專利名稱：：一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種有機(jī)液體電滲析脫鹽方法，尤其涉及一種可以抑制結(jié)垢的有機(jī)液體電滲析脫鹽方法。同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種可以抑制結(jié)垢的有機(jī)液體電滲析脫鹽系統(tǒng)。技術(shù)背景液體脫鹽技術(shù)已經(jīng)廣泛地工業(yè)化，其中包括離子交換技術(shù)，反滲透技術(shù)以及電脫鹽(電去離子)技術(shù)。電滲析(ED)技術(shù)是一種發(fā)展較早，較成熟的電脫鹽技術(shù)，二十世紀(jì)初在國(guó)外首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。在此基礎(chǔ)上，將電滲析與離子交換技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，發(fā)展了新型的電脫鹽技術(shù)(EDI)。目前，各種電脫鹽技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于苦咸水脫鹽、海水淡化、工業(yè)水處理制取初級(jí)純水、也有用在有機(jī)物料脫鹽如木糖醇脫鹽、乳清脫鹽、生化產(chǎn)品脫鹽、染料脫鹽等等。電脫鹽技術(shù)是在直流電場(chǎng)作用下，溶液中帶電荷離子透過(guò)分離膜，溶劑和不能電離的粒子留在膜的一側(cè)，達(dá)到脫鹽的目的。在電脫鹽技術(shù)中，裝置的結(jié)垢特別引人關(guān)注，尤其是在濃縮室的陰膜側(cè)，容易形成易結(jié)垢離子(如Ca2+，Mg2+等)的濃差極化，從而在陰膜表面形成結(jié)垢，影響脫鹽效率和縮短電脫鹽裝置的使用壽命。在現(xiàn)有技術(shù)中，比較常規(guī)的操作是倒極，即在電脫鹽裝置運(yùn)行過(guò)程中，周期性地倒換裝置的電極極性，將原來(lái)的陽(yáng)極變陰極，原來(lái)的陰極變陽(yáng)極，相應(yīng)的原來(lái)電脫鹽裝置的濃縮室與淡化室也對(duì)換，從而達(dá)到消除膜面濃差極化，抑制結(jié)垢的目的。但是倒極操作(甚至有頻繁倒極操作)，對(duì)于苦咸脫鹽制取飲用水或自來(lái)水脫鹽制取純水是無(wú)所謂，在倒極過(guò)程中只損失一些原水，但是對(duì)有機(jī)物料脫鹽要損失原料液，這不允許，只能采取不倒極操作，間歇式操作，一個(gè)批次脫鹽后就停機(jī)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行酸洗，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)操作復(fù)雜，脫鹽性能不穩(wěn)定，離子交換膜使用壽命短等負(fù)面影響。另一種常規(guī)的操作是調(diào)節(jié)循環(huán)使用的濃縮液的離子濃度(電導(dǎo)率)，使其保持一定的濃度水平，以降低濃差極化，發(fā)生結(jié)垢的可能性。例如，歐洲專利申請(qǐng)97118847.9公開(kāi)了向濃縮室進(jìn)液中注入酸，以中和濃縮室陰膜側(cè)的堿性環(huán)境，以降低陰膜側(cè)結(jié)垢的可能性。但這種方法需要加入并消耗大量的酸及其附屬裝備，提供脫鹽過(guò)程的成本。CN99812219.X提供一種在電去離子系統(tǒng)中抑制水垢形成的方法及設(shè)備，更特別地，通過(guò)抑制給水中所含的水垢形成金屬陽(yáng)離子沉淀，來(lái)增加電去離子裝置對(duì)給水硬度的耐受性，以提高電去離子系統(tǒng)的效率。該方法還包括將濃縮液事先經(jīng)過(guò)軟化處理以除去其中的水垢形成金屬陽(yáng)離子的過(guò)程。但是這種方法對(duì)于水中的酸堿度的控制不夠好。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要是提供一種能有效降低濃縮室陰膜膜面形成水垢的可能性，不損失原料液，降低膜面電阻，離子迀移順暢脫鹽性能好，水質(zhì)的酸堿度適中的抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的有機(jī)液體脫鹽需要頻繁更換電極，損失原料液，脫鹽效果不好的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明同時(shí)還提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能有效防止電滲析器的結(jié)垢，脫鹽效率高的有機(jī)液體脫鹽裝置；解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的有機(jī)液體脫鹽裝置龐大，操作復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法，將有機(jī)液體輸入電滲析器的脫鹽室，電滲析器內(nèi)的濃縮室的進(jìn)水由軟化水和經(jīng)過(guò)陽(yáng)極室內(nèi)循環(huán)水構(gòu)成。