一种陶瓷膜过滤器的再生系统的制作方法

1.本实用新型属于过滤器再生领域，尤其是涉及一种陶瓷膜过滤器的再生系统。


背景技术：

2.环己烯水合法生产环己醇的过程中，反应所用的水合催化剂需要不断进行再生，再生过程会产生大量酸性废水，固态的水合催化剂分散在酸性废水中，不能直接返回反应器继续参与环己烯水合反应。由于水合催化剂粒径极小，需要使用陶瓷膜过滤器将酸性废水逐步滤出，并使用纯水进行置换，滤出与置换过程同步进行。陶瓷膜过滤器的核心结构为陶瓷膜管，酸性废水与水合催化剂从膜管内侧通过，其中一部分酸性废水穿越陶瓷膜管至膜管外侧，实现酸性废水的滤出。陶瓷膜管在使用过程中由于各种原因容易造成内部孔隙堵塞，使酸性废水滤出过程受阻，增大酸性废水滤出过程的耗时，降低水合催化剂再生过程的效率，从而降低水合反应的效率，影响环己醇装置的产能，此外还会增大酸性废水的流量，增大废水处理难度。
3.由于陶瓷膜管价格昂贵，因此需要对陶瓷膜过滤器采取一系列措施清理陶瓷膜管内部孔隙间的堵塞物，使其能重复使用，延长使用寿命，例如每处理完一批水合催化剂，立即使用纯水对陶瓷膜过滤器进行物理冲洗。但是陶瓷膜管的结构脆弱，如冲洗水温差与酸性废水温差过大，温度骤变容易导致陶瓷膜管破裂，一旦陶瓷膜管破裂即意味此膜管报废，且会导致水合催化剂流失。除此之外，即便定期对陶瓷膜管进行物理冲洗，陶瓷膜管经长期使用后仍会出现通透率下降的问题，最终因陶瓷膜管过早堵塞而废弃，影响生产效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种陶瓷膜过滤器的再生系统，以实现陶瓷膜过滤器的再生，避免膜管开裂，提高清洗效率，防止设备损坏，延长使用寿命。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种陶瓷膜过滤器的再生系统，包括陶瓷膜过滤器，所述陶瓷膜过滤器包括内置于陶瓷膜过滤器的膜管，膜管将陶瓷膜过滤器分割为管程及壳程，其中废水从管程中经过，部分废水穿过膜管进入壳程形成滤出液，排出系统；
7.冲洗剂罐，所述冲洗剂罐与冲洗剂源连通，冲洗剂罐与冲洗剂源之间的管道上设有冲洗剂补液阀，当冲洗剂罐内的冲洗剂液位过低时，通过冲洗剂阀将冲洗剂源中的冲洗剂注入冲洗剂罐，冲洗剂罐的出水口通过管道与陶瓷膜过滤器壳程进水管连通，冲洗剂罐中的冲洗剂进入壳程后，穿过膜管进入管程，同时将附着在膜管上的固体冲回管程内并从膜管出料端排出，从而恢复膜管的通透度，在每批废水过滤完毕后，均使用冲洗剂对陶瓷膜过滤器进行冲洗；
8.清洗剂罐，清洗剂罐的出液口通过管道与膜管的进料端连通，清洗剂罐的回液口通过管道分别与膜管的出料端及陶瓷膜过滤器壳程出水管连通，清洗剂罐中清洗剂从膜管的进料端进入膜管，部分清洗剂穿过膜管进入陶瓷膜过滤器壳程，剩余部分则从膜管出料
端流出，与壳程流出的清洗剂分别流回清洗剂罐，清洗剂与附着在膜管上固体或焦状物等堵塞物进行反应，使其从膜管上脱离，从而恢复膜管的通透度，所述膜管的出料端与清洗剂罐的回液口之间的管道上设有清洗压力表及清洗压力阀，设置清洗压力表与清洗压力阀的主要目的，是增大膜管内的压力进而增大清洗剂穿越膜管的流量，从而提高清洗效率，缩短清洗时间，所述膜管的出料端与清洗剂罐的回液口之间的管道上及/或所述陶瓷膜过滤器壳程出水管与清洗剂罐的回液口之间的管道上设有清洗流量计，随着膜管通透度的变化，透过