一種橫式高壓陶瓷膜過濾系統(tǒng)及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種過濾系統(tǒng)及應(yīng)用，尤其是一種橫式高壓陶瓷膜過濾系統(tǒng)及應(yīng)用，屬于膜過濾技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]膜技術(shù)是新型的高效分離技術(shù)，以其節(jié)約能源和環(huán)境友好的特征成為解決全球能源、環(huán)境、水資源等重大問題的共性支撐技術(shù)之一。多孔陶瓷膜，以其優(yōu)異的材料穩(wěn)定性，在石油和化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥、冶金等過程工業(yè)眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，已成為膜領(lǐng)域發(fā)展最迅速、最具應(yīng)用前景的膜材料之一。傳統(tǒng)廢堿回收工藝使用的是有機(jī)膜過濾，有機(jī)膜由于自身結(jié)構(gòu)問題不耐高壓，只能在較低壓力2?6bar的操作壓力下運(yùn)行，因此其滲透通量低，需較大過濾面積方可滿足產(chǎn)能。所運(yùn)行的有機(jī)膜組件在使用一段時(shí)間后膜孔堵塞，通量會(huì)迅速下降，需頻繁關(guān)停設(shè)備進(jìn)行清洗操作。且有機(jī)膜不耐腐蝕需壽命短需定期更換，生產(chǎn)成本增加。有機(jī)膜運(yùn)行時(shí)滲透通量為2.5?3.51^111-2*11-1。目前研發(fā)的多通道陶瓷膜包括了微濾膜、超濾膜以及納濾膜?，F(xiàn)在使用的與多孔陶瓷膜配套的陶瓷膜裝置都是立式裝置，陶瓷膜在裝置內(nèi)部垂直水平面安裝，在高的操作壓力下，由于彎頭較多，組件之間存在高度差，因此能耗大，增加了生產(chǎn)成本。采用傳統(tǒng)的串聯(lián)立式裝置不利于拆裝卸。傳統(tǒng)的有機(jī)膜處理堿液工藝，其通量低，陶瓷膜通量是有機(jī)膜通量的4-6倍，并且有機(jī)膜需要頻繁的清洗，因此有必要提出一種新型的陶瓷膜裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)裝置。在實(shí)際運(yùn)行中，平行安裝放置的陶瓷膜易受污染不易清洗，所以一般使用垂直水平面安裝。陶瓷膜管由于自身重量和長度問題，水平橫向安裝在使用過程中會(huì)影響陶瓷膜管的壽命。申請(qǐng)人了解到以下現(xiàn)有技術(shù):申請(qǐng)?zhí)?00710200213.9，名為“絲光廢堿的回收工藝及其系統(tǒng)”。是一種采用超濾膜與納濾膜對(duì)牛仔絲光印染工業(yè)中的絲光廢堿進(jìn)行凈化和回收工藝，包括首先經(jīng)過預(yù)過濾器過濾，然后采用超濾裝置進(jìn)行過濾回收，所述的回收絲光廢堿的工藝還包括所述廢堿經(jīng)過超濾裝置后，再經(jīng)過納濾裝置處理。該工藝所用納濾膜為有機(jī)膜，有機(jī)膜易污染，需頻繁清洗，有機(jī)膜不耐高壓所以工藝操作壓力低滲透通量低。申請(qǐng)?zhí)?01420609549.6，名為“一種陶瓷膜過濾器”。該專利中陶瓷膜過濾器，包括有由端蓋和筒體構(gòu)成的殼體，殼體上端設(shè)有進(jìn)料口，下端設(shè)有出料口和排污口，殼體內(nèi)豎直安裝有陶瓷膜過濾器，裝置有加熱棒，出氣環(huán)管一端通過連接管連接有空氣壓縮栗。陶瓷膜具有良好的機(jī)械性能以及耐腐蝕性，但是單根陶瓷膜管有效過濾面積有限，為提高處理量需串并聯(lián)相同組件。該裝置為單獨(dú)的陶瓷膜過濾殼體不能有效同時(shí)串并聯(lián)其他組件來提高有效過濾面積。申請(qǐng)?zhí)?01310072885.1，名為“筒式陶瓷膜過濾裝置、動(dòng)態(tài)助濾過濾裝置及其使用方法”。該筒式陶瓷膜過濾裝置包括過濾器腔體、筒狀陶瓷膜和旋轉(zhuǎn)軸；過濾器腔體內(nèi)部有筒狀陶瓷膜筒狀陶瓷膜的上端與過濾器腔體內(nèi)部的上端面之間密封安裝在一起，筒狀陶瓷膜下端與過濾器腔體內(nèi)部下端面之間密封安裝在一起，該發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)的筒體陶瓷膜是液體帶有剪應(yīng)力。但是該裝置只能裝載一個(gè)陶瓷膜筒體，有效過濾面積小。如果筒式陶瓷膜很大，采用旋轉(zhuǎn)過濾能耗太大，不能切實(shí)的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種橫式高壓陶瓷膜過濾系統(tǒng)及應(yīng)用，提高滲透通量從而提高工作效率。