[發(fā)明專利]一種雙極膜電滲析再生鈉型分子篩系統(tǒng)及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510363098.1
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104961139B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈江南;林溪;周瑪麗;高從堦;趙嚴(yán)
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J29/90
• 分類號: B01J29/90;C01B39/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司33201
• 代理人: 黃美娟,王曉普

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈉型分子篩離子交換脫鈉系統(tǒng)及其使用方法，更具體說是一種應(yīng)用雙極膜電滲析水處理技術(shù)在線連續(xù)處理鈉型分子篩離子交換脫鈉系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)

鈉型分子篩，包括八面沸石，β沸石，絲光沸石，ZSM系列沸石，尤其是催化裂化催化劑生產(chǎn)中用到的Y型分子篩，上述Na型分子篩制備的傳統(tǒng)工藝均采用銨鹽和稀土交換的方法降低鈉含量，以提高沸石分子篩催化劑的活性和穩(wěn)定性。

要使沸石分子篩以及含分子篩活性組分的催化劑中的鈉含量滿足使用要求，往往需要采用過量銨鹽交換改性，因此產(chǎn)生含大量氨氮物質(zhì)的工業(yè)廢水。銨交換過程過濾液中氨氮含量一般為4000～1000mg/L，交換后洗滌水中氨氮含量為150～1500mg/L。若直接排入水體，容易引起水中藻類和其他微生物大量繁殖，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。水中的氨氮可以在一定條件下轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與蛋白質(zhì)結(jié)合會形成亞硝肢，是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，對人體健康極為不利。生態(tài)環(huán)境方面，氨氮對水體造成污染，使水生動(dòng)植物中毒而死亡。因此，我國現(xiàn)行地表水、地下水、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)和漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了氨氮的濃度限值，國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)為15mg/L，二級排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/L。

因此，為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)以及工廠提高經(jīng)濟(jì)效益的要求，迫切需要開發(fā)綠色環(huán)保并可以提高經(jīng)濟(jì)效益的對分子篩進(jìn)行離子交換的技術(shù)。

CN102049193A公開了一種對含有可交換離子的固體物質(zhì)進(jìn)行離子交換的方法，該方法包括:采用雙極膜電滲析對含有離子的溶液進(jìn)行雙極膜電滲析，從而制備酸液或堿液；將所述酸液或堿液與含有可交換基團(tuán)的固體物質(zhì)進(jìn)行離子交換，并將交換得到的漿液進(jìn)行固液分離，將固液分離得到的液相循環(huán)用作雙極膜電滲析中的含有離子的溶液。由于鈉型分子篩脫鈉過程要求漿液體系pH大于3，否則將破壞其晶體結(jié)構(gòu)，而依照該法實(shí)踐易造成雙極膜電滲析產(chǎn)酸過量，破壞鈉型分子篩結(jié)構(gòu)，且雙極膜電滲析過程存在不連續(xù)，操作繁雜等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)鈉型分子篩在線連續(xù)離子交換脫鈉，可以有效提高鈉型分子篩脫鈉效果，節(jié)約脫鈉費(fèi)用的雙極膜法電滲析再生鈉型分子篩系統(tǒng)及其使用方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種雙極膜法電滲析再生鈉型分子篩系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括雙極膜電滲析器、堿液罐、料液罐、酸液罐、脫鈉離子交換柱；

所述雙極膜電滲析器為三隔室結(jié)構(gòu)，雙極膜電滲析系統(tǒng)的兩側(cè)為極液室，所述極液室分別為陽極室和陰極室，兩側(cè)極液室中間為電滲析隔室，電滲析隔室中雙極膜、陰離子交換膜、陽離子交換膜間隔排列構(gòu)成酸室、料液室、堿室；

所述脫鈉離子交換柱包括空心腔體、上蓋、下蓋；所述空心腔體的上端、下端分別與上蓋、下蓋螺紋密封連接；所述上蓋設(shè)有第一通孔，下蓋設(shè)有第二通孔，第一通孔、空心腔體、第二通孔形成液體通道；所述空心腔體內(nèi)壁沿圓周方向設(shè)有2個(gè)平行的環(huán)形臺階，從上到下分別為第一環(huán)形臺階和第二環(huán)形臺階，所述第一環(huán)形臺階和第二環(huán)形臺階分別用于放置第一多孔板和第二多孔板，使第一多孔板和第二多孔板相互平行，并且垂直于液體通道的方向；所述上蓋的第一通孔設(shè)有可伸入空心腔體的第一延長段，第一延長段的底部表面與第一多孔板的頂部表面觸接，所述下蓋的第二通孔設(shè)有可伸入空心腔體的第二延長段，第二延長段的頂部表面與第二多孔板的底部表面觸接，所述的第一延長段、第二延長段分別用于固定2個(gè)多孔板，所述上蓋的第一通孔處設(shè)有上端pH傳感器、下蓋的第二通孔處設(shè)有下端pH傳感器；

進(jìn)一步，所述上蓋底部第一通孔的外側(cè)設(shè)有一環(huán)形向內(nèi)的第一凹槽，所述下蓋頂部第二通孔的外側(cè)設(shè)有環(huán)形向內(nèi)的第二凹槽，所述第一凹槽內(nèi)表面與空心腔體的上端外表面為螺紋配合；所述第二凹槽內(nèi)表面與空心腔體的下端外表面為螺紋配合。

更進(jìn)一步，所述第一延長段、第二延長段分別與空心腔體恰好相嵌套。

所述脫鈉離子交換柱在工作狀態(tài)時(shí)，將兩個(gè)多孔板放置于中心腔體的兩個(gè)環(huán)形臺階上，待脫鈉的鈉型分子篩裝填于兩個(gè)多孔板之間，然后將上蓋、下蓋與空心腔體旋緊密封，多孔板通過上蓋的第一通孔的第一延長段以及下蓋的第二通孔的第二延長段壓緊固定。

所述料液罐的出口通過液體泵d和閥門V連通雙極膜電滲析器的料液室的入口，料液室的出口連通料液罐的入口；

所述堿液罐的出口通過液體泵c和閥門VI連通雙極膜電滲析器堿室的入口，堿室的出口連通堿液罐的入口；