專利名稱：化工分離膜器電滲析設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化工分離設(shè)備，特別是指一種化工脫鹽、濃縮用分離膜器電滲析設(shè)備。
背景技術(shù)：
在發(fā)酵工業(yè)中通常采用離子交換法除鹽，操作繁瑣，生產(chǎn)成本高；有的利用水處理電滲析器進(jìn)行脫鹽，所用異相膜選擇透過性差，隔板與膜間的密封性較差，造成膜堆滲漏、膜間串水，導(dǎo)致物料流失和環(huán)境污染，降低了物料收率，影響了脫鹽效果?，F(xiàn)有的化工脫鹽用電滲析設(shè)備，一般采用壓緊板夾緊膜堆的組裝形式，組裝膜對數(shù)受到限制，這樣不便于安裝、檢修，還會造成水流分配的不均勻性，若增加設(shè)備的臺數(shù)，這樣占地面積大，給運(yùn)行管理帶來不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用均相離子交換膜，并由多個膜堆依次排列組裝而成，各個膜堆又是相對獨(dú)立的執(zhí)行化工脫鹽、濃縮的分離膜器電滲析設(shè)備。它提高了單臺設(shè)備的膜堆數(shù)量及處理能力，防止了多膜對組裝時水流分配的不均勻性，便于檢查、檢修和運(yùn)行管理；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、美觀合理，占地面積小，便于集中管理。
本實(shí)用新型的目的是由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括多個膜堆、組合型電極和壓緊裝置。
所述多個膜堆是由2-20個膜堆組成，每個膜堆均由陽離子交換膜、濃縮室隔板、陰離子交換膜、脫鹽室隔板交替排列而成。
所述組合型電極是由組合式陽電極和組合式陰電極組成，分別裝在膜堆兩側(cè)。組合式陽電極和組合式陰電極均由電極材料、導(dǎo)水板和電極室構(gòu)成，電極材料和電極室均置于導(dǎo)水板內(nèi)；兩側(cè)導(dǎo)水板上設(shè)有脫鹽液和濃縮液的入液管和出液管，陽極液和陰極液的入液管和出液管，正負(fù)電源接線柱。
所述膜堆與組合型電極由內(nèi)螺栓預(yù)先緊固為一整體，成為獨(dú)立的脫鹽設(shè)備。
所述壓緊裝置是由機(jī)頭、機(jī)尾、活動絲桿、傳動裝置、機(jī)架組成，將多個兩側(cè)裝有組合型電極的膜堆依次排列于機(jī)架之內(nèi)，置于機(jī)頭、機(jī)尾之間，用活動絲桿、傳動裝置緊固成一體。
所述濃縮室隔板和脫鹽室隔板，其中心部位為液流通道支撐網(wǎng)，周邊部位為隔板框，隔板框的上、下部位分別設(shè)有進(jìn)出液孔和配集液孔，配集液孔與液流通道支撐網(wǎng)上、下部位之間分別設(shè)有布液槽流道。布液槽流道為暗溝圓柱孔形，可有效防止交換膜出現(xiàn)凹陷。濃縮室隔板和脫鹽室隔板雖然結(jié)構(gòu)相同，由于配集液孔與布液槽流道具有對稱性，因此組裝時，一個正向，一個反向，即可區(qū)分其濃縮室隔板和脫鹽室隔板。
濃縮室隔板和脫鹽室隔板的隔板框由耐酸堿腐蝕、耐氧化，且具有一定的柔軟性和彈性的塑料或橡膠板材做成，其厚度為0.5-3毫米，支撐網(wǎng)可為塑料的編織網(wǎng)、絞織網(wǎng)或擠塑網(wǎng)。
所述均相離子交換膜，有陽離子交換膜、陰離子交換膜、雙極離子交換膜、特種離子交換膜等。膜的品種、膜的交聯(lián)度或截留分子量的不同，直接影響膜器的分離功能，即影響膜器的脫鹽功能和有機(jī)物料的損失量。
綜上所述，本實(shí)用新型的膜堆中，陰離子交換膜或陽離子交換膜均可換為雙極離子交換膜，即形成陽離子交換膜和雙極離子交換膜的組合或陰離子交換膜和雙極離子交換膜的組合，這樣可使有些鹽類轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酸、堿。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是它提高了單臺設(shè)備的膜堆數(shù)量及處理能力，防止了多膜對組裝時水流分配的不均勻性，便于檢查、檢修和運(yùn)行管理；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、美觀合理，占地面積小，便于集中管理。
