[發明專利]一種電滲析濃縮制鹽裝置

有效

• 申請號: 201110228180.5
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102267747A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 金可勇
• 申請（專利權）人: 杭州水處理技術研究開發中心有限公司
• 主分類號: C02F1/469
• 分類號: C02F1/469;C01D3/06
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種濃縮制鹽的電滲析裝置。

技術背景

電滲析濃縮海水制鹽是一項成熟的工業技術，在日本取代鹽田法已有30余年，并推廣到澳洲、南美和中東不少國家應用。我國沿海鹽田正逐漸減少。反滲透海水淡化技術日臻成熟，裝機容量迅速擴大，其濃水利用各地提出了不少方案，出于保護海洋環境、發展循環經濟和保證海鹽產量，電滲析濃縮制鹽備受青睞。

1960年日本以海水濃縮制鹽為目標開展電滲析技術的研究，1972年國會通過了廢除鹽田法制鹽法案以后，電滲析法全部取代了鹽田法。膜性能的提高和工藝的改進，特別1，2價離子分離交換膜研制成功，使耗電和鹽的純度大大提高工業應用中的制鹽工藝都是直接取用海水。海水經殺菌、除藻、降低濁度三級預處理后進入電滲析器濃縮，濃水再經蒸發、干燥制成食鹽。工場自備鍋爐，供渦輪發電機和蒸發罐蒸汽，電力供電滲析裝置運轉。電滲析膜堆和蒸發罐都是多級串聯，日本國內電滲析濃縮海水制鹽年產量150萬噸，其他國家約50萬噸。電滲析裝置的操作電流密度在30～40mA/cm²，隔室流速4～6cm/s。海水濃縮6倍，濃度濃水165～170g/L(Cl^-濃度108～116g/L)，淡水系統的脫鹽率在20％～30％。電滲析系統的電流效率80％～84％，以Na⁺計電流效率為73％～74％、Cl^-電流效率與系統電流效率相當。每噸食鹽電滲析直流耗電160～180kWh、系統總耗電在280～300kWh。離子交換膜保用3年。不管是電滲析海水濃縮制鹽還是料液特定成分的富集回收，都希望濃水濃度越高越好，但這受到膜傳質性能和操作電流密度的限制。

在電滲析過程中同時發生的幾種伴隨過程，以膜的傳質特性參數定量描述各個過程的強度。以水合離子形式遷移形成的電滲失水，不同膜相差不大。由濃差引起的電解質擴散系數和水的滲透系數相差很大。這些伴隨過程降低了濃縮倍數和電流效率，且隨著操作電流密度和膜兩側濃差的升高而加劇。與中、低濃度料液脫鹽相比，濃縮對膜的傳質特性參數要求更高，一般異相離子交換膜難以達到要求。

但這些電滲析制鹽的一個共同點就是都需要蒸發過程，需大量的能耗，從而提高了制鹽成本。

我們針對以上現狀，在前人研究的基礎上，針對電滲析制鹽裝置的特殊要求，進行了系列研究與開發，經過多方面試驗研究，終于開發出了具有防內漏與防外漏、防漏電的制鹽電滲析專用復合隔板，充分解決了許多外在因素的干擾影響，保證運行數據的準確性與重復性；在此基礎上，根據電滲析濃縮制鹽的要求，繼續對陰膜、1-2價分離陽膜、電極、夾緊裝置、熱交換裝置、流道設計、電流密度、流速進行研究與優化，最終開發出可以無需蒸發就可以制得固體鹽的電滲析濃縮的制鹽裝置。

發明內容

本發明的主要目的是開發一種無需蒸發就可以制得固體鹽的電滲析濃縮制鹽裝置。本發明的目的還在于提供一種可以進行經濟、環保的電滲析濃縮制鹽的運行參數。

本發明通過下述技術方案得以實現的：

一種電滲析濃縮制鹽裝置，包括膜堆、電極、隔板和流道隔網的電滲析機構、以及固體鹽分離與收集機構，其中電極是鉑涂層厚度為2～10微米的鈦涂鉑電極、或涂層厚度為2～20微米的鈦涂釕電極；隔板是復合彈性隔板，由PVC、PP、或PC制作而成，隔板厚度為0.6～0.8mm，每個布水口連接有布水流道板，每個布水流道板上分布有6～15道布水流道，布水流道寬度為0.2～0.8mm，深度為0.3～0.5mm；固體鹽分離與收集機構包括過飽和鹽水進口、未飽和鹽水出口、斜板、固體鹽排出口；其中斜板的傾斜度為15～30度；過飽和鹽水進口與電滲析機構的濃水出口連接，未飽和鹽水出口電滲析機構的進口連接。本發明中的電極可更適于在高電流密度、高鹽濃度下的應用。復合彈性隔板使液體流動狀態更好、阻力更小、防結晶堵塞、并具有防內外漏、防漏電的作用。

作為優選，上述的一種電滲析濃縮制鹽裝置中所述的涂層厚度為2～20微米的鈦涂釕電極中的涂層是由TiO₂、RuO₂、IrO₂的共熔體，其中的質量比例為0.01～10∶0.01～5∶0.01～3。