[發(fā)明專利]一種低能耗膜分離方法及配套裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011444260.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN112370969B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文鵬;王景濤;武文佳;張婕;周國(guó)莉;王奇;王文奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D61/02
• 分類號(hào): B01D61/02;B01D61/04;B01D61/12;B01D9/02
• 代理公司: 鄭州知?jiǎng)艑＠硎聞?wù)所(普通合伙) 41193
• 代理人: 黃龍

本發(fā)明公布了一種低能耗膜分離方法及配套裝置，所述分離方法包括利用膜進(jìn)行分離的分離工序，以及與分離工序銜接的冷卻結(jié)晶工序，以及用于將冷卻結(jié)晶后獲得的飽和母液進(jìn)行加熱獲得不飽和溶液的加熱工序，加熱工序處理后獲得的不飽和溶液再次進(jìn)行分離工序并循環(huán)直至達(dá)到分離要求；其中，每次進(jìn)入分離工序的溶液都為不飽和狀態(tài)的溶液。本發(fā)明的方法及配套裝置克服了膜分離技術(shù)處理飽和含固物料易造成膜孔堵塞的問題，具有流程簡(jiǎn)單、操作費(fèi)用低、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低能耗膜分離方法和與之相適的配套裝置，本發(fā)明適用于處理進(jìn)料原液中固體物料在溶液中的溶解度隨溫度變化較大的體系。

背景技術(shù)

進(jìn)料原液中含有固體物料，如含鹽廢水、含高凝固點(diǎn)有機(jī)物的有機(jī)溶液等，通常采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法除鹽、回收含固物料或回收溶劑，具有能耗高、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，膜分離操作條件溫和且無相變，具有能耗小、成本低和占地少等優(yōu)勢(shì)。然而，當(dāng)含有固體物料的原液處理至飽和濃度時(shí)，采用膜分離技術(shù)處理容易造成膜孔堵塞，使膜通量急劇降低，無法繼續(xù)進(jìn)行處理，還需要采用傳統(tǒng)的蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)繼續(xù)進(jìn)行除鹽、回收含固物料或回收溶劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗膜分離方法，同時(shí)提供與之相適的配套裝置是本發(fā)明的又一發(fā)明目的。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種低能耗膜分離方法，所述分離方法包括利用膜進(jìn)行分離的分離工序，以及與分離工序銜接的冷卻結(jié)晶工序，以及用于將冷卻結(jié)晶后獲得的飽和母液進(jìn)行加熱獲得不飽和溶液的加熱工序，加熱工序處理后獲得的不飽和溶液再次進(jìn)行分離工序并循環(huán)直至達(dá)到分離要求；其中，每次進(jìn)入分離工序的溶液都為不飽和狀態(tài)的溶液。

優(yōu)選的，當(dāng)待分離原始料液為不飽和溶液時(shí)，依次進(jìn)行分離工序、冷卻結(jié)晶工序、加熱工序，且加熱工序獲得的不飽和溶液再次進(jìn)入分離工序并進(jìn)行上述循環(huán)直至達(dá)到分離要求。

進(jìn)一步，當(dāng)待分離原始料液確定后，根據(jù)其物性即可以確定出合適的加熱溫度以及冷卻結(jié)晶溫度。而當(dāng)待分離原始料液本身就是飽和溶液時(shí)，根據(jù)其溫度更為接近冷卻結(jié)晶溫度還是更為接近加熱溫度，還可以優(yōu)選進(jìn)行相應(yīng)的處理。如飽和溶液的溫度更為接近冷卻結(jié)晶工序的溫度時(shí)，稱之為低溫飽和溶液；如飽和溶液的溫度更為接近加熱工序的溫度時(shí)，稱之為高溫飽和溶液。

優(yōu)選的，當(dāng)待分離原始料液為低溫飽和溶液時(shí)，先進(jìn)行加熱工序使其成為不飽和溶液，之后再依次進(jìn)行分離工序、冷卻結(jié)晶工序、加熱工序。

優(yōu)選的，當(dāng)待分離原始料液為高溫飽和溶液時(shí)，先進(jìn)行冷卻結(jié)晶工序、加熱工序獲得不飽和溶液，然后再依次進(jìn)行分離工序、冷卻結(jié)晶工序、加熱工序。

本發(fā)明適用于待分離液中固體物料在溶液中的溶解度隨溫度變化較大的體系，如所述待分離原始料液為含鹽廢水或含高凝固點(diǎn)有機(jī)物的有機(jī)溶液。

本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種低能耗膜分離的配套裝置，包括膜分離系統(tǒng)，所述膜分離系統(tǒng)設(shè)有進(jìn)液口、透過液出口和濃縮液出口，濃縮液出口通過管道依次連接冷卻系統(tǒng)和結(jié)晶系統(tǒng)，結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)有飽和結(jié)晶母液出口和結(jié)晶物料出口，飽和結(jié)晶母液出口通過加熱系統(tǒng)與膜分離系統(tǒng)進(jìn)液口相連通。

優(yōu)選的，所述配套裝置還包括待分離原始料液進(jìn)料管道，所述進(jìn)料管道與膜分離系統(tǒng)的進(jìn)液口、加熱系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)相連接；所述進(jìn)料管道與膜分離系統(tǒng)的進(jìn)液口、加熱系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)相連接的管路上均設(shè)置控制閥。

優(yōu)選的，所述加熱系統(tǒng)還包括加壓泵。加壓泵是給物料重新加壓以滿足過濾所需要的壓力。

所述結(jié)晶系統(tǒng)的結(jié)晶物料出口連接出料裝置。

所述膜分離系統(tǒng)為微濾膜分離裝置或納濾膜分離裝置或反滲透膜分離裝置；所述冷卻系統(tǒng)為換熱冷卻器或真空蒸發(fā)式冷卻裝置。