一種雙極膜電滲析裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種純化分離設備，特別涉及一種雙極膜電滲析裝置。
【背景技術】
[0002]有關雙極膜的研究報道自20世紀50年代中期就出現了，其發展過程可劃分為三個階段:第一階段20世紀50年代中期至80年代初期，這是雙極膜發展十分緩慢的時期，雙極膜僅是由兩片陰陽離子交換膜直接壓制，性能很差，水分解電壓比理論壓降高幾十倍，應用研究還處在以水解離為基礎的實驗室階段；第二階段從20世紀80年代初至90年代初，由于雙極膜制備技術的改進，成功地研制了單片型雙極膜，其性能大大提高，已經在制酸堿和脫硫技術中得到了成功應用，這一階段出現了商品雙極膜。從20世紀90年代初至今，是雙極膜迅速發展的時期，隨著對雙極膜工作過程機理的深入研究，從膜結構、膜材料和制備過程上進行了重大改進，使雙極膜的性能有了較大提高，其中主要是對陰膜和陽膜接觸界面的改進，從最初簡單的“壓層型”或“涂層型”結構到20世紀80年代初開始出現的“單片型”結構，隨后又出現帶有中間“催化層”的復雜結構，大大降低了膜電壓。雙極膜電滲析技術在優化傳統工業過程和新的工業過程中發揮了獨到的作用。
[0003]以雙極膜電滲析裝置在甘氨酸的化工生產和分離為例，由于其可直接用于分離純化甘氨酸的合成料液，且分離過程中不用額外加酸中和料液，不副產無機鹽，生產綠色環保，因此具有重要的產業價值。
[0004]就現有雙極膜電滲析裝置的結構而言，如中國專利申請201320159281.6公開的一種新型的電滲析膜組合設備:該設備包括多組陰陽離子交換膜組，陰陽離子交換膜組外側設有電極板，電極板外側設有夾緊裝置；電極板在靠近交換膜組的一側設有循環管路，電極板上設有淡水進液口、淡水出液口、濃水的進液口、濃水出液口、極水進液口和極水出液口，極水進液口和極水出液口通過循環管路連通；陰陽離子交換膜組包括陰離子交換膜、陽離子交換膜，陰、陽離子交換膜之間以及相鄰兩組交換膜組之間設置隔板，交換膜組與電極板之間設有極膜，極膜與交換膜組之間設置隔板；隔板上設有多道供液體穿過的流道。該電滲析裝置通過設備細節的改變，使其具有簡單合理的組裝方式，工作時更加高效性。
[0005]但是，在工業化的具體應用中，這種類似的雙極膜電滲析裝置雖然有細部結構的優化，但由于化工處理料液成分的復雜性，以及處理料液過程中涉及復雜的理化變化(如放熱或吸熱)，再加上電滲析過程中雙極膜組件自身放熱等問題，這樣的裝置并不能直接進行應用，存在換熱緩慢、膜易被料液堵塞或破壞、難以循環生產等問題。
[0006]因而，需要對現有的電滲析裝置進行改進，以適應實際中化工大批量生產的要求。
【實用新型內容】
[0007]有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題在于提供一種雙極膜電滲析裝置，該裝置換熱快、使用壽命長、設備間銜接緊湊，能高效的應用于化工產品的大批量生產中。
[0008]為實現上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0009]—種雙極膜電滲析裝置，包括雙極膜電滲析設備，離所述雙極膜電滲析設備由遠至近，與雙極膜電滲析設備的管路相連，設置了依次連接的貯罐、循環栗、過濾器和換熱器。
[0010]進一步，所述管路為原料液管路和/或堿液管路和/或極液管路；所述換熱器通過管道與所述管路相連，或者所述換熱器通過管道與雙極膜電滲析設備上的原料液口和/或堿液口和/或極液口相連。
