专利名称：去除盐水中硫酸根的纳米膜分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及氯碱化工，SO42-去除；精制盐工业中卤水除硝。
背景技术：
目前国内大陆氯碱工业采用纳米膜去除SO42-装置刚进入详细设计阶段，但在台湾省某化工厂已使用数年，采用纳膜分离脱氯盐水中的Na2SO4与目前国内普遍采用的Ca+1法和Ba+1法相比，处理费用低，工作环境好，其技术的先进性已被公认。目前采用的一泵杉树型纳米膜分离装置，其动力消耗低，如用于高NaCl和高Na2SO4水溶液的分离有明显的不足膜面流速及段的膜浓缩液浓度都无法控制。由于被分离溶液中的Na2SO4浓度越高，需要的跨膜压降越大，而现有装置随Na2SO4浓度提高跨膜压降越小，造成浓差极化大，渗出液流速不均匀，这些都使一泵杉树型纳米膜分离装置无法合理设计，如分离32kg/h Na2SO4装置，采用三段“1-1-1”进行组合，分别采用8”-8”-4”膜元件，该装置二段的膜面流速小于正常流速的二分之一。这主要是因为商品卷式膜可选用规格有限。加之，在运行过程中某些参数的变化，都无法使装置在设计过程中和运行过程中每支膜的膜面流速佳化。且某种原因引起系统某级不正常会导致整个装置进入恶性循环，而无法调节。
众所周知，错流过滤工艺里，由于在运行的过程中不形成滤饼而只形成浓缩液，因此膜面流速太高或太低均会对分离有影响。过高会使膜产生机械损伤，过低会在膜表面产生浓差极化，使渗出液通量和Na2SO4截流率下降。而在一泵杉树形的纳米膜分离组件，不能在全运行周期内控制膜面流速和原料液进每一段的Na2SO4浓度。使整个运行的可控性差，导致可靠性差。运行周期短，通量下降快，渗出液中Na2SO4浓度不稳定是必然的。
本实用新型目的在于设计一种适应从高NaCl和高Na2SO4水溶液中分离Na2SO4，效率高的去除盐水中硫酸根的纳米膜分离装置。
本实用新型包括浓缩液排放管路、滤出液排放管路、纳米膜组件、与源料液出口连接的高压泵，在高压泵出口端串接至少一段处理系统；每段处理系统包括段纳米膜组件、段循环管路、段循环泵、段浓缩液总管、段浓缩液输出管路，段纳米膜组件的源液进口端与本段循环泵出口连接，段纳米膜组件的滤出口端与滤出液排放管路连接，段浓缩液总管连接与段纳米膜组件的浓缩液出口端，段浓缩液总管的另一端分别连接段循环管路和段浓缩液输出管路，段循环管路的另一端与本段循环泵的进口端连接，段浓缩液输出管路与浓缩液排放管路或下一段处理系统的段循环泵连接。
本实用新型基于增加了段间循环泵，可以达到(1)随着浓缩液中Na2SO4浓度增高，进膜组进料液的压力也增高；(2)每段通过循环量的调节控制适宜的膜流速；(3)每段料液浓度都可以控制在规定的范围内；(4)由于部份浓缩液循环进本段使料液浓度增加，减少了串联纳米膜的膜芯数。
本实用新型在段浓缩液总管上、段循环管路上、段浓缩液输出管路上分别设置流量调节阀，目的是可适应不同浓度的源料液处理需要。
另外，还可在各段循环管路上设置取样阀，可随时抽样，及时了解、调控，以使处理达标。
图1为本实用新型的一种结构示意图；图2为本实用新型的另一种结构示意图。
图中，1高压泵，2一段循环泵，3二段循环泵，4三段循环泵，5一段纳米膜组件，6二段纳米膜组件，7三段纳米膜组件，8一段三通，9二段三通，10三段三通，11、12、13、14、15、16流量调节阀，17一段浓缩液总管，18二段浓缩液总管，19三段浓缩液总管，20一段循环管路，21二段循环管路，22三段循环管路，23一段浓缩液输出管路，24二段浓缩液输出管路，25三段浓缩液输出管路，26取样阀，27滤出液排放管路，28浓缩液排放管路。
图1为只有一段处理系统的分离装置。如图1所示，在高压泵1出口端串接一段处理系统。该段处理系统包括段纳米膜组件5、段循环管路20、段循环泵2、段浓缩液总管17、段浓缩液输出管路23，段纳米膜组件5的源液进口端与段循环泵2的出口连接，段纳米膜组件5的滤出口端与滤出液排放管路27连接，段浓缩液总管17连接在段纳米膜组件5的浓缩液出口端，段浓缩液总管17的另一端通过三通8分别连接段循环管路20和段浓缩液输出管路23，段循环管路20的另一端汇总在高压泵1的输出端后，并接进段循环泵2的进口端，段浓缩液输出管路23与浓缩液排放管路28连接。
在段浓缩液总管17上串接一流量调节阀；在段循环管路20上串接一流量调节阀；在段浓缩液输出管路23上串接一流量调节阀；同时，在段循环管路20上还旁接一取样阀26。
图2是由三段处理系统依次串联形成的处理装置。
如图2所示，各段纳米膜组件5、6、7的滤出液口并联进滤出液排放管路27。在每段纳米膜组件5、6、7的源料液进口端各串接各自的段循环泵2、3、4，在每段纳米膜组件5、6、7的浓缩液出口端分别通过流量调节阀、段浓缩液总管17、18、19连接三通8、9、10。各三通8、9、10的另两个端口各串接流量调节阀11、12、13、14、15、16。
流量调节阀11的另一端通过一段循环管路20连接一段循环泵2的进口端；流量调节阀12、13的另一端分别通过一段浓缩液输出管路23和二段循环管路21并连至二段循环泵3的进口端；流量调节阀14、15的另一端分别通过二段浓缩液路24和三段循环管路22并连至三段循环泵4的进口端；流量调节阀16的另一端通过三段浓缩液输出管路25接至浓缩液排放管路28。
在一段循环泵2前通过管道与高压泵1连接，高压泵1前端连接源料液出口。在每段循环管路20、21、22上分别旁接采样阀26。
权利要求1.去除盐水中硫酸根纳米膜分离装置，包括浓缩液排放管路、滤出液排放管路、纳米膜组件、与源料液出口连接的高压泵，其特征在于在高压泵出口端串接至少一段处理系统；每段处理系统包括段纳米膜组件、段循环管路、段循环泵、段浓缩液总管、段浓缩液输出管路，段纳米膜组件的源液进口端与本段循环泵出口连接，段纳米膜组件的滤出口端与滤出液排放管路连接，段浓缩液总管连接与段纳米膜组件的浓缩液出口端，段浓缩液总管的另一端分别连接段循环管路和段浓缩液输出管路，段循环管路的另一端与本段循环泵的进口端连接，段浓缩液输出管路与浓缩液排放管路或下一段处理系统的段循环泵连接。
2.根据权利要求1所述的去除盐水中硫酸根纳米膜分离装置，其特征在于在段浓缩液总管上、段循环管路上、段浓缩液输出管路上分别设置流量调节阀。
3.根据权利要求1或2所述的去除盐水中硫酸根纳米膜分离装置，其特征在于在各段循环管路上设置取样阀。
专利摘要本实用新型去除盐水中硫酸根的纳半膜分离装置涉及氯碱化工，SO
文档编号C02F1/58GK2725282SQ20042007839
公开日2005年9月14日 申请日期2004年8月2日 优先权日2004年8月2日
发明者李国新 申请人:凯膜过滤技术(上海)有限公司