专利名称：化工分离膜器电渗析设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化工分离设备，特别是指一种化工脱盐、浓缩用分离膜器电渗析设备。
背景技术：
在发酵工业中通常采用离子交换法除盐，操作繁琐，生产成本高；有的利用水处理电渗析器进行脱盐，所用异相膜选择透过性差，隔板与膜间的密封性较差，造成膜堆渗漏、膜间串水，导致物料流失和环境污染，降低了物料收率，影响了脱盐效果。现有的化工脱盐用电渗析设备，一般采用压紧板夹紧膜堆的组装形式，组装膜对数受到限制，这样不便于安装、检修，还会造成水流分配的不均匀性，若增加设备的台数，这样占地面积大，给运行管理带来不便。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种采用均相离子交换膜，并由多个膜堆依次排列组装而成，各个膜堆又是相对独立的执行化工脱盐、浓缩的分离膜器电渗析设备。它提高了单台设备的膜堆数量及处理能力，防止了多膜对组装时水流分配的不均匀性，便于检查、检修和运行管理；设备结构紧凑、美观合理，占地面积小，便于集中管理。
本实用新型的目的是由如下技术方案实现的，它包括多个膜堆、组合型电极和压紧装置。
所述多个膜堆是由2-20个膜堆组成，每个膜堆均由阳离子交换膜、浓缩室隔板、阴离子交换膜、脱盐室隔板交替排列而成。
所述组合型电极是由组合式阳电极和组合式阴电极组成，分别装在膜堆两侧。组合式阳电极和组合式阴电极均由电极材料、导水板和电极室构成，电极材料和电极室均置于导水板内；两侧导水板上设有脱盐液和浓缩液的入液管和出液管，阳极液和阴极液的入液管和出液管，正负电源接线柱。
所述膜堆与组合型电极由内螺栓预先紧固为一整体，成为独立的脱盐设备。
所述压紧装置是由机头、机尾、活动丝杆、传动装置、机架组成，将多个两侧装有组合型电极的膜堆依次排列于机架之内，置于机头、机尾之间，用活动丝杆、传动装置紧固成一体。
所述浓缩室隔板和脱盐室隔板，其中心部位为液流通道支撑网，周边部位为隔板框，隔板框的上、下部位分别设有进出液孔和配集液孔，配集液孔与液流通道支撑网上、下部位之间分别设有布液槽流道。布液槽流道为暗沟圆柱孔形，可有效防止交换膜出现凹陷。浓缩室隔板和脱盐室隔板虽然结构相同，由于配集液孔与布液槽流道具有对称性，因此组装时，一个正向，一个反向，即可区分其浓缩室隔板和脱盐室隔板。
浓缩室隔板和脱盐室隔板的隔板框由耐酸碱腐蚀、耐氧化，且具有一定的柔软性和弹性的塑料或橡胶板材做成，其厚度为0.5-3毫米，支撑网可为塑料的编织网、绞织网或挤塑网。
所述均相离子交换膜，有阳离子交换膜、阴离子交换膜、双极离子交换膜、特种离子交换膜等。膜的品种、膜的交联度或截留分子量的不同，直接影响膜器的分离功能，即影响膜器的脱盐功能和有机物料的损失量。
综上所述，本实用新型的膜堆中，阴离子交换膜或阳离子交换膜均可换为双极离子交换膜，即形成阳离子交换膜和双极离子交换膜的组合或阴离子交换膜和双极离子交换膜的组合，这样可使有些盐类转化为相应的酸、碱。
本实用新型的优点是它提高了单台设备的膜堆数量及处理能力，防止了多膜对组装时水流分配的不均匀性，便于检查、检修和运行管理；设备结构紧凑、美观合理，占地面积小，便于集中管理。