本實(shí)用新型可用于發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)工藝中的脫鹽，生物化工和制藥工業(yè)、食品工業(yè)的脫鹽、純化和濃縮處理，從化學(xué)品生產(chǎn)母液、廢液中脫除無機(jī)鹽類，回收有機(jī)物料，降低廢液的有機(jī)物含量，有利于環(huán)境保護(hù)。


圖1為化工分離膜器電滲析設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為膜堆立體分解結(jié)構(gòu)示意圖圖3為濃縮室隔板立體結(jié)構(gòu)示意圖圖4為布液槽流道A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖5為電滲析脫鹽、濃縮原理圖其中R為非電解質(zhì)、MX為電解質(zhì)圖6為弱酸有機(jī)鹽水解分離原理圖其中NaA為有機(jī)酸鹽、HA為有機(jī)酸具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例所述的一種化工分離膜器電滲析設(shè)備，它包括12個膜堆、組合型電極和壓緊裝置，所述的每個膜堆(5)是由陽離子交換膜(7)、濃縮室隔板(8)、陰離子交換膜(9)、脫鹽室隔板(10)交替排列而成；所述組合型電極是由組合式陽電極(4)和組合式陰電極(6)組成，分別裝在每個膜堆兩側(cè)，用內(nèi)螺栓(24)緊固為一整體，便于安裝、拆卸，具有獨(dú)立的脫鹽、濃縮功能。組合式陽電極(4)和組合式陰電極(6)均由電極材料、導(dǎo)水板和電極室構(gòu)成，電極材料和電極室均置于導(dǎo)水板(16)內(nèi)；兩側(cè)導(dǎo)水板(16)上設(shè)有脫鹽液和濃縮液的入液管(21)、(14)和出液管(20)、(26)，陽極液和陰極液的入液管(15)、(22)和出液管(19)、(25)，正負(fù)電源接線柱(18)、(23)；兩側(cè)導(dǎo)水板(16)的內(nèi)側(cè)中心部位均為電極室(17)。
所述壓緊裝置是由機(jī)頭(11)、機(jī)尾(2)、活動絲桿(12)、傳動裝置(13)、機(jī)架(1)組成，將12個兩側(cè)裝有組合型電極的膜堆依次排列于機(jī)架(1)之內(nèi)，置于機(jī)頭(11)、機(jī)尾(2)之間，中間夾有墊板(3)，用活動絲桿(12)、傳動裝置(13)緊固成一體。
所述濃縮室隔板(8)和脫鹽室隔板(10)，其中心部位為液流通道支撐網(wǎng)(30)，周邊部位為隔板框(31)，隔板框(31)的上、下部位分別設(shè)有進(jìn)出液孔(27)和配集液孔(28)，配集液孔(28)與液流通道支撐網(wǎng)(30)上、下部位之間分別設(shè)有布液槽流道(29)。布液槽流道(29)為暗溝圓柱孔形，可有效防止交換膜出現(xiàn)凹陷。濃縮室隔板(8)和脫鹽室隔板(10)雖然結(jié)構(gòu)相同，由于配集液孔與布液槽流道具有對稱性，因此組裝時，一個正向，一個反向排列，即可區(qū)分其濃縮室隔板和脫鹽室隔板。
濃縮室隔板(8)和脫鹽室隔板(10)的隔板框由耐酸堿腐蝕、耐氧化，且具有一定的柔軟性和彈性的塑料板材做成，其厚度為1毫米，支撐網(wǎng)為塑料的絞織網(wǎng)。
工作原理如下(如圖5所示)發(fā)酵液或其它有機(jī)物料與無機(jī)鹽的混合溶液和濃縮液，分別由入液孔(21)、(14)進(jìn)入濃縮室(8′)、脫鹽室(10′)，在通入直流電的條件下，組合式陽電極、組合式陰電極工作，無機(jī)鹽陽離子M+和陰離子X-分別通過陽離子交換膜(7)和陰離子交換膜(9)，而使脫鹽室(10′)鹽份減少，濃縮室(8′)的鹽分增加，而有機(jī)物料系非電解質(zhì)，不能通過離子交換膜，而留在脫鹽室(10′)內(nèi)，達(dá)到無機(jī)鹽類和有機(jī)物質(zhì)的分離的目的，脫鹽液、濃縮液分別由出液管(20)、(26)排出。
所述電滲析脫鹽，特別是有機(jī)物料的脫鹽，即將非電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)-無機(jī)鹽脫除，使有機(jī)物料得到純化。
實(shí)施例2本實(shí)施例所述的一種化工分離膜器電滲析設(shè)備，它包括10個膜堆、組合型電極和壓緊裝置，所述的每個膜堆是由陽離子交換膜(7)、原液室隔板、雙極離子交換膜(32)、堿室隔板交替排列而成，原液室隔板和堿室隔板的結(jié)構(gòu)與脫鹽室隔板和濃縮室隔板的結(jié)構(gòu)相同；其它結(jié)構(gòu)均同實(shí)施例1。
