[实用新型]一种双极膜电渗析装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种纯化分离设备，特别涉及一种双极膜电渗析装置。

背景技术

有关双极膜的研究报道自20世纪50年代中期就出现了，其发展过程可划分为三个阶段：第一阶段20世纪50年代中期至80年代初期，这是双极膜发展十分缓慢的时期，双极膜仅是由两片阴阳离子交换膜直接压制，性能很差，水分解电压比理论压降高几十倍，应用研究还处在以水解离为基础的实验室阶段；第二阶段从20世纪80年代初至90年代初，由于双极膜制备技术的改进，成功地研制了单片型双极膜，其性能大大提高，已经在制酸碱和脱硫技术中得到了成功应用，这一阶段出现了商品双极膜。从20世纪90年代初至今，是双极膜迅速发展的时期，随着对双极膜工作过程机理的深入研究，从膜结构、膜材料和制备过程上进行了重大改进，使双极膜的性能有了较大提高，其中主要是对阴膜和阳膜接触界面的改进，从最初简单的“压层型”或“涂层型”结构到20世纪80年代初开始出现的“单片型”结构，随后又出现带有中间“催化层”的复杂结构，大大降低了膜电压。双极膜电渗析技术在优化传统工业过程和新的工业过程中发挥了独到的作用。

以双极膜电渗析装置在甘氨酸的化工生产和分离为例，由于其可直接用于分离纯化甘氨酸的合成料液，且分离过程中不用额外加酸中和料液，不副产无机盐，生产绿色环保，因此具有重要的产业价值。

就现有双极膜电渗析装置的结构而言，如中国专利申请201320159281.6公开的一种新型的电渗析膜组合设备：该设备包括多组阴阳离子交换膜组，阴阳离子交换膜组外侧设有电极板，电极板外侧设有夹紧装置；电极板在靠近交换膜组的一侧设有循环管路，电极板上设有淡水进液口、淡水出液口、浓水的进液口、浓水出液口、极水进液口和极水出液口，极水进液口和极水出液口通过循环管路连通；阴阳离子交换膜组包括阴离子交换膜、阳离子交换膜，阴、阳离子交换膜之间以及相邻两组交换膜组之间设置隔板，交换膜组与电极板之间设有极膜，极膜与交换膜组之间设置隔板；隔板上设有多道供液体穿过的流道。该电渗析装置通过设备细节的改变，使其具有简单合理的组装方式，工作时更加高效性。

但是，在工业化的具体应用中，这种类似的双极膜电渗析装置虽然有细部结构的优化，但由于化工处理料液成分的复杂性，以及处理料液过程中涉及复杂的理化变化(如放热或吸热)，再加上电渗析过程中双极膜组件自身放热等问题，这样的装置并不能直接进行应用，存在换热缓慢、膜易被料液堵塞或破坏、难以循环生产等问题。

因而，需要对现有的电渗析装置进行改进，以适应实际中化工大批量生产的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种双极膜电渗析装置，该装置换热快、使用寿命长、设备间衔接紧凑，能高效的应用于化工产品的大批量生产中。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种双极膜电渗析装置，包括双极膜电渗析设备，离所述双极膜电渗析设备由远至近，与双极膜电渗析设备的管路相连，设置了依次连接的贮罐、循环泵、过滤器和换热器。

进一步，所述管路为原料液管路和/或碱液管路和/或极液管路；所述换热器通过管道与所述管路相连，或者所述换热器通过管道与双极膜电渗析设备上的原料液口和/或碱液口和/或极液口相连。

进一步，所述过滤器为保安过滤器。

进一步，与所述原料液管路相连，设置了依次连接的原料罐、料液循环泵、料液保安过滤器和料液换热器；与所述碱液管路相连，设置了依次连接的碱液罐、碱液循环泵、碱液保安过滤器和碱液换热器；与所述极液管路相连，设置了依次连接的极液罐、极液循环泵、极液保安过滤器和极液换热器；所述与管路相连的相邻装置间，通过管道使上一装置的出口与下一装置的进口相连。

进一步，所述双极膜电渗析设备的料液出水口、碱液出水口和极液出水口分别与原料罐进水口、碱液罐进水口和极液罐进水口相连。

进一步，所述双极膜电渗析设备包括双极膜膜堆，所述换热器通过管道与双极膜膜堆相接。

进一步，所述双极膜膜堆的膜组单位为盐/碱二室式，包括阳极室、阳离子交换膜、碱液室、双极膜膜对、料液室、阴极室、压力表、流量计、管路和直流电源。

进一步，所述双极膜膜堆两侧为钛涂钌铱、钛镀铂、石墨电极和不锈钢电极中的任一种形成的一对阴阳电极，更优选所述双极膜膜堆两侧分别为一对钛涂钌铱或钛镀铂阴阳电极。进一步，所述双极膜膜堆内双极膜和阳离子交换膜交替设置，分别构成碱液室和料液室。