一种电渗析装置和利用电渗析装置分离碱和盐的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电渗析装置和利用电渗析装置分离碱和盐的方法，涉及资源回收利用技术领域。本发明专利技术提供的电渗析装置从左到右，包括依次设置的阳极、阳极隔板、阳离子交换膜、隔板B、若干重复膜单元、双极膜、隔板A、阳离子交换膜、阴极隔板和阴极；从左到右，所述膜单元包括依次设置的双极膜、隔板A、阳离子交换膜和隔板B；所述双极膜的阴面朝向所述阳极。采用本发明专利技术提供的电渗析装置分离碱和盐，分离效率高，分离出的碱的纯度以及碱的回收率均明显提高；并且，靠电进行离子迁移，对碱和盐混合液的处理量大；此外，靠近阴极和阳极的膜设置为阳离子交换膜，可防止双极膜被氧化，从而提高电渗析装置中膜的运行寿命。

An electrodialysis device and a method for separating alkali and salt by electrodialysis device

The invention provides an electrodialysis device and a method for separating alkali and salt by using the electrodialysis device, which relates to the technical field of resource recovery and utilization. The electrodialysis device provided by the invention is from left to right, including anode, anode diaphragm, cation exchange membrane, diaphragm B, a number of repeated membrane units, bipolar membrane, diaphragm a, cation exchange membrane, cathode diaphragm and cathode in turn; from left to right, the membrane unit includes bipolar membrane, diaphragm a, cation exchange membrane and diaphragm B arranged in sequence; the negative side of the bipolar membrane faces The anode. The electrodialysis device provided by the invention can separate alkali and salt with high separation efficiency, and the purity of the separated alkali and the recovery rate of alkali are obviously improved; in addition, the treatment capacity of the mixed solution of alkali and salt is large due to the ion migration by electricity; in addition, the membrane close to the cathode and anode is set as the cation exchange membrane, which can prevent the oxidation of the bipolar membrane, so as to improve the transport of the membrane in the electrodialysis device Life expectancy.