膜管流入壳程的清洗剂与留在膜管内的清洗剂分配比发生变化，根据该原理通过监测清洗压力阀的开度或清洗流量计的流量变化即可了解膜管的通透度变化，判断清洗效果与清洗进展，以及清洗是否完成，具体地说，当清洗压力表、清洗压力阀、清洗流量计均设于膜管的出料端与清洗剂罐的回液口之间的管道上时，清洗流量计用于监测管内流回清洗剂罐的清洗剂的流量，清洗压力表用于显示清洗剂在膜管内的压力，清洗压力阀通过改变开合度以调节清洗剂在膜管内的压力维持在固定值，通过调节压力的大小可以迫使部分清洗剂穿过膜管进入壳程，并在穿越过程中与膜管内部孔隙中的固体颗粒、焦状物、聚合物等发生化学反应，使其从膜管中脱离，随着膜管通透度提高，从膜管内流出的清洗剂流量变小，为了维持固定的压力，清洗压力阀的开合度降低，当清洗压力阀的开合度小于初始开合度的三分之一时，或当清洗流量计指示的流量下降至小于初始流量的三分之一时，证明清洗完成；而当清洗流量计设于陶瓷膜过滤器壳程出水管与清洗剂罐的回液口之间的管道上时，随着膜管通透度提高，从陶瓷膜过滤器壳程流回清洗剂罐的清洗剂流量增大，当清洗流量计指示的流量升高为初始流量的三倍及以上时，证明清洗完成。
9.进一步地，所述冲洗剂罐上设有进气管、气压表及排气阀，所述进气管与压缩气源连通，进气管上设有补气阀，所述补气阀、排气阀均与气压表电性连接，压缩气源将压缩气体注入冲洗剂罐中，提高冲洗剂罐内的气压，利用气压将冲洗剂注入陶瓷膜过滤器，气压表能够监测冲洗剂罐内的气压，通过排气阀可以使冲洗剂罐内的气压始终保持适当范围，从而调节冲洗剂流出的速率及压力，压缩气源内的气体可以为氮气、压缩空气等，冲洗剂罐内的进气管末端位于冲洗剂液面以下，通过鼓泡的方式可以加快冲洗剂的流动，提高升温效率。
10.进一步地，还包括冲洗加热管，所述冲洗加热管设于冲洗剂罐内，冲洗加热管通过管道与热源连通，热源注入冲洗加热管中，可以对冲洗剂罐内的冲洗剂进行加热，使冲洗剂的温度与陶瓷膜过滤器膜管内的废水的温度接近，当冲洗剂注入陶瓷膜过滤器时，膜管温度不会发生骤变，避免膜管破裂，加热后的冲洗剂的温度为60-90℃。
11.进一步地，还包括清洗加热管，所述清洗加热管设于清洗剂罐内，冲洗剂罐的出水口及回水口分别与清洗加热管的两端通过管道连通，冲洗剂罐与清洗加热管之间的管道上设有冲洗剂泵，通过冲洗剂泵将加热后的冲洗剂注入清洗加热管用于对清洗剂罐内的清洗剂进行加热，之后冲洗剂回到冲洗剂罐重新受热升温，所述冲洗剂泵通过管道与冲洗剂罐的出水口与陶瓷膜过滤器壳程进水管之间的管道连通，即冲洗剂泵还可以用于将冲洗剂罐中的冲洗剂注入陶瓷膜过滤器进行冲洗。
12.进一步地，所述热源为蒸汽、热水、热油中的一种，所述冲洗剂罐内设有温度传感器，冲洗加热管与热源之间的管道上设有热源控制阀，所述热源控制阀与温度传感器电性连接，温度传感器用于感应冲洗剂罐内冲洗剂的温度，当温度较低时，热源控制阀开度增
大，使更多的热源进入冲洗加热管进行循环供热，加快冲洗剂升温，当温度达到目标温度时，则控制热源控制阀开度减小，避免冲洗剂温度过高。
13.进一步地，所述冲洗剂为纯水、除氧水、脱氧纯水中的一种，所述清洗剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钾溶液、双氧水、硫酸或盐酸中的一种或几种。
14.进一步地，所述陶瓷膜过滤器可以为1个，也可以为串联或并联有多个，所述清洗剂罐可以为1个，也可以并联设有多个，多个清洗剂罐内的清洗剂相同或不同。
