超声波黑液碱回收装置的制作方法

本实用新型涉及造纸设备，特别是一种超声波黑液碱回收装置。

背景技术：

造纸过程中产生的黑液成分复杂，污染负荷高,有机物含量约占造纸厂有机污染物总量的90%以上，是一类非常难以处理的有机废液。碱回收技术是造纸黑液处理中较为成熟的技术，在各地取得了广泛的应用。其中，电渗析是一种回收碱液较为有效的方法。但此技术经常存在堵槽、堵膜问题，大大降低了单次碱回收率。

电渗析法是采用循环式流程，黑液通过阳极室循环，稀碱液通过阴极室循环。在直流电场作用下，Na⁺通过阳膜进入阴极室，与电解产生的OH^–结合生成NaOH而得以回收碱；阳极室黑液由于电解产生H⁺而不断被酸化，木质素沉淀逐渐析出。

但在电渗析过程中，由于设备上的问题，阳极室由于黑液pH逐渐降低，木质素逐渐转变为胶体状析出（碱性作用下，木质素完全溶于黑液中呈亲水胶体，酸性条件下碱木质素胶体受到破坏，生成了难溶或不溶于水的木质素，从黑液中分离），黑液流动性变差，尤其是在近膜壁面处，由于料液粘性的存在，导致此处料液流速极低，木质素在此更容易富集，引起堵槽、堵膜等现象，从而导致阴阳离子跨膜时迁移阻力变大，系统电阻增大，电单耗及电流效率恶化，进而大大降低单次碱液回收率，恶化电渗析性能。因此，设备上的改进和创新势在必行。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种超声波黑液碱回收装置，可有效解决黑液中木质素在酸性条件下析出堵膜，导致碱回收率降低的问题。

本实用新型解决的技术方案是，包括造纸黑液罐、循环泵和电渗析设备，造纸黑液罐上装有第一酸度计，造纸黑液罐的出料口经管道与第一循环泵相连通，第一循环泵与电渗析设备的一个进口相连通，电渗析设备经回流管与造纸黑液罐相连通，电渗析设备的出口经管道与稀碱液罐相连通，稀碱液罐上装有第二酸度计，稀碱液罐上设有回流口，经管道与第二循环泵相连通，第二循环泵经管道与电渗析设备的另一进口相连通，电渗析设备相对应的两竖向侧壁上分别装有第一超声波发生器和第二超声波发生器，第一循环泵和电渗析设备之间的管道上装有第一转子流量计，第二循环泵和电渗析设备之间的管道上装有第二转子流量计。

本实用新型结构简单，新颖独特，使用效果好，且能耗低，有显著的经济和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图。

图2为本实用新型的电渗析设备结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

由图1所示，本实用新型包括造纸黑液罐、循环泵和电渗析设备，造纸黑液罐1上装有第一酸度计10，造纸黑液罐的出料口经管道与第一循环泵2相连通，第一循环泵2与电渗析设备4的一个进口相连通，电渗析设备4经回流管12与造纸黑液罐相连通，电渗析设备4的出口经管道与稀碱液罐7相连通，稀碱液罐7上装有第二酸度计11，稀碱液罐7上设有回流口，经管道与第二循环泵9相连通，第二循环泵9经管道与电渗析设备4的另一进口相连通，电渗析设备4相对应的两竖向侧壁上分别装有第一超声波发生器5和第二超声波发生器6，第一循环泵2和电渗析设备4之间的管道上装有第一转子流量计3，第二循环泵9和电渗析设备4之间的管道上装有第二转子流量计8。

为了保证使用效果和使用方便，所述的第一超声波发生器5和第二超声波发生器6分别经相对应的第一超声振板12-1和第二超声振板12-2对称装在电渗析设备左右对称的两端上；

所述的第一超声波发生器5和第二超声波发生器6各至少有一个，或各有两个以上超声波发生器组成的超声波发生器组；

所述的造纸黑液罐上侧设有进料口（图中未标示）；

所述的电渗析设备是在壳体4-1内依次由第一阴膜4-8、第一阳膜4-9、第二阴膜4-10、第二阳膜4-11隔置成阳极室4-2、第一淡化室4-3、浓缩室4-4、第二淡化室4-5和阴极室4-6，阳极室4-2的竖壁上装有阳极4-7，阴极室4-6的竖壁上装有与阳极相对应的阴极4-12，浓缩室4-4的出口、阴极室4-6的出口经管道与稀碱液管道14相连通，稀碱液管道与阴极室4-6的进口、浓缩室4-4的进口相连通，构成稀碱液循环通道；阴极室4-6的出口、第一淡化室4-3的出口、第二淡化室4-5的出口经管道与造纸黑液管道13相连通，造纸黑液管道13与阳极室4-2的进口、第一淡化室4-3的进口、第二淡化室4-5的进口相连通，构成造纸黑液的循环通道。

本实用新型的工作情况是，通过第一循环泵2将造纸黑液罐1中的黑液打入到电渗析设备4中，在第一循环泵2与电渗析设备4之间装有第一转子流量计3，通过此流量计可以控制黑液的流量。电渗析设备4两个电极侧面分别对称安装第一超声波发生器5和第二超声波发生器6，可以为一对、两对或多对。电渗析设备4后面连接稀碱液罐7，稀碱液罐7后侧的管道上接有第二转子流量计8，并通过第二循环泵9循环至电渗析设备4中。造纸黑液罐1和稀碱液罐7中分别装有数显的第一酸度计10和第二酸度计11，实时监测两个液罐中的pH，黑液pH从12-13降至8左右；稀碱液pH从8-9上升至12-13。当第一酸度计10显示pH小于8时，停止设备运行，碱回收结束。

电渗析设备4具体装置如图2所示。本实用新型采用的电渗析装置由两个阴电极、阳电极及多个阴膜、阳膜交替而成。阴膜、阳膜互相交替形成多个相隔的浓缩室和淡化室。浓缩室进料液为极稀的碱液（其实越稀越好，如果没有碱理论上是最好的。但是如果没有碱，用纯水，前期导电效果不好，所以浓缩室初始料液要有点碱液最好，pH不太高就行），淡化室进料液为黑液。在直流电场作用下，淡化室中的Na⁺通过阳膜进入浓缩室，淡化室中的OH^–通过阴膜进入浓缩室，从而使得淡化室中的黑液碱（NaOH）通过阴阳离子的迁移逐渐向浓缩室中纯净的稀碱液中转移，并通过多次循环，达到回收碱的目的。

本实用新型利用超声波高频振荡具有清洗膜表面的功能，可以阻碍黑液中木质素在膜表面的累积，从而减缓甚至解决黑液中木质素的堵槽问题，进而使阴阳离子正常迁移，提高电渗析对碱的回收率，缩短碱回收周期，节约能耗，降低回收经济成本，并延长了膜的使用寿命，本实用新型设备结构简单，使用效果好，且能耗低，大大减轻了环境污染，经济和社会效益显著。