一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置，属于粘胶废液处理技术领域。包括间隔设置的膜片单元和膜板，端部均为膜板，端部的两个膜板分别和极板连接；极板上设置有电源接口、极水进口和极水出口；一个极板通过电源接口连接电源正极，另一个极板通过电源接口连接电源负极；膜片单元包括多对重叠设置的膜片和隔板，每一对膜片包括阴膜、阳膜和双极膜；膜片单元按照双极膜、隔板、阴膜、隔板、阳膜、隔板的排列重复设置；隔板一端连接盐水进口、酸水进口或者碱水进口；隔板另一端连接盐水出口、酸水出口或者碱水出口。该膜堆装置能够适用于工业化大生产，生产出含盐量较低的碱，含盐量较低的酸。

A Membrane Reactor for Treatment of Sodium Sulfate Waste Liquor from Viscose Fiber

【技术实现步骤摘要】
一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置
本技术涉及粘胶废液处理
，尤其涉及一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置。
技术介绍
在化纤行业中的粘胶纤维成型过程中粘胶与酸性凝固浴作用，使碱被中和，纤维素磺酸钠被分解而再生成水化纤维素，此过程中粘胶中的纤维素磺酸酯、游离NaOH以及因副反应生成的Na2CS3、多硫化合物等副反应产物均会与凝固浴中的硫酸反应生成硫酸钠。粘胶纤维生产中包括消耗硫酸的酸浴工序，还包括消耗氢氧化钠的浆粕浸渍工序、碱纤维素磺酸酯溶解工序、废气吸收工序、精练压洗工序和酸水中和处理工序。凝固浴中硫酸钠的主要作用是促使粘胶液流凝固和抑制硫酸解离，使纤维素磺酸酯的再生速度延缓，提高凝固浴中硫酸钠的浓度，纺丝操作较容易，丝束不易断头，并能降低硫酸的离解度，使丝束在离开凝固浴时仍具有一定的剩余酯化度，但凝固浴中的硫酸钠也不宜过高，否则会使纤维凝固过速，不能形成微细结构，而生成粗大的结晶粒子，纤维的内外层也不均一。在纺丝过程中，凝固浴中的硫酸钠含量不断增加使得其无法满足工艺的要求，如果只通过添加凝固浴中被消耗的原料以补充其浓度再循环利用就会使得凝固浴的总量增加而无法储存，只能定时定量的将凝固浴排放，其中的酸、盐、金属离子等将引起严重的环境污染、给污水处理带来巨大的压力并且造成资源的巨大浪费。而将酸浴中多余的硫酸钠进行高温结晶，分离出硫酸钠晶体，使酸浴中的硫酸钠的含量符合工艺要求，不需每天排掉酸来平衡酸浴，通过加料后直接供纺丝车间继续使用，可减少排酸，产出元明粉，降低环保压力，但是由于凝固浴中硫酸钠高温结晶生产出来的元明粉含杂质多、本身附加值低使得其并不能产生经济效益，大量的固体盐无法处理，仍然给环保带来了一定的压力。双极膜是一种新型的离子交换复合膜，它通常由阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化层)和阴离子交换层(P型膜)复合而成，是真正意义上的反应膜。在直流电场作用下，双极膜可将水离解，在膜两侧分别得到氢离子和氢氧根离子。利用这一特点，将双极膜与其他阴阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统，能够在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱，这种技术称为双极膜电渗析技术。与传统工艺相比，双极膜电渗析技术具有高效节能、环境友好、操作便捷等突出技术优势。近年来，双极膜电渗析技术技术在研究及应用两方面均获得了快速发展，膜制备技术和操作参数优化不断取得新的进步，应用范围从化工领域的脱盐和酸碱制备、生物领域的蛋白和氨基酸提纯拓展到环保领域中工业废水的纯化、浓缩、高纯水制备等领域，在传统化工分离工艺的更新改造、发展清洁生产和循环经济过程中扮演着日益重要的角色。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。目前，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。它的出现改变了传统工业分离和制备过程，为解决环境、化工、生物、海洋化工等领域中的技术难题带入新的生机和活力，同时为解决人类面临的环境、资源、能源等问题提供了有效手段。国家知识产权局于2011.3.10公开了一件公开号为CN102167293A，名称为“一种使用双极性膜电渗析装置生产硫酸和氢氧化钠的方法”的技术专利，公开了一种使用双极性膜电渗析装置生产硫酸和氢氧化钠的方法，该方法是将硫酸钠溶液注入到阴离子选择膜和阳离子选择膜形成的隔室中，将水注入到双极膜与阴离子选择膜、阳离子选择膜形成的隔室中，在直流电场力作用下，在阳离子选择膜与双极膜面向阳极的阴离子选择面形成的隔室和/或阳离子选择膜与阴极形成的隔室中得到氢氧化钠，在阴离子选择膜与双极膜面向阴极的阳离子选择面形成的隔室和/或阴离子选择膜与阳极形成的隔室中得到硫酸。本技术采用的方法能够重新利用硫酸钠废液，生产出可以二次利用的硫酸和氢氧化钠，使其变废为宝，具有显著的经济效益和环境效益。上述专利虽然可以做到处理废液,使得酸碱再生，对环境起到了一定的保护效果，但是依然存在酸碱回收率不高，能耗大，无法在线回收且循环利用，且由于没有在进入膜装置之前的预处理步骤，会导致膜装置内的流道堵塞、膜电阻增加、再生酸碱能力降低，并且设备使用寿命短。国家知识产权局于2014年02月26日公开了一件公开号为CN203451221U，名称为一种粘胶纤维硫酸钠废液采用双极膜电渗析法回收酸碱的系统的技术专利，公开了一种粘胶纤维硫酸钠废液采用双极膜电渗析法回收酸碱的系统，包括双极膜电渗析膜组器，硫酸回收管道和碱回收管道，还包括预处理装置和蒸发浓缩装置，所述预处理装置的出液端与双极膜电渗析膜组器的进液端连通，所述双极膜电渗析膜组器的出硫酸端与蒸发浓缩装置的进硫酸端连通，出碱端与蒸发浓缩装置的进碱端连通，所述蒸发浓缩装置的出硫酸端与出碱端分别与硫酸回收管道与碱回收管道连通。存在以下问题：1、上述回收酸碱的系统无法扩大到工业化生产，仅仅限于实验阶段。2、上述回收酸碱的系统有排放，不利于环保生产。3、上述回收酸碱的系统产碱和产酸含盐量高，返回至生产过程后对粘胶质量影响大。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提出了一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置，该膜堆装置能够适用于工业化大生产，生产出含盐量较低的碱，含盐量较低的酸。一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置，包括间隔设置的膜片单元和膜板，端部均为膜板，端部的两个膜板分别和极板连接；所述极板上设置有电源接口、极水进口和极水出口；一个极板通过电源接口连接电源正极，另一个极板通过电源接口连接电源负极；所述膜片单元包括多对重叠设置的膜片和隔板，每一对膜片包括阴膜、阳膜和双极膜；所述膜片单元按照双极膜、隔板、阴膜、隔板、阳膜、隔板的排列重复设置；所述隔板一端连接盐水进口、酸水进口或者碱水进口；所述隔板另一端连接盐水出口、酸水出口或者碱水出口。膜堆的电流设定为300～400A，电压设定为200V～290V，电压增大说明电阻增大，电阻增大说明浓度降低。浓度增大后可以通过补水调节。隔板的一端连接有盐水进口、酸水进口和碱水进口，在隔板内部形成分别形成盐水进口通道、酸水进口通道和碱水进口通道；隔板的另一端连接有盐水出口、酸水出口和碱水出口，在隔板内部形成盐水出口通道、酸水出口通道和碱水出口通道。膜片单元包括40对重叠设置的膜片，每一对膜片包括阴膜、阳膜和双极膜，共计120张膜片。膜板内设置有与盐水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置，其特征在于：包括间隔设置的膜片单元（110）和膜板（120），端部均为膜板（120），端部的两个膜板（120）分别和极板（130）连接；所述极板（130）上设置有电源接口（140）、极水进口和极水出口；一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源正极，另一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源负极；所述膜片单元（110）包括多对重叠设置的膜片和隔板，每一对膜片包括阴膜、阳膜和双极膜；所述膜片单元（110）按照双极膜、隔板、阴膜、隔板、阳膜、隔板的排列重复设置；所述隔板一端连接盐水进口、酸水进口或者碱水进口；所述隔板另一端连接盐水出口、酸水出口（210）或者碱水出口。

