一种利用分子筛膜的无水乙醇制备装置的制作方法

本发明涉及工业提纯设备，具体涉及一种利用分子筛膜的无水乙醇制备装置。

背景技术：

能源是世界发展中人类面临的最大问题之一，随着油气的不断匮乏，人类需要新的可替代能源。目前，乙醇是较佳的可再生清洁能源，我国投入大量的资源用于研发生产乙醇燃料。乙醇燃料的制备主要通过粮食作物或非粮食作物发酵所得，发酵液中的乙醇浓度比较低，一般低于10％，经过分离提纯后便可得到乙醇燃料。目前工业上大多采用精馏方法提纯乙醇，但此方法耗能大，且由于乙醇-水混合物体系存在恒沸点，通过常规精馏等方法无法直接获得乙醇燃料，一般需要结合例如分子筛膜吸附法、膜分离法等才能得到高纯度乙醇。而现有的工业上的分子筛膜吸附法的效率并不是很高，导致很难大规模工业化。

技术实现要素：

本发明目的在于解决上述问题，本发明提供了一种利用分子筛膜的无水乙醇制备装置，其中分子筛膜的提纯效率能够得到显著提升。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种利用分子筛膜的无水乙醇制备装置，包括脱水箱，所述脱水箱上设有进料口，所述脱水箱外部还设有电机，所述电机与减速电机连接后减速电机的驱动端上接有滤管，所述滤管为空心圆柱且位于脱水箱内部，所述滤管在电机与减速电机配合带动下绕旋转对称轴转动；所述滤管上配置有分子筛膜，滤管远离减速电机的一端上设有乙醇出口，所述乙醇出口延伸至脱水箱外部。

进一步地，所述滤管由滤管基座和多孔陶瓷管构成，所述陶瓷管的表面上配置有分子筛膜。

进一步地，所述分子筛膜为亲水型的naa型分子筛膜。

进一步地，所述滤管基座上固定有固定骨骼，所述陶瓷管与固定骨骼刚性连接；滤管基座上还设有驱动端头，所述驱动端头与减速电机的驱动端可拆卸式连接。

进一步地，所述滤管上还设有粗滤筒，所述粗滤筒为多孔空心筒，孔的直径小于10um；所述陶瓷管处于粗滤筒内部。

进一步地，所述脱水箱内表面设有保温层，脱水箱上还设有压力平衡阀，所述压力平衡阀用于平衡脱水箱内外压强。

通过使用本发明，可以产生以下有益效果：本发明主要包括脱水箱、电机，脱水箱内部设有滤管，电机与减速电机连接后驱动滤管转动，本发明在使用时，从脱水箱的进料口处输入雾化低纯度乙醇，电机启动后，雾化的低纯度乙醇通过滤管上的分子筛膜过滤，高纯度乙醇进入滤管内部并从乙醇出口排出，转动的滤管能够使分子筛膜与低纯度乙醇进行更高效的相互作用，从而提升提纯效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的部分剖视图；

图2为本发明中滤管的截面图；

图3为本发明中滤管的部分放大示意图；

图4为本发明中滤管的部分结构示意图；

图5为本发明中陶瓷管的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-脱水箱，2-保温层，3-进料口，4-电机，5-减速电机，6-压力平衡阀，7-滤管，8-乙醇出口，71-粗滤筒，72-驱动端头，73-滤管基座，731-固定骨骼，74-陶瓷管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在一般的分子筛膜过滤装置中，使雾化后的低纯度乙醇与分子筛膜自然反应而滤出乙醇分子，这样的分子筛分速度较慢。本发明中提出这样一种结构，如图1，阴影部分表示脱水箱1的剖面，主要包括脱水箱1，脱水箱1为一个空腔型容器，一般采用金属制成；脱水箱1上设有用于输入低纯度乙醇的进料口3，脱水箱1外部还设有电机4，电机4与减速电机5连接后减速电机5的驱动端上接有滤管7，减速电机5主要用于实时调解电机4的速率从而以适当的速度驱动滤管7转动，滤管7为空心圆柱且位于脱水箱1内部，滤管7在电机4与减速电机5配合带动下绕旋转对称轴转动；滤管7上配置有分子筛膜，滤管7远离减速电机5的一端上设有乙醇出口8，乙醇出口8延伸至脱水箱1外部，低纯度乙醇通过分子筛膜的过滤后进入滤管7的内部，由于乙醇出口8伸向脱水箱1外部，而进料口3处不断输入雾化低纯度乙醇，滤管7内部的压强会低于脱水箱1内部的压强，雾化低纯度乙醇便会加速与滤管7上的分子筛膜作用，分子筛膜选用透醇型分子筛膜，这样乙醇分子变回透过分子筛膜进入滤管7内部，然后乙醇分子受气压影响从乙醇出口8排出；而水分子会留置于脱水箱1内部，不会进入滤管7内部。其中，分子筛膜为亲水型的naa型分子筛膜。

滤管7可以采用常规的分子筛膜滤管结构，其由滤管基座73和多孔陶瓷管74构成，陶瓷管74的表面上配置有分子筛膜。

在基于常规的分子筛膜滤管结构上，如图2～5，在滤管基座73上设置长条形固定骨骼731，将陶瓷管74与固定骨骼731刚性连接，这样能使陶瓷管74的过滤面积不会过多的损失，并且同时还能使陶瓷管74与滤管基座73相互之间更稳固的固定，其中陶瓷管74和滤管基座73之间可采用可拆卸式的刚性连接，例如插销式、磁吸式、螺栓连接等方式，当分子筛膜的筛选性能下降或出现其他故障时，可以方便地更换新的陶瓷管和分子筛膜；此外，滤管基座73上设有驱动端头72，驱动端头72与减速电机5的驱动端可拆卸式连接，此处也可以方便地随时更换整个滤管7。

在实际工业提纯过程中，雾化的低纯度乙醇中会含有一些粉尘颗粒，对此，本发明在滤管7上设置粗滤筒71，粗滤筒71为多孔空心筒，孔的直径小于10um，陶瓷管74处于粗滤筒71内部，该尺寸的孔可以滤除大部分的粉尘颗粒，使这些粉尘颗粒不会与分子筛膜相接触从而保护分子筛膜不易受损，示意性结构如图2～3所示，图2中的网格部分表示粗滤筒71。粗滤筒71优选采用多孔陶瓷管，也可以采用多孔高分子材料。

优选的，脱水箱1内表面设有保温层2，以提供稳定的分子筛膜工作温度，脱水箱1上还设有压力平衡阀6，压力平衡阀6用于平衡脱水箱1内外压强，当脱水箱1内部压强过高时，操作压力平衡阀降低脱水箱1内部压强，防止压强过大损坏滤管7及分子筛膜。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。