專利名稱：一種稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置及濃縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置及濃縮方法。
背景技術(shù)：
硫酸在化工、鋼鐵等行業(yè)中用途廣泛。但是在大部分應(yīng)用過程中，用過的硫酸成為含雜質(zhì)的稀硫酸。這些稀硫酸如不經(jīng)過處理就排放到環(huán)境中，將會造成水體或土壌酸化，危害生態(tài)環(huán)境，大量浪費資源。過去常采用生產(chǎn)石膏或生產(chǎn)磷肥等方式處理稀硫酸，但隨著化學(xué)エ業(yè)的發(fā)展和環(huán)保的需要，這種處理方式已無法滿足需求，因此需要將稀硫酸濃縮后，再循環(huán)利用。目前，稀硫酸濃縮方法主要有兩種，一種是把稀硫酸置于蒸發(fā)器中，在常壓條件下直接用燃料加熱蒸發(fā)器或用換熱器進行加熱，達到稀硫酸濃縮的目的；另外ー種是在減壓條件下，用換熱器加熱稀硫酸同時進行蒸發(fā)的方法和設(shè)備。總之，目前稀硫酸的濃縮都是通 過間接加熱的方法來實現(xiàn)的。由于高溫的硫酸特別是高溫的濃硫酸具有強烈的腐蝕性，這對換熱器的材質(zhì)提出了極高的要求，需要價格昂貴的稀有金屬如鉭、鋯以及特殊合金制作換熱器，此外采用蒸發(fā)濃縮需要耗費大量的能量，這種都提高了稀硫酸的濃縮成本，從而限制了廢稀硫酸的回收利用，另外洗硫酸中經(jīng)常含有其它雜質(zhì)，在高溫下容易而影響濃縮后的回用。膜蒸餾是膜分離技術(shù)與蒸餾過程相結(jié)合的膜分離過程，是膜分離技術(shù)大家庭中的 新成員，它采用疏水性的微孔膜，以膜兩側(cè)存在的溫差而引起的水蒸汽壓カ差作為傳質(zhì)推動力，實現(xiàn)溶液的濃縮。膜蒸餾具有分離效率高、對膜與原料液間相互作用及膜的機械性能要求低等優(yōu)點，且在常壓和較低溫度下下操作，具有有效成分損失少、濃縮倍數(shù)高、節(jié)能(可以使用エ業(yè)廢熱)等優(yōu)勢，特別適合用于溶液的濃縮，在中藥提取液濃縮領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)能耗高等缺點，基于膜蒸餾技術(shù)，提供一種蒸發(fā)溫度低、能耗低、耐腐蝕、濃縮效果好的稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置及濃縮方法。為達到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，包括直接接觸膜蒸餾裝置(DCMD)，所述的直接接觸膜蒸餾裝置中安裝有中空纖維膜蒸餾組件，所述的中空纖維膜膜蒸餾組件內(nèi)安裝有中空纖維膜，其特征在干所述的中空纖維膜為內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟こ烯中空纖維膜。進ー步，所述的中空纖維膜孔徑為O. 05-0. 4微米。本發(fā)明還包括采用上述技術(shù)方案的稀硫酸膜蒸餾濃縮方法，采用上述的稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于包括如下步驟步驟I :進料罐中的稀硫酸恒溫加熱至50_80°C ；
步驟2 :稀硫酸通過硫酸泵經(jīng)管道泵入中空纖維膜組件進行膜蒸餾濃縮，稀硫酸濃縮液回流至進料罐進行循環(huán)濃縮，得到濃硫酸，水蒸氣透過內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟こ烯中空纖維膜進入透析側(cè)，并與冷凝水接觸冷凝成產(chǎn)水。進ー步，所述的稀硫酸濃度為濃度5-30%。進ー步，所述的冷凝水溫度為0_25°C。進ー步，所述的濃縮后的濃硫酸濃度為40-70%。綜上所述，采用上述技術(shù)方案，采用本發(fā)明所述的稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置和濃縮方法進行稀硫酸濃縮，具有以下優(yōu)點I)內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟こ烯中空纖維膜進行稀硫酸膜蒸餾具有通量大，分離效果好、不斷絲等優(yōu)點；
2)節(jié)能,恒溫加熱可以采用エ業(yè)余熱、水汽加熱等；3)在常壓和較低溫度下下操作，具有有效成分損失少，料液化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；4)濃縮倍數(shù)高。


圖I為本發(fā)明所述的稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置結(jié)構(gòu)圖；其中1.進料罐、2.恒溫加熱器、3.硫酸泵、4.流量計、5.中空纖維膜蒸餾組件、