[0011 ] 進一步，所述過濾器為保安過濾器。
[0012]進一步，與所述原料液管路相連，設置了依次連接的原料罐、料液循環栗、料液保安過濾器和料液換熱器；與所述堿液管路相連，設置了依次連接的堿液罐、堿液循環栗、堿液保安過濾器和堿液換熱器；與所述極液管路相連，設置了依次連接的極液罐、極液循環栗、極液保安過濾器和極液換熱器；所述與管路相連的相鄰裝置間，通過管道使上一裝置的出口與下一裝置的進口相連。
[0013]進一步，所述雙極膜電滲析設備的料液出水口、堿液出水口和極液出水口分別與原料罐進水口、堿液罐進水口和極液罐進水口相連。
[0014]進一步，所述雙極膜電滲析設備包括雙極膜膜堆，所述換熱器通過管道與雙極膜膜堆相接。
[0015]進一步，所述雙極膜膜堆的膜組單位為鹽/堿二室式，包括陽極室、陽離子交換膜、堿液室、雙極膜膜對、料液室、陰極室、壓力表、流量計、管路和直流電源。
[0016]進一步，所述雙極膜膜堆兩側為鈦涂釕銥、鈦鍍鉑、石墨電極和不銹鋼電極中的任一種形成的一對陰陽電極，更優選所述雙極膜膜堆兩側分別為一對鈦涂釕銥或鈦鍍鉑陰陽電極。進一步，所述雙極膜膜堆內雙極膜和陽離子交換膜交替設置，分別構成堿液室和料液室。
[0017]進一步，相鄰的所述料液室和堿液室為一個單元，共重復10個單元。
[0018]進一步，所述雙極膜膜堆的雙極膜膜對尺寸為10mmX200mm。
[0019]本實用新型的有益效果:
[0020]本實用新型的通過獨立的貯罐、循環栗、過濾器和換熱器與雙極膜電滲析設備的連接，對雙極膜電滲析裝置的功能進行了強化和延展。具體地，所述貯罐利于料液的循環和貯存，擴大批產量；所述循環栗促進料液在管路中循環轉化；所述過濾器可濾除顆粒物等雜質，延長雙極膜電滲析裝置的壽命；所述換熱器可及時的對雙極膜電滲析裝置進行換熱，能夠及時的帶走雙極膜電滲析設備運行過程中產生的熱量和/或料液理化變化過程中產生的熱量，促進反應朝著所需的方向進行。而且，換熱器與雙極膜電滲析設備為獨立的部件，不會像其他內置于雙極膜電滲析裝置內的換熱組件那樣破壞雙極膜膜堆的整體結構，換熱器的設置不會影響雙極膜電滲析設備的擴大連續化生產和結構優化。由此，本實用新型的雙極膜電滲析裝置以其換熱快、使用壽命長、設備間銜接緊湊的優點，能高效的應用于化工產品的大批量生產中，特別是在氨基酸及其類似物生產中進行應用。
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
[0022]圖1為本實用新型雙極膜電滲析裝置的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型中雙極膜膜堆的內部結構示意圖及其工作原理圖(其以處理甘氨酸鈉溶液為例)。
【具體實施方式】
[0024]以下將結合附圖對本實用新型進行詳細說明，如圖1-2所示:本實施例的一種雙極膜電滲析裝置，包括雙極膜電滲析設備，離所述雙極膜電滲析設備由遠至近，與雙極膜電滲析設備的管路相連，設置了依次連接的貯罐4、循環栗5、過濾器6和換熱器7。
[0025]進一步，所述管路為原料液管路和/或堿液管路和/或極液管路；所述換熱器7通過管道與所述管路相連，或者所述換熱器7通過管道與雙極膜電滲析設備上的原料液口和/或堿液口和/或極液口相連。運行時，原料液、堿液和極液分別依次通過其對應的貯罐4、循環栗5、過濾器6和換熱器7，再進入雙極膜電滲析設備對應的原料液和/或堿液和/或極液管路中。
[0026]進一步，所述過濾器6為保安過濾