15.一种陶瓷膜过滤器的再生方法，包括物理冲洗及化学清洗中的至少一种，
16.所述物理冲洗包括以下步骤：
17.将压缩气体注入冲洗剂罐内，通过气压表、补气阀、排气阀将冲洗剂罐维持在稳定的加压状态。将热源通入冲洗加热管内，通过冲洗加热管对冲洗剂罐内的冲洗剂进行加热。当需要对陶瓷膜过滤器进行冲洗时，打开冲洗阀，冲洗剂直接被压入陶瓷膜过滤器内。
18.所述化学清洗包括以下步骤：
19.通过冲洗加热管对冲洗剂罐内的冲洗剂进行加热，将冲洗剂罐中加热后的冲洗剂注入清洗加热管，通过清洗加热管对清洗剂罐内的清洗剂进行加热，将加热后的清洗剂注入陶瓷膜过滤器对膜管进行清洗，通过清洗压力阀调节膜管内清洗剂的压力，增大膜管内的压力进而增大清洗剂穿越膜管的流量，从而提高清洗效率，缩短清洗时间，使用热冲洗剂加热清洗剂的目的，是防止清洗剂温度不稳定，出现超温的情况，保护系统内设备、管道、仪表、阀门等避免被过热的强腐蚀性的清洗剂损坏。
20.进一步地，判断是否清洗完成的方法为：当清洗压力阀的开度小于清洗压力阀初始开度的三分之一时，判断清洗完成；或当位于陶瓷膜过滤器壳程出水管与清洗剂罐的回液口之间的清洗流量计的流量大于初始流量的三倍时，判断清洗完成；当位于膜管的出料端与清洗剂罐的回液口之间的清洗流量计的流量小于初始流量的三分之一时，判断清洗完成。
21.进一步地，物理冲洗的频率大于化学清洗的频率。
22.相对于现有技术，本实用新型所述的陶瓷膜过滤器的再生系统具有以下优势：
23.(1)本实用新型所述的再生系统可以通过冲洗剂对陶瓷膜过滤器进行物理冲洗，通过清洗剂对陶瓷膜过滤器进行化学清洗，无需将膜管从陶瓷膜过滤器中取出即可进行，降低了操作难度，避免了膜管因过早堵塞而废气，延长了使用寿命，降低了运行成本；
24.(2)本实用新型所述的再生系统通过物理冲洗与化学清洗相结合，设置物理冲洗与化学清洗的频率，使膜管的通透度始终维持在较高水平，提高废水的滤出效率，减少废水总量，有利于保护环境；
25.(3)本实用新型所述的再生系统通过对冲洗剂及清洗剂的加热，使注入陶瓷膜过滤器的冲洗剂及清洗剂温度与废水温度相近，避免温度骤变导致的膜管破裂，同时还能避免过热的清洗剂腐蚀系统内的设备、管道、仪表、阀门；
26.(4)本实用新型所述的再生系统在进行化学清洗时，通过设置清洗压力表与清洗压力阀，增大膜管内的压力进而增大清洗剂穿越膜管的流量，从而提高清洗效率，缩短清洗时间，并能准确判断清洗效果、清洗进展、清洗是否完成。
附图说明
27.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
28.图1为本实用新型实施例1所述的再生系统的结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例2所述的再生系统的结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例3所述的再生系统的结构示意图。
31.附图标记说明：
32.1、陶瓷膜过滤器；2、膜管；3、冲洗剂罐；4、冲洗剂泵；5、清洗剂罐；6、清洗剂泵；7、液位计；8、补液阀；9、温度传感器；10、热源控制阀；11、气压表；12、补气阀；13、排气阀；14、冲洗阀；15、清洗流量计；16、清洗压力表；17、清洗压力阀。