【技术实现步骤摘要】
一种电渗析装置和利用电渗析装置分离碱和盐的方法
本专利技术涉及资源回收利用
，特别涉及一种电渗析装置和利用电渗析装置分离碱和盐的方法。
技术介绍
很多行业，如冶金行业、化纤行业、钢铁行业、电镀行业等，在生产过程中会产生大量的含金属盐的废碱溶液。现有技术通常采用扩散渗析装置(DD)分离碱和盐，但是扩散渗析装置主要依靠浓度差进行分离，在应用中存在着很多弊端，主要有：(1)对待处理液的浓度要求较高，只对高浓度的废碱液有效；(2)分离的效率低；(3)对废碱液的处理量小；(4)处理后的废碱液无利用渠道。因此，采用扩散渗析装置分离碱和盐存在明显的局限性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电渗析装置和利用电渗析装置分离碱和盐的方法。采用本专利技术提供的电渗析装置处理碱和盐的混合液，可针对低碱浓度的混合液进行碱和盐的分离回收，而且分离效率高，处理量大，无废碱液产生。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种电渗析装置，从左到右，包括依次设置的阳极、阳极隔板、阳离子交换膜、隔板B、若干重复膜单元、双极膜、隔板A、阳离子交换膜、阴极隔板和阴极；从左到右，所述膜单元包括依次设置的双极膜、隔板A、阳离子交换膜和隔板B；所述双极膜的阴面朝向所述阳极。优选地，所述膜单元的个数为5～30个，相邻膜单元为叠加设置。优选地，所述隔板A和隔板B均含有隔板流道；所述阳极隔板和阴极隔板均为无流道隔板。优选地，所述阳极隔板和阳极构成阳极隔室；所述阴极隔板和阴极构成阴极隔室；所述隔板A的隔板流道设置为碱和盐混合溶液循环进出流道；所述隔板B的隔板流道设置为碱溶液循环进出流道。优选地，从左到右，所述膜单元依次划分为两个隔室；其中，隔室一的的左侧为双极膜，右侧为阳离子交换膜；隔室二的左侧为阳离子交换膜，右侧为下一个膜单元的双极膜；所述隔板A的隔板流道作为隔室一的流道；所述隔板B的隔板流道作为隔室二的流道。本专利技术提供了利用以上方案所述电渗析装置分离碱和盐的方法，包括以下步骤：向所述电渗析装置中分别通入电极液、碱和盐混合溶液和纯水，开泵打循环，在恒电压条件下进行电渗析，分别得到碱溶液和盐溶液。优选地，所述电极液分别通入阳极隔室和阴极隔室中；所述碱和盐混合溶液通入隔室一中；所述纯水通入隔室二中；所述得到的碱溶液和盐溶液分别从隔室二和隔室一流出。优选地，所述碱和盐混合溶液、纯水和电极液的体积比为3:(2.0～3.0):(1.5～2.5)；开泵打循环后，所述碱和盐混合溶液、纯水和电极液的流量独立地为100～400L/h。优选地，所述碱和盐混合溶液中碱的质量浓度为1～30％；所述电极液的质量浓度为1～10％。优选地，所述电渗析过程中对每个膜单元施加的电压为1.0～3.5V，电流密度为100～900A/m2。本专利技术提供了一种电渗析装置，从左到右，包括依次设置的阳极、阳极隔板、阳离子交换膜、隔板B、若干重复膜单元、双极膜、隔板A、阳离子交换膜、阴极隔板和阴极；从左到右，所述膜单元包括依次设置的双极膜、隔板A、阳离子交换膜和隔板B；所述双极膜的阴面朝向所述阳极。在电场的作用下，碱和盐混合溶液中的阳离子透过阳离子交换膜往阴极方向移动，与水通过双极膜解离出的氢氧根离子结合形成碱；而碱和盐混合溶液中的氢氧根离子与水通过双极膜解离出的氢离子中和，从而实现碱和盐的分离。采用本专利技术提供的电渗析装置分离碱和盐，分离效率高，分离出的碱的纯度以及碱的回收率均明显提高；并且，靠电进行离子迁移，对碱和盐混合液的处理量大；此外，靠近阴极和阳极的膜设置为阳离子交换膜，可防止双极膜被氧化，从而提高电渗析装置中膜的运行寿命。进一步地，本专利技术提供的电渗析装置可针对低碱浓度的混合液进行碱和盐的分离回收，对待处理液的浓度要求显著降低。因此，本专利技术提供的电渗析装置可高效地用于碱和盐的分离。实施例结果表明，采用本专利技术提供的电渗析装置进行碱和盐的分离，分离出的碱的纯度可达99％以上，碱的回收率可达98％以上。附图说明图1为本专利技术提供的电渗析装置的结构示意图，其中，1为阳极，2为阳极隔板，3为阴极，4为阴极隔板，5为阳离子交换膜，6为隔板B，7为双极膜，8为隔板A；图2为本专利技术提供的电渗析装置分离碱和盐的原理示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种电渗析装置，从左到右，包括依次设置的阳极、阳极隔板、阳离子交换膜、隔板B、若干重复膜单元、双极膜、隔板A、阳离子交换膜、阴极隔板和阴极；从左到右，所述膜单元包括依次设置的双极膜、隔板A、阳离子交换膜和隔板B；所述双极膜的阴面朝向所述阳极。本专利技术提供的电渗析装置的结构示意图如图1所示，其中，1为阳极，2为阳极隔板，3为阴极，4为阴极隔板，5为阳离子交换膜，6为隔板B，7为双极膜，8为隔板A。在专利技术中，靠近阴极和阳极的膜设置为阳离子交换膜，可防止双极膜被氧化，从而提高电渗析装置中膜的运行寿命。在本专利技术中，所述膜单元的个数优选为5～30个；所述膜单元的个数可根据实际需要和装置尺寸进行增减。在本专利技术中，相邻膜单元为叠加设置，即膜单元之间是连续排布的，以2个膜单元为例，其叠加的形式为双极膜-隔板A-阳离子交换膜-隔板B-双极膜-隔板A-阳离子交换膜-隔板B。在本专利技术中，所述隔板A和隔板B优选均含有隔板流道；所述阳极隔板和阴极隔板优选均为无流道隔板。在本专利技术中，所述阳极隔板和阳极优选构成阳极隔室；所述阴极隔板和阴极优选构成阴极隔室。在本专利技术中，所述隔板A的隔板流道设置为碱和盐混合溶液循环进出流道；所述隔板B的隔板流道设置为碱溶液循环进出流道。在本专利技术中，从左到右，若干叠加排列的膜单元优选依次划分为两个隔室；其中，隔室一的的左侧为双极膜，右侧为阳离子交换膜；隔室二的左侧为阳离子交换膜，右侧为下一个膜单元的双极膜，依次类推。在本专利技术中，从左到右，靠近阳极的阳离子交换膜与第一个膜单元的双极膜构成隔室二；最后一个膜单元的阳离子交换膜与之后的双极膜(即最靠近阴极的双极膜)和靠近阴极的阳离子交换膜之间构成隔室二和隔室一。在本专利技术中，所述隔板A的隔板流道作为隔室一的流道；所述隔板B的隔板流道作为隔室二的流道。本专利技术对所述双极膜和阳离子交换膜的具体种类以及尺寸没有特别的限定，采用本领域熟知的双极膜和阳离子交换膜即可。在本专利技术具体实施例中，所述双极膜和阳离子交换膜的尺寸具体为200mm×400mm，单张膜的有效面积为0.0527m2。本专利技术对所述阳极、阴极和隔板的具体种类以及尺寸没有特殊的限定，采用本领域熟知的阳极、阴极和隔板即可。在本专利技术具体实施例中，所述阴极和阳极为钛涂钌铱电极；所述隔板的材质为聚丙烯，所述隔板的厚度为0.07cm，有效宽度为17cm。本专利技术提供了利用以上方案所述电渗析装置分离碱和盐的方法，包括以下步骤：向所述电渗析装置中分别通入电极液、碱和盐混合溶液和纯水，开泵打循环，在恒电压条件下进行电渗析，分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电渗析装置，其特征在于，从左到右，包括依次设置的阳极、阳极隔板、阳离子交换膜、隔板B、若干重复膜单元、双极膜、隔板A、阳离子交换膜、阴极隔板和阴极；/n从左到右，所述膜单元包括依次设置的双极膜、隔板A、阳离子交换膜和隔板B；所述双极膜的阴面朝向所述阳极。/n