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決技術(shù)問題:一種橫式高壓陶瓷膜過濾系統(tǒng)，包括系統(tǒng)管路，以及設(shè)置在系統(tǒng)管路上的以下設(shè)備，儲(chǔ)液罐，將儲(chǔ)液罐中料液送入陶瓷膜過濾組件的供料栗，使料液在裝置中循環(huán)流動(dòng)的循環(huán)栗以及收集過濾后清液的滲透液儲(chǔ)罐，所述儲(chǔ)液罐與供料栗之間設(shè)有過濾器，所述陶瓷膜過濾組件的入口段、中段及出口段均設(shè)置壓力表，所述陶瓷膜組件含有至少3個(gè)串聯(lián)的陶瓷膜組件，每個(gè)陶瓷膜組件中均固定橫置的多通道陶瓷膜管，組件的末端均設(shè)有排氣閥，每個(gè)組件對(duì)應(yīng)設(shè)置清液出料管連接所述滲透液儲(chǔ)罐，所述陶瓷膜過濾組件的出口段設(shè)有電磁流量計(jì)和換熱器。本發(fā)明采用半封閉系統(tǒng)通過供料栗將儲(chǔ)液罐中料液加壓送到陶瓷膜過濾組件中，循環(huán)液從第一組件前段進(jìn)入、第三組件末端排出，再由第四組件前段進(jìn)入，經(jīng)第六組件末端排出循環(huán)流動(dòng)。所述半封閉系統(tǒng)是指液體在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)通過循環(huán)栗，一部分不斷循環(huán)，同時(shí)又通過增壓栗輸入新的液體，輸入液體體積與排出滲透液和截留液相同。與之相對(duì)的開放系統(tǒng)是指，液體通過栗增壓后，再經(jīng)過膜過濾，滲透液和截留液直接排放至儲(chǔ)罐中。本發(fā)明的半封閉系統(tǒng)的能耗更低，液體可以通過循環(huán)系統(tǒng)不斷過濾。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，
[0006]所述滲透液儲(chǔ)罐和儲(chǔ)液罐之間設(shè)有清洗罐，可對(duì)系統(tǒng)中所有管道進(jìn)行清洗，也可清洗陶瓷膜過濾組件。
[0007]所述供樣栗和主循環(huán)栗之間設(shè)有截留液取樣點(diǎn)，便于檢測截留效果。所述系統(tǒng)管路上靠近滲透液儲(chǔ)罐處設(shè)有滲透液取樣點(diǎn)，可收集滲透液。所述入口段的壓力表附近設(shè)有溫度指示計(jì)，收集滲透液的管路上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
[0008]所述陶瓷膜組件為6個(gè)串聯(lián)的陶瓷膜組件，每個(gè)陶瓷膜組件中裝填19，37或61芯的陶瓷膜管，單根陶瓷膜管的兩端管體四周和組件的接觸處均設(shè)有密封圈。所述串聯(lián)的陶瓷膜組件之間通過法蘭連接，所述法蘭間設(shè)有不銹鋼密封圈。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步提供橫式高壓陶瓷膜過濾系統(tǒng)的應(yīng)用，包括以下步驟:將所述儲(chǔ)液罐中的原料液經(jīng)過濾器進(jìn)行初過濾，初濾后的料液經(jīng)供料栗進(jìn)入陶瓷膜組件過濾，過濾后的清液由每個(gè)陶瓷膜組件對(duì)應(yīng)的清液出料管道匯入凈液罐，剩余料液經(jīng)換熱器進(jìn)入儲(chǔ)液罐在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。
[0010]所述系統(tǒng)的操作壓力范圍是0-30bar。所述系統(tǒng)內(nèi)液體流速為0_7m/s。所述系統(tǒng)內(nèi)液體的溫度< 70°C。所述系統(tǒng)內(nèi)液體中NaOH濃度為200g/L，半纖維素含量為30_60g/L ;過濾系統(tǒng)對(duì)半纖維素截留率小于等于85%。
[0011]本發(fā)明采用高壓橫式陶瓷膜過濾系統(tǒng)，可以直接過濾化纖生產(chǎn)中的堿液，有效過濾堿液中溶解的半纖維素、膠體、多糖、懸浮顆粒等大分子物質(zhì)，提高目標(biāo)產(chǎn)物的純度；采用串聯(lián)的橫式陶瓷膜組件，系統(tǒng)具有換熱器，可有效降低堿液的處理溫度。橫式陶瓷膜裝置的壓降低、能耗少，相對(duì)立式裝置堿液處理量更高，高出15%?25%，串聯(lián)橫式裝置操作簡單，更易安裝拆卸，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖中:1、過濾器；2、供料栗；3、主循環(huán)栗；4、陶瓷膜組件；5、換熱器；6、清洗罐；7、壓力表一 ；8、溫度指示；9、壓力表二 ；10、壓力表三；
11、電磁流量計(jì)一 ；12、電磁流量計(jì)二 ；13、轉(zhuǎn)子流量計(jì)；14、三向閥門；15、滲透液取樣點(diǎn)；16、截留液取樣點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
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