電滲析脫鹽裝置性能下降的主要原因是濃縮室陰膜膜面有鈣、鎂離子的氫氧化物的沉積，增加膜面電阻，阻礙了離子的迀移，使脫鹽性能下降，沉積到一定程度完全失去脫鹽性能，就要更換膜了。利用無(wú)鈣、鎂離子的軟化水作為濃縮液進(jìn)入電脫鹽裝置濃縮室，就不會(huì)有鈣、鎂離子的氫氧化物沉積在陰膜膜面。從而對(duì)含鹽有機(jī)液體進(jìn)行脫鹽處理，既達(dá)到脫鹽目的，又使物料不受損失，還有穩(wěn)定的脫鹽性能。這種工藝使電滲析器用于有機(jī)物料脫鹽，在運(yùn)行過(guò)程中即使不倒換電極，因其濃縮室陰膜膜面上沒(méi)有鈣、鎂的氫氧化物的沉積物，其脫鹽性能下降也不顯著，而且電滲析器中的離子交換膜使用壽命延長(zhǎng)四倍以上。自來(lái)水中除了含有鈣、鎂等硬度陽(yáng)離子外，還存在著碳酸根、碳酸氫根等弱堿性陰離子，當(dāng)鈣、鎂等硬度陽(yáng)離子被去除后的軟化水，其中的碳酸根、碳酸氫根等陰離子的濃度因此而相對(duì)升高，使軟化水呈弱堿性，這樣會(huì)使電脫鹽裝置濃縮室的PH值升高。在電滲析脫鹽裝置的陽(yáng)極室，不可避免地發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)，形成酸性水。本發(fā)明充分利用了電脫鹽裝置的這一特性，在不增加電能消耗的情況下，將陽(yáng)極室固有產(chǎn)生的酸性，循環(huán)至濃縮室，以降低濃縮室的pH值，從而降低濃縮室的陰膜表面的結(jié)垢現(xiàn)象。作為優(yōu)選，所述的電滲析器內(nèi)的陽(yáng)極室內(nèi)的進(jìn)水為軟化水。在陽(yáng)極室和陰極室以及濃縮室均接入軟化水，降低Ca2+，Mg2+離子的濃度，從而降低結(jié)垢的可能性。作為優(yōu)選，所述的軟化水是由自來(lái)水經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換床處理后得到的。利用陽(yáng)離子交換床處理自來(lái)水方便，硬度離子交換效果好。作為優(yōu)選，通過(guò)濃縮室的軟化水再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換床處理，然后再循環(huán)至電滲析器的濃縮室。軟化水循環(huán)使用，降低成本，同時(shí)保持進(jìn)入濃縮室的軟化水具有相對(duì)恒定的電導(dǎo)率，以保證脫鹽效率。作為優(yōu)選，所述的有機(jī)液體為電導(dǎo)率至少為3000yS/cm的聚乙二醇溶液。一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽系統(tǒng)，包括電滲析器、原液儲(chǔ)槽和脫鹽物料儲(chǔ)槽，所述的電滲析器包括交替布置于正負(fù)電極之間的陰陽(yáng)離子交換膜，在正極一側(cè)為陽(yáng)極室，在負(fù)極一側(cè)為陰極室，在陽(yáng)極室和陰極室之間交錯(cuò)形成脫鹽室和濃縮室，所述電滲析器的濃縮室和陽(yáng)極室均連接有軟化水箱，陽(yáng)極室的另一端與濃縮室的軟化水進(jìn)口一端連通，脫鹽室的產(chǎn)水輸入至脫鹽物料儲(chǔ)槽。陰極室、濃縮室和陽(yáng)極室均連接著外部的軟化水箱，將軟化水輸入陰極室、濃縮室和陽(yáng)極室，電滲析器的濃縮室的進(jìn)水一部分由濃縮液循環(huán)供給，另一部分由軟化水箱供給，降低結(jié)垢的可能性，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便。陽(yáng)極室的出口處連接一個(gè)管道，管道的另一端連接在濃縮室的進(jìn)口處，利用電滲析器內(nèi)的水壓將陽(yáng)極室內(nèi)的循環(huán)水通過(guò)管道輸入濃縮室內(nèi)作為濃縮室的進(jìn)水的一部分。作為優(yōu)選，所述的軟化水箱連接有陽(yáng)離子交換軟化床。作為更優(yōu)選，在陽(yáng)離子交換床的前端通過(guò)自動(dòng)多路閥連接有鹽水槽。當(dāng)陽(yáng)離子交換床里的離子交換樹(shù)脂飽和后通過(guò)自動(dòng)多路閥，自動(dòng)用鹽水進(jìn)行再生。