[實用新型]有機膜制備的溶劑置換溶出裝置

有效

• 申請號: 201120349287.0
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN202237820U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 吳高明;吳桂萍;王增玉;吳高宏
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司;武漢悟拓科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本實用新型涉及一種用于水處理中制膜工藝的裝置，具體的說是有機膜制備的溶劑置換溶出裝置。

背景技術

相轉化法制膜，就是配制一定組成的均相聚合物溶液，通過一定的物理方法使溶液在周圍環境中進行溶劑和非溶劑的傳質交換，改變溶液的熱力學狀態，使其從均相的聚合物溶液發生相分離，轉變成一個三維大分子網絡式的凝膠結構，最終固化成膜。相轉化制膜法根據改變溶液熱力學狀態的物理方法的不同，可以分為以下幾種：溶劑蒸發相轉化法、熱誘導相轉化法、氣相沉淀相轉化法和溶液相轉化法。溶液相轉化法也稱溶液相轉化法或浸入凝膠相轉化，由于其工藝簡單，具有更多的工藝可變性，能夠根據膜的用途更好的調節膜的結構和性能，成為制備微濾和超濾膜的主要方法，它通常以二甲基乙酰胺(DMAc)作為溶劑，其溶劑回收方法主要通過在凝固浴槽中加水，在膜經過凝固浴槽進行凝固的同時，利用溶劑溶于水的特性，使溶劑由膜中溶出，當凝固浴槽中的水含有的溶劑濃度達到一定值后，則將溶液排出再萃取或蒸餾回收其中的溶劑。具體工藝如圖1所示，從料槽出來的膜(管狀或扁平狀)進入最前方(膜進入端)的第一個凝固浴槽A，經過滑輪依次進入下一個凝固浴，通常經過3～5個凝固浴后，膜中的溶劑被大部分置換溶出。每個凝固浴槽均設單獨的進水口和排出閥，當前面1～2個凝固浴槽中的溶劑濃度達到設定值后，溶液從各自的凝固浴槽底部排出閥排出進入溶劑回收系統。后面幾個凝固浴槽中溶劑濃度達到相應設定值后，也從各自的凝固浴槽底部排出閥排出進入廢水處理系統。凝固浴溶液排空后，由進水管件1上的進水口分別向對應的凝固浴槽加入新水。

上述溶劑置換溶出工藝存在以下問題：(1)溶劑回收成本高：由于各凝固浴槽互不相通，且膜在凝固浴槽中的進行方向是由前至后，導致不同凝固浴槽中的溶液所含溶劑濃度是不同的，最前方第一個接觸膜的凝固浴槽中溶液含有的溶劑濃度最高，越向后則濃度越低。濃度越低，則回收成本也越高，溶劑回收率越低。考慮到溶劑回收成本和效率的問題，通常只對前面1～2個凝固浴槽排出液中的溶劑進行回收，而將其它凝固浴槽排出的低溶劑含量的溶液作為廢水排放，進入污水處理系統，一方面導致水資源浪費，水中的溶劑還會帶來環境影響；另一方面，需要建污水處理系統，增加了膜生產的投資及運行成本，并且部分溶劑流失也會導致運行成本的進一步增加。(2)膜中溶劑殘留量大，溶劑回收率低：隨著生產的持續進行，由于每個凝固浴槽內溶液中所含溶劑濃度逐漸增加，同一凝固浴槽內溶劑從膜中溶出的推動力逐漸減小，在膜中溶劑殘留量逐漸增加，到需要更換凝固浴溶液時達到最大，導致溶劑從膜中溶出率不穩定，膜中溶劑殘留量大。(3)不能實現溶劑置換溶出連續生產：由于凝固浴槽中的溶液濃度達到預定值時則必須定期排出(或回收或作為廢水排放)并重新注液生產，在更換溶液期間，膜生產設施必須停運，影響了生產的連續性。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述技術問題，提供一種結構簡單、溶劑回收率高、回收成本低、無污水排放、能實現系統連續運行的有機膜制備的溶劑置換溶出裝置。

本實用新型裝置包括由前至后順序排列的多個凝固浴槽，所述最前一個凝固浴槽設排出口，最后一個凝固浴槽設注入口，相鄰的凝固浴槽之間經管道或槽壁上的流通孔連通。

所述相鄰的凝固浴槽之間均經管道連通，所述管道的上端位于相鄰的后一個凝固浴槽內的上段，管道的下端位于相鄰的前一個凝固浴槽內的下段。

所述管道上設有水泵。

所述多個凝固浴槽中管道的上端高度等高或由后至前依次遞減。

所述相鄰的凝固浴槽之間經槽壁上的流通孔連通，多個流通孔在槽壁上上下錯列布置。

所述相鄰的凝固浴槽之間經槽壁上的流通孔連通，所述流通孔均位于槽壁的上段，所述凝固浴槽中還垂直設有隔板，所述隔板下端距離槽底面一定的間隙，以供膜及溶液通過。

所述流通孔在槽壁上的高度等高或由后至前依次遞減。

具體工藝為包括由前至后順序排列的多個凝固浴槽(依據膜走向，膜進入端為前，膜離開端為后)，槽內裝有用于凝固膜的溶液，需要進行溶劑置換時，先向最后一個凝固浴槽內注入新鮮溶液，由后至前，使后一個凝固浴槽內的含溶劑的溶液向前一個的凝固浴槽內依次流動，并由最前一個凝固浴槽內排出含溶劑的溶液。

所述由最前一個凝固浴槽內排出的含溶劑的溶液的量相當于向最后一個凝固浴槽內注入的新鮮溶液的量。

所述后一個凝固浴槽內含溶劑的溶液通過自流或管道加壓的方式向前一個的凝固浴槽內依次流動。