6.恒溫冷卻器、7.水泵、8.天平、9.出水罐。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明做進ー步說明。如圖I所示，ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，包括直接接觸膜蒸餾裝置(DCMD)，所述的直接接觸膜蒸餾裝置中安裝有中空纖維膜蒸餾組件5，所述的中空纖維膜蒸餾組件5內(nèi)安裝有中空纖維膜，進料罐I、硫酸泵3、流量計4通過管道中空纖維膜蒸餾組件5進料ロ相連，中空纖維膜蒸餾組件5濃縮液出ロ通過管道與進料罐I相連，所述的進料罐I上安裝有恒溫加熱器2 ;中空纖維膜蒸餾組件5內(nèi)的中空纖維膜內(nèi)管道于中空纖維膜蒸餾組件5滲透液出ロ相連，并ー出ロ通過管道與流量計4、恒溫冷卻器6、水泵7、出水罐9，另ー出ロ通過管道與出水罐9相連，所述的出水罐9設(shè)于天平8上，所述的中空纖維膜為內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟こ烯中空纖維膜，所述的中空纖維膜孔徑為O. 05-0. 4微米。本發(fā)明還包括采用上述技術(shù)方案的稀硫酸膜蒸餾濃縮方法，采用上述的稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于包括如下步驟步驟I :進料罐中的稀硫酸恒溫加熱至50_80°C ；步驟2 :稀硫酸通過硫酸泵經(jīng)管道泵入中空纖維膜組件進行膜蒸餾濃縮，稀硫酸濃縮液回流至進料罐進行循環(huán)濃縮，得到濃硫酸，水蒸氣透過內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟こ烯中空纖維膜進入透析側(cè)，并與冷凝水冷凝成產(chǎn)水。采用不同濃度的稀硫酸濃縮后的實施例如下表所示
權(quán)利要求
1.ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，包括直接接觸膜蒸餾裝置，所述的直接接觸膜蒸餾裝置中安裝有中空纖維膜蒸餾組件，所述的中空纖維膜膜蒸餾組件內(nèi)安裝有中空纖維膜，其特征在干所述的中空纖維膜為內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟こ烯中空纖維膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于所述的中空纖維膜孔徑為O. 05-0. 4微米。
3.—種稀硫酸膜蒸餾濃縮方法，采用權(quán)利要求I或2所述的稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于包括如下步驟 步驟I :進料罐中的稀硫酸恒溫加熱至50-80°C ； 步驟2 :稀硫酸通過硫酸泵經(jīng)管道泵入中空纖維膜組件進行膜蒸餾濃縮，稀硫酸濃縮液回流至進料罐進行循環(huán)濃縮，得到濃硫酸，水蒸氣透過內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟こ烯中空纖維膜進入透析側(cè)，并與冷凝水接觸冷凝成產(chǎn)水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮方法，其特征在于所述的稀硫酸濃度為濃度5-30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮方法，其特征在于所述的冷凝水溫度為 0-25°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種稀硫酸膜蒸餾濃縮方法，其特征在于所述的濃縮后的濃硫酸濃度為40-70%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置，包括直接接觸膜蒸餾裝置,所述的直接接觸膜蒸餾裝置中安裝有中空纖維膜蒸餾組件，所述的中空纖維膜膜蒸餾組件內(nèi)安裝有中空纖維膜，其特征在于所述的中空纖維膜為內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟乙烯中空纖維膜。本發(fā)明還公開了采用上述裝置的稀硫酸膜蒸餾濃縮方法。綜上所述，采用上述技術(shù)方案，采用本發(fā)明所述的稀硫酸膜蒸餾濃縮裝置和濃縮方法進行稀硫酸濃縮，具有以下優(yōu)點內(nèi)襯纖維的疏水性聚偏氟乙烯中空纖維膜進行稀硫酸膜蒸餾具有通量大，分離效果好、不斷絲等優(yōu)點；節(jié)能，恒溫加熱可以采用工業(yè)余熱、水汽加熱等；在常壓和較低溫度下操作，具有有效成分損失少，濃縮倍數(shù)高，有利于熱敏性物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定。
文檔編號B01D71/34GK102688706SQ20121015622
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者蘇明略 申請人:廈門鯤揚膜科技有限公司