因此，本發(fā)明的可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法及其系統(tǒng)具有下述優(yōu)點(diǎn)利用軟化水和在陽(yáng)極室內(nèi)的循環(huán)產(chǎn)生酸性水的作為電滲析器的濃縮室的進(jìn)水，降低了電滲析器陰膜結(jié)垢的可能性，也不會(huì)因?yàn)榈箻O而損失原液，提高了脫鹽效率；同時(shí)對(duì)應(yīng)有機(jī)液體脫鹽的方法將電滲析器內(nèi)的濃縮室和陽(yáng)極室聯(lián)通，電滲析器外接軟化水箱，從而方便將軟化水和陽(yáng)極室的循環(huán)水引入濃縮室，操作方便簡(jiǎn)單，提高了電滲析器的使用壽命。圖l是本發(fā)明的電滲析器的原理圖。圖2是本發(fā)明的有機(jī)液體脫鹽系統(tǒng)示意圖。其中，圖1內(nèi)C代表只允許陽(yáng)離子透過(guò)膜，簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜；圖1內(nèi)A代表只允許陰離子透過(guò)膜，簡(jiǎn)稱陰膜。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法，將儲(chǔ)存在原液儲(chǔ)槽內(nèi)的電導(dǎo)率為4000yS/cm聚乙二醇溶液經(jīng)過(guò)物料泵將有機(jī)液體送進(jìn)操作屏后進(jìn)入電滲析器的脫鹽室，電滲析器內(nèi)濃縮室內(nèi)的進(jìn)水軟化水和經(jīng)過(guò)陽(yáng)極室循環(huán)后的酸性水，其中軟化水為自來(lái)水經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換床處理后的不含Ca2+，Mg2+的軟化水，陽(yáng)極室內(nèi)的進(jìn)水也為軟化水，在陽(yáng)極室內(nèi)發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)，在不增加電能消耗的情況下，將陽(yáng)極室固有產(chǎn)生的酸性水循環(huán)至濃縮室，降低濃縮室的PH值，降低陰膜表面的結(jié)垢現(xiàn)象。在電滲析器的陰極室、陽(yáng)極室和濃縮室內(nèi)均通入軟化水，在電滲析器的脫鹽室通入聚乙二醇溶液。陽(yáng)極室的循環(huán)水和軟化水作為濃縮室的進(jìn)水。如圖1和2所示，一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽系統(tǒng)，包括電滲析器7、有機(jī)液體儲(chǔ)槽4和脫鹽物料儲(chǔ)槽，其中電滲析器7包括交替布置于電源10的正負(fù)電極之間的陰陽(yáng)離子交換膜C和A，在正極13—側(cè)為陽(yáng)極室14，在負(fù)極15—側(cè)為陰極室16，在陽(yáng)極室14和陰極室16之間交錯(cuò)形成脫鹽室17和濃縮室18，濃縮室18的進(jìn)水一端與陽(yáng)極室14的循環(huán)水出水一端連通，陽(yáng)極室14的出口處連接一個(gè)管道，管道的另一端連接在濃縮室18的進(jìn)口處，利用電滲析器7內(nèi)的水壓將陽(yáng)極室14內(nèi)的循環(huán)水通過(guò)管道輸入濃縮室18內(nèi)作為濃縮室18的進(jìn)水的一部分。自來(lái)水首先經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換床l，使自來(lái)水中的鈣、鎂離子與離子交換樹(shù)脂上的鈉離子進(jìn)行交換，使自來(lái)水轉(zhuǎn)化成軟化水，進(jìn)入軟化水儲(chǔ)槽2，再用水泵3將軟化水從軟化水儲(chǔ)槽2抽取送入操作屏6進(jìn)入電滲析器的濃縮室18、陰極室16和陽(yáng)極室14，從電滲析器的濃縮室18出來(lái)的濃水經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換床1處理回進(jìn)軟化水儲(chǔ)槽2循環(huán)使用。在操作屏6上安裝有流量計(jì)8和壓力表9，在陽(yáng)離子交換床1的另一端通過(guò)自動(dòng)多路閥12連接有鹽水槽11，當(dāng)陽(yáng)離子交換床l的離子交換樹(shù)脂飽和后通過(guò)自動(dòng)多路閥12，自動(dòng)用鹽水進(jìn)行再生。電導(dǎo)率為4000yS/cm的聚乙二醇料液進(jìn)入有機(jī)液體儲(chǔ)槽4經(jīng)過(guò)料液泵5將有機(jī)液體進(jìn)操作屏6最后進(jìn)入電滲析器7的脫鹽室17，進(jìn)行脫鹽，脫鹽后的有機(jī)物料液送入脫鹽物料儲(chǔ)槽進(jìn)入下道工序。進(jìn)入電滲析器濃縮室內(nèi)的水為軟化水和由陽(yáng)極室內(nèi)循環(huán)出的酸性水的混合，軟化水中沒(méi)有硬度離子，降低了膜面的結(jié)垢可能性，同時(shí)由陽(yáng)極室內(nèi)的酸性水降低軟化水中因?yàn)樘妓岣?、碳酸氫根等陰離子的存在而升高的PH值。