本实用新型可用于发酵工业生产工艺中的脱盐，生物化工和制药工业、食品工业的脱盐、纯化和浓缩处理，从化学品生产母液、废液中脱除无机盐类，回收有机物料，降低废液的有机物含量，有利于环境保护。
图1为化工分离膜器电渗析设备的结构示意图图2为膜堆立体分解结构示意图图3为浓缩室隔板立体结构示意图图4为布液槽流道A-A剖面结构示意图图5为电渗析脱盐、浓缩原理图其中R为非电解质、MX为电解质图6为弱酸有机盐水解分离原理图其中NaA为有机酸盐、HA为有机酸具体实施方式
实施例1本实施例所述的一种化工分离膜器电渗析设备，它包括12个膜堆、组合型电极和压紧装置，所述的每个膜堆(5)是由阳离子交换膜(7)、浓缩室隔板(8)、阴离子交换膜(9)、脱盐室隔板(10)交替排列而成；所述组合型电极是由组合式阳电极(4)和组合式阴电极(6)组成，分别装在每个膜堆两侧，用内螺栓(24)紧固为一整体，便于安装、拆卸，具有独立的脱盐、浓缩功能。组合式阳电极(4)和组合式阴电极(6)均由电极材料、导水板和电极室构成，电极材料和电极室均置于导水板(16)内；两侧导水板(16)上设有脱盐液和浓缩液的入液管(21)、(14)和出液管(20)、(26)，阳极液和阴极液的入液管(15)、(22)和出液管(19)、(25)，正负电源接线柱(18)、(23)；两侧导水板(16)的内侧中心部位均为电极室(17)。
所述压紧装置是由机头(11)、机尾(2)、活动丝杆(12)、传动装置(13)、机架(1)组成，将12个两侧装有组合型电极的膜堆依次排列于机架(1)之内，置于机头(11)、机尾(2)之间，中间夹有垫板(3)，用活动丝杆(12)、传动装置(13)紧固成一体。
所述浓缩室隔板(8)和脱盐室隔板(10)，其中心部位为液流通道支撑网(30)，周边部位为隔板框(31)，隔板框(31)的上、下部位分别设有进出液孔(27)和配集液孔(28)，配集液孔(28)与液流通道支撑网(30)上、下部位之间分别设有布液槽流道(29)。布液槽流道(29)为暗沟圆柱孔形，可有效防止交换膜出现凹陷。浓缩室隔板(8)和脱盐室隔板(10)虽然结构相同，由于配集液孔与布液槽流道具有对称性，因此组装时，一个正向，一个反向排列，即可区分其浓缩室隔板和脱盐室隔板。
浓缩室隔板(8)和脱盐室隔板(10)的隔板框由耐酸碱腐蚀、耐氧化，且具有一定的柔软性和弹性的塑料板材做成，其厚度为1毫米，支撑网为塑料的绞织网。
工作原理如下(如图5所示)发酵液或其它有机物料与无机盐的混合溶液和浓缩液，分别由入液孔(21)、(14)进入浓缩室(8′)、脱盐室(10′)，在通入直流电的条件下，组合式阳电极、组合式阴电极工作，无机盐阳离子M+和阴离子X-分别通过阳离子交换膜(7)和阴离子交换膜(9)，而使脱盐室(10′)盐份减少，浓缩室(8′)的盐分增加，而有机物料系非电解质，不能通过离子交换膜，而留在脱盐室(10′)内，达到无机盐类和有机物质的分离的目的，脱盐液、浓缩液分别由出液管(20)、(26)排出。
所述电渗析脱盐，特别是有机物料的脱盐，即将非电解质溶液中的电解质-无机盐脱除，使有机物料得到纯化。
实施例2本实施例所述的一种化工分离膜器电渗析设备，它包括10个膜堆、组合型电极和压紧装置，所述的每个膜堆是由阳离子交换膜(7)、原液室隔板、双极离子交换膜(32)、碱室隔板交替排列而成，原液室隔板和碱室隔板的结构与脱盐室隔板和浓缩室隔板的结构相同；其它结构均同实施例1。
