[發明專利]電解質與非電解質的分離方法

無效

• 申請號: 201110409083.6
• 申請日: 2011-11-13
• 公開（公告）號: CN103100304A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 秦才東
• 申請（專利權）人: 秦才東
• 主分類號: B01D61/42
• 分類號: B01D61/42;B01D61/24;B01D61/44;C02F1/44
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技術領域

本發明涉及一種電解質與非電解質的分離方法，尤其是涉及利用陰陽離子膜的組合應用，使在水中可解離成為陰陽離子的化合物(電解質)連同水本身，透過離子膜析出，實現水及在水中可解離成為陰陽離子的化合物(電解質)與原混合物中不能解離成為陰陽離子的化合物(非電解質)的相互分離。

背景技術

在各種生活污水、餐飲行業污水、各種工業污水(造紙制漿、石油化工、生化、農藥、紡織、皮革、染料、涂料等)治理領域，均涉及油、或其它有機物與水、酸、堿、鹽的分離或脫水濃縮問題。尤其是，在酸水解纖維素、半纖維素或酸水解生物質原料生產水解糖、糠醛等有機化工產品時；發酵工業生產酒精、飲料、藥品或各種醇、酮、各種維生素等有機化工產品時；在化學合成、生化合成領域；果汁生產，牛奶制品的生產，天然香精、天然物質提取、菌體濃縮等領域，均涉及到不同種類物質的分離、脫水、脫鹽、提純和濃縮問題。常規的蒸餾或蒸發脫水工藝受高能耗的限制，常規的脫酸、堿、鹽方法受混合物中的酸、堿、鹽低含量的限制，都難以實現低成本運行，高昂的分離成本制約了上述工藝過程的廣泛應用，或降低了上述工藝的工業應用的經濟可行性。

發明內容

本發明的電解質與非電解質的分離方法，主要目的之一是低成本地通過陰陽離子膜的組合應用，使含有水、溶解于水中的無機物及有機物的混合物中的水以及在水中可解離成為陰陽離子的化合物(電解質)，在陰陽離子膜的接觸界面處透過離子膜后析出和排出，實現水及在水中可解離成為陰陽離子的化合物(電解質)與原混合物中不能解離成為陰陽離子的化合物(非電解質)，主要是有機物的相互分離。本發明的另一個目的是使不能透過離子膜的大分子物質，不論其是否電離成為陰陽離子，被離子膜所截留，實現與混合物中的水、電解質的相互分離或部分分離。本發明的還一個目的是使不能透過離子膜的大分子有機酸鹽水解轉化為有機酸及游離堿，而游離堿及水分通過離子膜排出或部分排出，最終實現有機酸類物質的濃縮提取。本發明的目的還有，通過不同結構特征的離子膜的組合應用，實現鹽水淡化處理；以及實現含鹽水溶液制取含酸、含堿溶液。

所述的電解質與非電解質的分離方法，是將陰離子膜和陽離子膜緊密接觸，形成一個具有朝向下方的縫隙開口的隔板，其周邊與盛裝水溶液的容器密封接觸，其上方完全浸沒在混合物的水溶液中，其下方伸出在容器外部，使通過陰陽離子膜析出的水分、可解離成為離子的化合物物質，不斷地流出混合物溶液，而容器中的溶液的非電解質濃度則不斷增加，實現電解質和非電解質兩種不同物質的相互分離。或者，將所述隔板所隔開的兩部分容器內的水溶液通過鹽橋方式連接，以便始終保持兩部分溶液中的離子可以自由流動，維持兩部分溶液的電中性。對于含有大分子有機酸鹽的混合物溶液，通過不斷添加水分，促使所述大分子有機酸鹽的水解，水解產物中的堿性物質與混合物溶液中的水分通過上述陰陽離子膜隔板的縫隙開口析出；最終可得到濃縮了的大分子的有機酸產品，如可以用于通過維生素鈉鹽生產維生素C，堿木質素脫堿等類似的工藝過程中。總之，上述方法可以應用于分離各種含有溶解于水溶液中的有機物和無機物的污水或混合物中的有機物與無機物的分離以及脫水濃縮提純工藝過程中。

具體實施方式

實施例1：

常溫常壓下，用北京廷潤膜技術開發有限公司提供的陽離子膜及陰離子膜(尺寸40x80厘米)各一張，分別用400目市售薄厚度的尼龍濾網覆蓋底部后托起形成可盛水溶液的容器狀，再將兩個容器緊密靠攏形成接觸面，接觸面的開口朝向下方，利用夾具使陰陽離子膜在接觸面處盡量緊密靠攏，為了增加陰陽離子膜緊密接觸的機會，尼龍網布上陰陽離子膜對應位置剪出大小不等的孔洞，以此陰陽離子膜形成一個隔板滲析裝置，并將兩部分容器內的水溶液相互隔開，為了始終保持兩部分溶液中的離子可以自由流動，維持兩部分溶液的電中性，兩部分溶液通過細塑料皮管(內直徑1厘米)內充滿的溶液以“鹽橋”方式連接。(注：工業化應用時可以預先將兩種離子膜緊密接觸組合在一起，形成一個具有縫隙開口的隔板，以平板膜的方式放入待分離的混合溶液內，其周邊與盛裝水溶液的容器密封接觸，且使隔板開口在下方并在混合溶液的外部。