具体实施方式
33.除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
34.下面结合实施例及附图来详细说明本实用新型。
35.实施例1
36.如图1所示，本实施例中的陶瓷膜过滤器1的再生系统，包括陶瓷膜过滤器1、冲洗剂罐3、清洗剂罐5，陶瓷膜过滤器1包括内置于陶瓷膜过滤器1的膜管2，膜管2将陶瓷膜过滤器1分割为管程及壳程，冲洗剂罐3与冲洗剂源连通，本实施例中的冲洗剂为脱氧纯水，冲洗剂罐3内设有液位计7，用于感应冲洗剂罐3内冲洗剂的液位，冲洗剂罐3与冲洗剂源之间的管道上设有补液阀8，当冲洗剂罐3内的冲洗剂液位过低时，通过补液阀8将冲洗剂源中的冲洗剂注入冲洗剂罐3，冲洗剂罐3的出水口通过管道与陶瓷膜过滤器1壳程进水管连通，冲洗剂罐3的出水口与陶瓷膜过滤器1壳程之间的管道上设有冲洗阀14，打开冲洗阀14即可将冲洗剂罐3中的冲洗剂注入陶瓷膜过滤器1进行冲洗，冲洗剂罐3上设有进气管、气压表11及排气阀13，进气管与压缩气源连通，进气管上设有补气阀12，补气阀12、排气阀13均与气压表11电性连接，压缩气源将压缩气体注入冲洗剂罐3中，提高冲洗剂罐3内的气压，利用气压将冲洗剂注入陶瓷膜过滤器1，气压表11能够监测冲洗剂罐3内的气压，通过排气阀13可以使冲洗剂罐3内的气压始终保持适当范围，从而调节冲洗剂流出的速率及压力，本实施例中冲洗剂罐3内的气压设定为0.5mpa，本实施例中压缩气源内的气体为氮气，冲洗剂罐3内的进气管末端位于冲洗剂液面以下，通过鼓泡的方式可以加快冲洗剂的流动，提高升温效率，还包括冲洗加热管，冲洗加热管设于冲洗剂罐3内，冲洗加热管通过管道与热源连通，热源注入冲洗加热管中，可以对冲洗剂罐3内的冲洗剂进行加热，使冲洗剂的温度与废水的温度接近，当冲洗剂注入陶瓷膜过滤器1时，膜管2温度不会发生骤变，避免膜管2破裂，加热后的冲洗剂的温度为80℃，本实施例中的热源为蒸汽，冲洗剂罐3内设有温度传感器9，冲洗加热管与热源之间的管道上设有热源控制阀10，热源控制阀10与温度传感器9电性连接，温度传感器9用于感应冲洗剂罐3内冲洗剂的温度，当温度较低时，热源控制阀10开度增大，使更多的热源进入冲洗加热管进行循环供热，加快冲洗剂升温，当温度达到目标温度时，则控制热源
控制阀10开度减小，避免冲洗剂温度过高。
37.本实施例中的再生系统在进行物理冲洗时，通过冲洗加热管对冲洗剂罐3内的冲洗剂进行加热，压缩气源将压缩气体注入冲洗剂罐3内，通过气压推动加热后的冲洗剂注入陶瓷膜过滤器1，冲洗剂罐3中的冲洗剂进入壳程后，穿过膜管2进入管程，同时将附着在膜管2上的有机物及催化剂颗粒冲回管程内并从膜管2出料端排出，从而恢复膜管2的通透度，本实施例中在每批废水过滤完毕后，均使用冲洗剂对陶瓷膜过滤器1进行冲洗。
38.本实施例中的清洗剂为氢氧化钠溶液，清洗剂罐5的出液口通过管道与膜管2的进料端连通，清洗剂罐5的出液口与膜管2的进料端之间的管道上设有清洗剂泵6，清洗剂泵6用于将清洗剂罐5中的清洗剂加压注入陶瓷膜过滤器1，清洗剂罐5的回液口通过管道分别与膜管2的出料端及陶瓷膜过滤器1壳程出水管连通，膜管2的出料端与清洗剂罐5的回液口之间的管道上沿清洗剂回流方向依次设有清洗流量计15、清洗压力表16、清洗压力阀17，清洗流量计15用于监测管内流回清洗剂罐5的清洗剂的流量，清洗压力表16用于监测