征在于所述的化學(xué)清洗裝置所含的化學(xué)清洗泵出口接兩套運(yùn)行的膜分離系統(tǒng)的進(jìn)口管線上設(shè)置有一組閥門(mén)，控制化學(xué)清洗泵出口液體進(jìn)入任何一套膜分離系統(tǒng)。
6.一種利用權(quán)利要求1所述裝置應(yīng)用于雙氧水凈化的工藝，其特征在于所述工藝包括如下步驟 (I)、工業(yè)級(jí)雙氧水先進(jìn)入原液罐； (2 )、原液罐混合液經(jīng)進(jìn)液泵加壓后進(jìn)入過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)處理； (3)、經(jīng)預(yù)處理后的雙氧水進(jìn)入相分離器進(jìn)行未溶解有機(jī)相與雙氧水兩相分離，分離后輕相有機(jī)物排出系統(tǒng)，重相飽和有機(jī)物的雙氧水溶液進(jìn)入后續(xù)膜分離系統(tǒng)； (4 )、在膜分離系統(tǒng)內(nèi)，完成雙氧水中有機(jī)物的脫除。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于所述原液罐用于原料和濃縮物料混合以及相分離器進(jìn)料緩沖； 所述進(jìn)液泵用于將原液罐中的混合液加壓，進(jìn)入過(guò)濾器； 兩套交替運(yùn)行的過(guò)濾器，用于去除混合液中的顆粒物質(zhì)，之后進(jìn)入相分離器進(jìn)行兩相分離； 相分離器用于未溶解有機(jī)物與雙氧水兩相分離，相分離器具有凝聚混合液中微觀液滴的作用，凝聚后的液滴經(jīng)過(guò)靜置分層后，有機(jī)相從輕相出口排出系統(tǒng)，有機(jī)物飽和的雙氧水溶液重輕相出口排出，經(jīng)高壓泵加壓后進(jìn)入膜分離系統(tǒng)； 兩套交替運(yùn)行的膜分離系統(tǒng)，選擇的膜具有選擇性阻止有機(jī)物的特性，經(jīng)過(guò)膜分離后，含微量有機(jī)物的雙氧水自膜分離系統(tǒng)產(chǎn)雙氧水口排出，被濃縮的雙氧水回流至原液罐；該膜分離系統(tǒng)進(jìn)出口管線上還設(shè)置有閥門(mén)； 常規(guī)清洗裝置用于對(duì)膜分離系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)沖洗再生； 化學(xué)清洗裝置用于對(duì)膜分離系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗再生。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于所述的膜分離系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)分離精度，選擇 但不限于超濾膜，納濾膜及反滲透膜中的一種；膜材料選擇但不限于陶瓷膜，PVDF膜，聚酰胺膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于雙氧水凈化的裝置及工藝，涉及雙氧水工業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)物的脫除，主要為蒽醌化合物。本發(fā)明采用相分離器和膜分離組合工藝的方法深度脫除雙氧水中的有機(jī)物，相分離器為本公司的專(zhuān)利產(chǎn)品，利用微觀纖維具有凝聚微小液滴的原理研制而成，可將雙氧水中的機(jī)物分離至溶解度極限，然后含飽和有機(jī)物的雙氧水溶液進(jìn)入膜系統(tǒng)，膜具有選擇性透過(guò)粒子的特性，可有效阻止有機(jī)物粒子透過(guò)而允許雙氧水透過(guò)，經(jīng)過(guò)膜分離后，清液側(cè)的雙氧水中有機(jī)物含量可降至幾個(gè)ppm左右，濃縮后的雙氧水返回至相分離器進(jìn)行分離。本發(fā)明可在較低投資下，有效降低雙氧水中的有機(jī)碳含量，滿(mǎn)足后續(xù)工段要求，符合國(guó)家節(jié)能政策方針。
文檔編號(hào)C02F9/02GK103058406SQ20131001172
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者楊積志, 李海波 申請(qǐng)人:上海安賜機(jī)械設(shè)備有限公司