【技术特征摘要】
1.一种用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置，其特征在于：包括间隔设置的膜片单元（110）和膜板（120），端部均为膜板（120），端部的两个膜板（120）分别和极板（130）连接；所述极板（130）上设置有电源接口（140）、极水进口和极水出口；一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源正极，另一个极板（130）通过电源接口（140）连接电源负极；所述膜片单元（110）包括多对重叠设置的膜片和隔板，每一对膜片包括阴膜、阳膜和双极膜；所述膜片单元（110）按照双极膜、隔板、阴膜、隔板、阳膜、隔板的排列重复设置；所述隔板一端连接盐水进口、酸水进口或者碱水进口；所述隔板另一端连接盐水出口、酸水出口（210）或者碱水出口。2.如权利要求1所述的用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置，其特征在于：所述隔板的一端连接有盐水进口、酸水进口和碱水进口，在所述隔板内部形成分别形成盐水进口通道、酸水进口通道和碱水进口通道；所述隔板的另一端连接有盐水出口、酸水出口（210）和碱水出口，在所述隔板内部形成盐水出口通道、酸水出口通道（211）和碱水出口通道（221）。3.如权利要求1所述的用于粘胶纤维硫酸钠废液处理的膜堆装置，其特征在于：所述隔板的厚度为2～3mm；所述隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏长林，贺敏，陈勇君，徐绍贤，王云，
申请(专利权)人：宜宾海丝特纤维有限责任公司，宜宾丝丽雅股份有限公司，宜宾丝丽雅集团有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51