工作原理如下(如圖6所示)原液進(jìn)入原液室(33)，H2O或稀堿液進(jìn)入堿室(34)，水進(jìn)入雙極膜(32)中，在直流電場作用下，水解離為H+、OH-，并分別通過陽膜層和陰膜層，到達(dá)原液室(33)和堿室(34)，在原液室(33)由于受到直流電場作用，金屬離子Na+透過陽膜(7)進(jìn)入堿室(34)，而留下的酸根A-與雙極膜遷移過來的H+組合成酸；而在堿室(34)由于不斷得到原液室(33)的金屬離子Na+和從雙極膜遷移過來的OH-結(jié)合為相應(yīng)的堿。
權(quán)利要求1.一種化工分離膜器電滲析設(shè)備，它包括多個膜堆、組合型電極和壓緊裝置，其特征在于所述多個膜堆是由2-20個膜堆組成，每個膜堆均由陽離子交換膜、濃縮室隔板、陰離子交換膜、脫鹽室隔板交替排列而成；所述組合型電極是由組合式陽電極和組合式陰電極組成，分別裝在膜堆兩側(cè)；組合式陽電極和組合式陰電極均由電極材料、導(dǎo)水板和電極室構(gòu)成，電極材料和電極室均置于導(dǎo)水板內(nèi)；所述壓緊裝置是由機(jī)頭、機(jī)尾、活動絲桿、傳動裝置、機(jī)架組成，將多個兩側(cè)裝有組合型電極的膜堆依次排列于機(jī)架之內(nèi)，置于機(jī)頭、機(jī)尾之間，用活動絲桿、傳動裝置緊固成一體；所述濃縮室隔板和脫鹽室隔板，其中心部位為液流通道支撐網(wǎng)，周邊部位為隔板框，隔板框的上、下部位分別設(shè)有進(jìn)出液孔和配集液孔，配集液孔與液流通道支撐網(wǎng)上、下部位之間分別設(shè)有布液槽流道。
2.如權(quán)利要求1所述的化工分離膜器電滲析設(shè)備，其特征在于膜堆與組合型電極由內(nèi)螺栓緊固為一整體。
3.如權(quán)利要求1所述的化工分離膜器電滲析設(shè)備，其特征在于兩側(cè)導(dǎo)水板上設(shè)有脫鹽液和濃縮液的入液管和出液管，陽極液和陰極液的入液管和出液管，正負(fù)電源接線柱。
4.如權(quán)利要求1所述的化工分離膜器電滲析設(shè)備，其特征在于布液槽流道為暗溝圓柱孔形。
5.如權(quán)利要求1所述的化工分離膜器電滲析設(shè)備，其特征在于濃縮室隔板和脫鹽室隔板的隔板框由耐酸堿腐蝕、耐氧化，且具有一定的柔軟性和彈性的塑料或橡膠板材做成，其厚度為0.5-3毫米。
6.如權(quán)利要求1所述的化工分離膜器電滲析設(shè)備，其特征在于支撐網(wǎng)為塑料的編織網(wǎng)、絞織網(wǎng)或擠塑網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求1所述的化工分離膜器電滲析設(shè)備，其特征在于每個膜堆中的陰離子交換膜換為雙極離子交換膜。
8.如權(quán)利要求1所述的化工分離膜器電滲析設(shè)備，其特征在于每個膜堆中的陽離子交換膜換為雙極離子交換膜。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種化工分離膜器電滲析設(shè)備。它包括多個膜堆、組合型電極和壓緊裝置，每個膜堆均由陽離子交換膜、濃縮室隔板、陰離子交換膜、脫鹽室隔板交替排列而成；組合型電極分別裝在膜堆兩側(cè)，多個膜堆組合依次排列，用壓緊裝置緊固成一體。濃縮室隔板和脫鹽室隔板結(jié)構(gòu)類同，其中心部位為液流通道支撐網(wǎng)，周邊部位為隔板框。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是它提高了單臺設(shè)備的膜堆數(shù)量及處理能力，防止了多膜對組裝時水流分配的不均勻性，便于檢查、檢修和運(yùn)行管理；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、美觀合理，占地面積小。本實(shí)用新型可用于生物化工和制藥、食品工業(yè)的脫鹽、純化和濃縮處理，減少廢水中有機(jī)物含量，減小環(huán)境污染。
文檔編號B01D61/42GK2805895SQ20052001579
公開日2006年8月16日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者陳 光, 黃世學(xué), 吳潤豐, 吳曉云, 黃文哲, 王超群 申請人:吳潤豐, 陳 光