[发明专利]制备甲酸钙的双极膜电渗析装置及甲酸钙制备方法

权利要求书

1.一种制备甲酸钙的双极膜电渗析装置，其特征在于，包括膜堆(11)、极水罐(21)、淡水罐(31)和碱水罐(41)，其中：

所述膜堆(11)两端通过线路与电流电压可调的直流电源(12)连接；

所述极水罐(21)内盛装极水，极水罐(21)的一端通过管道与膜堆(11)连通，另一端通过管道与极水循环泵(22)连通，极水循环泵(22)通过管道与极水罐换热器(23)连通，极水罐换热器(23)的另一端通过管道与极水罐(21)连通，极水循环泵(22)用于将极水罐(21)中的极水输送至膜堆(11)，极水罐换热器(23)用于给极水换热降温；

所述淡水罐(31)内盛装原料和甲酸，淡水罐(31)的一端通过管道与膜堆(11)连通，另一端通过管道与淡水循环泵(32)连通，淡水循环泵(32)通过管道与淡水罐换热器(33)连通，淡水罐换热器(33)的另一端通过管道与淡水罐(31)连通，淡水罐换热器(33)用于给淡水罐(31)内的液体降温，室循环泵用于将淡水罐(31)中的液体输送至膜堆(11)；

所述碱水罐(41)内盛装碱液，碱水罐(41)的一端通过管道与膜堆(11)连通，另一端通过管道与碱水循环泵(42)连通，碱水循环泵(42)通过管道与碱水罐换热器(43)连通，碱水罐换热器(43)的另一端通过管道与碱水罐(41)连通，碱水罐换热器(43)用于给碱水罐(41)内的液体降温，碱水循环泵(42)用于将碱水罐(41)中的液体输送至膜堆(11)。

2.如权利要求1所述的制备甲酸钙的双极膜电渗析装置，其特征在于，所述膜堆(11)由至少1组配组单元构成，所述配组单元由阳离子交换膜(11-1)和双极膜(11-2)按顺序依次排列组成，双极膜(11-2)的阴膜与阳离子交换膜(11-1)之间为碱室(11-3)，碱室(11-3)与碱水罐(41)连通循环，双极膜(11-2)的阳膜与阳离子交换膜(11-1)之间为淡室(11-4)，淡室(11-4)与淡水罐(31)连通循环。

3.如权利要求2所述的制备甲酸钙的双极膜电渗析装置，其特征在于，所述膜堆(11)由1～200组配组单元构成。

4.一种甲酸钙制备方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的双极膜电渗析装置完成，并包括以下步骤：

(1)向淡水罐中加入甲酸钠溶液，向碱水罐中加入去离子水，向极水罐中加入硫酸钠溶液；

(2)设定直流电源的电压和电流，开启淡水循环泵、碱水循环泵及极水循环泵，将淡水罐、碱水罐及极水罐中的液体，分别泵入膜堆内进行循环；

(3)开启直流电源，进行双极膜电渗析，制得甲酸溶液和氢氧化钠溶液，随着电渗析过程的进行，当碱水罐内氢氧化钠的浓度达到80～100g/L时，往碱水罐中加入纯水使碱水罐内的氢氧化钠浓度保持40～80g/L，当淡水罐内的电导率小于1000～15000us/cm时，关闭直流电源停止电渗析，然后将淡水罐内的液体取出，得到的甲酸溶液，将碱水罐内的液体取出，得到氢氧化钠溶液；

(4)将氢氧化钙加入水中配成固含量为100～300g/L的浆料，将氢氧化钙浆料加入步骤(3)所得甲酸溶液中，中和至PH＝7，然后将中和液利用过滤器过滤，过滤后的滤液再使用蒸发器蒸发脱水，当甲酸钙溶液浓缩至原体积的20～40％时过滤，用少量纯水洗涤，最后干燥得到甲酸钙成品。

5.如权利要求1所述的甲酸钙制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述甲酸钠溶液的质量浓度为5～35％。

6.如权利要求1所述的甲酸钙制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述极水罐中加入硫酸钠溶液的质量浓度为1～10％。

7.如权利要求1所述的甲酸钙制备方法，其特征在于，步骤(3)电渗析过程中，开启极水罐换热器，给极水换热降温；开启淡水罐换热器，给淡水罐内的液体降温；开启碱水罐换热器，给碱水罐内的液体降温，使液体温度控制在5～45℃。

8.如权利要求7所述的甲酸钙制备方法，其特征在于，步骤(3)中双极膜电渗析温度为20～40℃。