【技术特征摘要】
1.一种电渗析装置，其特征在于，从左到右，包括依次设置的阳极、阳极隔板、阳离子交换膜、隔板B、若干重复膜单元、双极膜、隔板A、阳离子交换膜、阴极隔板和阴极；
从左到右，所述膜单元包括依次设置的双极膜、隔板A、阳离子交换膜和隔板B；所述双极膜的阴面朝向所述阳极。


2.根据权利要求1所述的电渗析装置，其特征在于，所述膜单元的个数为5～30个，相邻膜单元为叠加设置。


3.根据权利要求1所述的电渗析装置，其特征在于，所述隔板A和隔板B均含有隔板流道；所述阳极隔板和阴极隔板均为无流道隔板。


4.根据权利要求1或3所述的电渗析装置，其特征在于，所述阳极隔板和阳极构成阳极隔室；所述阴极隔板和阴极构成阴极隔室；
所述隔板A的隔板流道设置为碱和盐混合溶液循环进出流道；所述隔板B的隔板流道设置为碱溶液循环进出流道。


5.根据权利要求4所述的电渗析装置，其特征在于，从左到右，所述膜单元依次划分为两个隔室；其中，隔室一的左侧为双极膜，右侧为阳离子交换膜；隔室二的左侧为阳离子交换膜，右侧为双极膜；所述隔板A的隔板流道作为隔室一的流道；所述隔板...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽丽，李辉，杨朔，谭渊清，
申请(专利权)人：北京廷润膜技术开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11