工作原理如下(如图6所示)原液进入原液室(33)，H2O或稀碱液进入碱室(34)，水进入双极膜(32)中，在直流电场作用下，水解离为H+、OH-，并分别通过阳膜层和阴膜层，到达原液室(33)和碱室(34)，在原液室(33)由于受到直流电场作用，金属离子Na+透过阳膜(7)进入碱室(34)，而留下的酸根A-与双极膜迁移过来的H+组合成酸；而在碱室(34)由于不断得到原液室(33)的金属离子Na+和从双极膜迁移过来的OH-结合为相应的碱。
权利要求1.一种化工分离膜器电渗析设备，它包括多个膜堆、组合型电极和压紧装置，其特征在于所述多个膜堆是由2-20个膜堆组成，每个膜堆均由阳离子交换膜、浓缩室隔板、阴离子交换膜、脱盐室隔板交替排列而成；所述组合型电极是由组合式阳电极和组合式阴电极组成，分别装在膜堆两侧；组合式阳电极和组合式阴电极均由电极材料、导水板和电极室构成，电极材料和电极室均置于导水板内；所述压紧装置是由机头、机尾、活动丝杆、传动装置、机架组成，将多个两侧装有组合型电极的膜堆依次排列于机架之内，置于机头、机尾之间，用活动丝杆、传动装置紧固成一体；所述浓缩室隔板和脱盐室隔板，其中心部位为液流通道支撑网，周边部位为隔板框，隔板框的上、下部位分别设有进出液孔和配集液孔，配集液孔与液流通道支撑网上、下部位之间分别设有布液槽流道。
2.如权利要求1所述的化工分离膜器电渗析设备，其特征在于膜堆与组合型电极由内螺栓紧固为一整体。
3.如权利要求1所述的化工分离膜器电渗析设备，其特征在于两侧导水板上设有脱盐液和浓缩液的入液管和出液管，阳极液和阴极液的入液管和出液管，正负电源接线柱。
4.如权利要求1所述的化工分离膜器电渗析设备，其特征在于布液槽流道为暗沟圆柱孔形。
5.如权利要求1所述的化工分离膜器电渗析设备，其特征在于浓缩室隔板和脱盐室隔板的隔板框由耐酸碱腐蚀、耐氧化，且具有一定的柔软性和弹性的塑料或橡胶板材做成，其厚度为0.5-3毫米。
6.如权利要求1所述的化工分离膜器电渗析设备，其特征在于支撑网为塑料的编织网、绞织网或挤塑网。
7.如权利要求1所述的化工分离膜器电渗析设备，其特征在于每个膜堆中的阴离子交换膜换为双极离子交换膜。
8.如权利要求1所述的化工分离膜器电渗析设备，其特征在于每个膜堆中的阳离子交换膜换为双极离子交换膜。
专利摘要本实用新型涉及一种化工分离膜器电渗析设备。它包括多个膜堆、组合型电极和压紧装置，每个膜堆均由阳离子交换膜、浓缩室隔板、阴离子交换膜、脱盐室隔板交替排列而成；组合型电极分别装在膜堆两侧，多个膜堆组合依次排列，用压紧装置紧固成一体。浓缩室隔板和脱盐室隔板结构类同，其中心部位为液流通道支撑网，周边部位为隔板框。本实用新型的优点是它提高了单台设备的膜堆数量及处理能力，防止了多膜对组装时水流分配的不均匀性，便于检查、检修和运行管理；设备结构紧凑、美观合理，占地面积小。本实用新型可用于生物化工和制药、食品工业的脱盐、纯化和浓缩处理，减少废水中有机物含量，减小环境污染。
文档编号B01D61/42GK2805895SQ20052001579
公开日2006年8月16日 申请日期2005年4月29日 优先权日2005年4月29日
发明者陈 光, 黄世学, 吴润丰, 吴晓云, 黄文哲, 王超群 申请人:吴润丰, 陈 光