清洗剂在膜管2内的压力，清洗压力阀17通过改变开合度以调节清洗剂在膜管2内的压力维持在固定值，通过调节压力的大小可以迫使部分清洗剂穿过膜管2进入壳程，并在穿越过程中与膜管2内部孔隙中的固体颗粒、焦状物、聚合物等发生化学反应，使其从膜管2中脱离，随着膜管2通透度提高，从膜管2内流出的清洗剂流量变小，为了维持固定的压力，清洗压力阀17的开合度降低，本实施例中清洗剂在膜管2内的压力为0.2mpa，清洗剂罐5内设有清洗加热管，冲洗剂罐3的出水口及回水口分别与清洗加热管的两端通过管道连通，冲洗剂罐3与清洗加热管之间的管道上设有冲洗剂泵4，通过冲洗剂泵4将加热后的冲洗剂注入清洗加热管用于对清洗剂罐5内的清洗剂进行加热，之后冲洗剂回到冲洗剂罐3重新受热升温。
39.通过冲洗加热管对冲洗剂罐3内的冲洗剂进行加热，将冲洗剂罐3中加热后的冲洗剂注入清洗加热管，通过清洗加热管对清洗剂罐5内的清洗剂进行加热，将加热后的清洗剂注入陶瓷膜过滤器1，清洗剂罐5中清洗剂从膜管2的进料端进入膜管2，部分清洗剂穿过膜管2进入陶瓷膜过滤器1壳程，剩余部分则从膜管2出料端流出，与壳程流出的清洗剂分别流回清洗剂罐5，清洗剂与附着在膜管2上而无法通过冲洗剂冲洗下来的固体或焦状物进行反应，使其从膜管2上脱离，从而恢复膜管2的通透度，当清洗流量计15指示的流量下降为初始流量的三分之一时，或当清洗压力阀17的开合度为初始开合度的三分之一时，证明清洗完成，之后再通过冲洗剂对陶瓷膜过滤器1进行一次冲洗，完成陶瓷膜过滤器1的再生。
40.实施例2
41.如图2所示，与实施例1的区别在于，本实施例2中的陶瓷膜过滤器1为两组并联设置，每组包括两台串联的陶瓷膜过滤器1，冲洗剂罐3及清洗剂罐5分别与每组陶瓷膜过滤器1相连，可以独立对任意一组进行冲洗或清洗，本实施例2中冲洗剂为纯水，清洗剂为双氧水，热源为120℃的热水，加热后的冲洗剂温度为70℃，加热后的清洗剂温度为50℃，冲洗剂泵4的出水口通过管道与膜管2的进料端及清洗加热管相连，既可以用于对陶瓷膜过滤器1进行冲洗，又可以对清洗剂罐5中的清洗剂进行加热，本实施例2中的清洗流量计15设于陶瓷膜过滤器1壳程出水管与清洗剂罐的回液口之间的管道上，随着膜管2通透度的提高，从陶瓷膜过滤器1壳程流回清洗剂罐5的清洗剂流量增大，当清洗流量计15指示的流量升高为初始流量的三倍时，或当清洗压力阀17的开合度为初始开合度的三分之一时，证明清洗完成，之后再通过冲洗剂对陶瓷膜过滤器1进行一次冲洗，完成陶瓷膜过滤器1的再生。
42.实施例3
43.如图3所示，与实施例1的区别在于，本实施例3中的陶瓷膜过滤器1包括依次串联的两个，清洗剂罐5包括并联的两个，相应的清洗剂泵6也设有两个，两个清洗剂罐5中的清洗剂不同，其中一种清洗剂为氢氧化钠溶液，另一种清洗剂为硫酸，首先用氢氧化钠溶液对陶瓷膜过滤器1进行清洗，之后利用冲洗剂对陶瓷膜过滤器1进行冲洗，然后用硫酸对陶瓷膜过滤器1进行清洗，最后利用冲洗剂对陶瓷膜过滤器1进行冲洗，本实施例中未安装清洗流量计15，只安装了清洗压力表16与清洗压力阀17，随着膜管2通透度的提高，从陶瓷膜过滤器1壳程流回清洗剂罐5的清洗剂流量增大，清洗压力阀17的开度逐渐降低，当清洗压力阀17的开度降低为初始开度的三分之一时，证明清洗完成。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。