使得進(jìn)入濃縮室內(nèi)的水既沒(méi)有硬度離子而且酸堿性適中，降低了膜面結(jié)垢的可能性，也不損失有機(jī)液體，同時(shí)延長(zhǎng)了電滲析器的使用壽命。將直接采用自來(lái)水作為濃縮室的用水與采用軟化水作為濃縮室的用水進(jìn)行試驗(yàn)，得到如表l所示的效果對(duì)比，運(yùn)行一個(gè)月，本發(fā)明的脫鹽液和濃縮室電導(dǎo)均能保持穩(wěn)定，使電脫鹽裝置在運(yùn)行過(guò)程中能保持理想的脫鹽效果，并沒(méi)有產(chǎn)生明顯結(jié)垢，從而保證脫鹽性能就穩(wěn)定，膜的使用壽命就能延長(zhǎng)。與之形成鮮明對(duì)比的是采用加少量無(wú)水氯化鈣的城市自來(lái)水作為濃縮室用水的電脫鹽裝置，運(yùn)行一個(gè)月后，電脫鹽的效果下降很快。表l脫鹽效果對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求權(quán)利要求1一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法，其特征在于將有機(jī)液體輸入電滲析器的脫鹽室，電滲析器內(nèi)的濃縮室的進(jìn)水由軟化水和經(jīng)過(guò)陽(yáng)極室內(nèi)循環(huán)水構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法，其特征在于所述的電滲析器內(nèi)的陽(yáng)極室內(nèi)的進(jìn)水為軟化水。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法，其特征在于所述的軟化水是由自來(lái)水經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換床處理后得到的。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法，其特征在于通過(guò)濃縮室的軟化水再經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換床處理，然后再循環(huán)至電滲析器的濃縮室。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽方法，其特征在于所述的有機(jī)液體為電導(dǎo)率至少為3000yS/cm的聚乙二醇溶液。6.一種可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體脫鹽系統(tǒng)，包括電滲析器、有機(jī)液體儲(chǔ)槽和脫鹽物料儲(chǔ)槽，其特征在于所述的電滲析器包括交替布置于正負(fù)電極之間的陰陽(yáng)離子交換膜，在正極一側(cè)為陽(yáng)極室，在負(fù)極一側(cè)為陰極室，在陽(yáng)極室和陰極室之間交錯(cuò)形成脫鹽室和濃縮室，所述電滲析器的濃縮室和陽(yáng)極室均連接有軟化水箱，陽(yáng)極室的另一端與濃縮室的軟化水進(jìn)口一端連通，脫鹽室的產(chǎn)水輸入至脫鹽物料儲(chǔ)槽。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體電滲析脫鹽系統(tǒng)，其特征在于所述的軟化水箱連接有陽(yáng)離子交換軟化床。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可抑制結(jié)垢的有機(jī)液體電滲析脫鹽系統(tǒng)，其特征在于在陽(yáng)離子交換床的前端通過(guò)自動(dòng)多路閥連接有鹽水槽。全文摘要本發(fā)明涉及一種有機(jī)液體電滲析脫鹽方法，尤其涉及一種可以抑制結(jié)垢的有機(jī)液體電滲析脫鹽方法。同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種可以抑制結(jié)垢的有機(jī)液體電滲析脫鹽系統(tǒng)。利用軟化水和在陽(yáng)極室內(nèi)的循環(huán)產(chǎn)生酸性水的作為電滲析器的濃縮室的進(jìn)水，降低了電滲析器陰膜結(jié)垢的可能性，也不會(huì)因?yàn)榈箻O而損失原液，提高了脫鹽效率；同時(shí)對(duì)應(yīng)有機(jī)液體脫鹽的方法將電滲析器內(nèi)的濃縮室和陽(yáng)極室聯(lián)通，電滲析器外接軟化水箱，從而方便將軟化水和陽(yáng)極室的循環(huán)水引入濃縮室，操作方便簡(jiǎn)單，提高了電滲析器的使用壽命。文檔編號(hào)B01D61/42GK101543730SQ200910300420公開(kāi)日2009年9月30日申請(qǐng)日期2009年2月16日優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日發(fā)明者華李,謝祖林申請(qǐng)人:浙江東洋環(huán)境工程有限公司