,所述裝置包括雙極膜電滲析系統(tǒng)G、堿液罐A、料液罐B、餾出液池C、膜蒸餾裝置D、吸收池E、氣液分離器F、極液罐H,
[0062]所述雙極膜電滲析系統(tǒng)G由I個(gè)雙極膜電滲析裝置組成,所述雙極膜電滲析裝置由兩側(cè)的極液室和夾在兩側(cè)極液室中間的電滲析隔室組成,所述極液室分別為陰極室和陽(yáng)極室,所述電滲析隔室由5組膜單元串聯(lián)排列組成,所述膜單元為兩隔室結(jié)構(gòu),所述兩隔室結(jié)構(gòu)為雙極膜和陽(yáng)離子交換膜交替排列構(gòu)成堿室、料液室;
[0063]所述極液罐H的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)G的極液室的入口,極液室的出口連通極液罐H的入口 ;
[0064]所述堿液罐A的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)G的堿室的入口,堿室的出口連通堿液罐A的入口 ;
[0065]所述料液罐B的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)G的料液室的入口,料液室的出口連通氣液分離器F的上部液體入口 ;氣液分離器F的下端液體出口連通料液罐B的入口 ;氣液分離器F的上端氣體出口連通吸收池E的上端氣體入口 ;
[0066]所述吸收池E在上部液體處設(shè)有液體出口,所述液體出口連通膜蒸餾裝置D的入口,膜蒸餾裝置D的出口連通吸收池E的上端液體入口 ;
[0067]所述餾出液池C的出口連通膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口,膜蒸餾裝置管身的冷凝劑出口連通餾出液池C的入口 ;
[0068]所述膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口、出口分別位于膜蒸餾裝置的出口端、入口端;
[0069]氣液分離器F采用折流分離機(jī)型。
[0070]吸收池E內(nèi)裝有二氧化碳吸收劑;吸收池E的底部設(shè)有固體產(chǎn)品出口;
[0071]膜蒸餾裝置D采用疏水性中空纖維膜,為管式膜結(jié)構(gòu),管端口兩側(cè)分別為結(jié)晶母液進(jìn)出口,管身出口、入口端分別為為餾出液(冷凝劑)的進(jìn)出口。所述膜蒸餾裝置內(nèi)部換熱方式采取兩股物料對(duì)流換熱方式。
[0072]量取500ml上述蛋氨酸鈉及碳酸鈉溶液經(jīng)0.45μπι微孔膜過(guò)濾,然后將濾液放入料液罐中,以25L/h流量輸送到雙極膜電滲析裝置的料液室,從極液罐向極液室內(nèi)通入3 %硫酸鈉溶液500ml,從堿液罐向堿室內(nèi)加入500ml純水,均以25L/h流量循環(huán)。將雙極膜電滲析器的陰陽(yáng)極分別與直流電源的負(fù)極和正極相連接。啟動(dòng)雙極膜電滲析裝置??刂齐娫词┘佑陔p極膜電滲析器膜表面電流密度為60mA/cm2。采用管道循環(huán)換熱控溫措施,控制生產(chǎn)體系溫度在30°C。堿室出口得到堿液A,堿液A經(jīng)過(guò)堿液罐后送回雙極膜電滲析系統(tǒng)中的堿室,連續(xù)循環(huán)處理;料液室出口得到酸液A,經(jīng)過(guò)氣液分離器,分離得到二氧化碳?xì)怏w和酸液B,酸液B送回料液罐,然后送入雙極膜電滲析系統(tǒng)中的料液室,連續(xù)循環(huán)處理。
[0073]監(jiān)測(cè)料液罐內(nèi)的酸液B的pH變化控制雙極膜電滲析結(jié)束時(shí)間。待料液罐內(nèi)的酸液B的pH = 3.9時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行。料液室內(nèi)的酸液即為蛋氨酸產(chǎn)品溶液,對(duì)獲得的蛋氨酸溶液進(jìn)行濃縮結(jié)晶,獲得60g蛋氨酸晶體,經(jīng)分析其純度為99.9%,蛋氨酸回收率為92.3 %。同時(shí)在堿液罐得到6 %濃度的氫氧化鈉,可作為二氧化碳吸收劑,加入吸收池中繼續(xù)使用。
[0074]雙極膜電滲析設(shè)備產(chǎn)生的酸液A在氣液分離器受折流作用時(shí),由于氣液密度不同,發(fā)生氣液分離。二氧化碳?xì)怏w從氣液分離器的氣體出口排入吸收池。從底部液體出口排出酸液B繼續(xù)以25L/h流速循環(huán)回雙極膜電滲析體系。脫除得到的二氧化碳?xì)怏w通入吸收池,被吸收池中的二氧化碳吸收劑吸收,并啟動(dòng)膜蒸餾裝置,將吸收池上部的二氧化碳吸收母液以360ml/h流量送入膜蒸餾裝置,母液中的水分子經(jīng)膜蒸餾以氣態(tài)形式透過(guò)膜后被冷凝成液體水并收集至餾出液池,餾出液作為冷凝劑,以9L/h流量通入膜蒸餾裝置管身內(nèi)循環(huán),冷凝劑的流動(dòng)方向與二氧化碳吸收母液的流動(dòng)方向相反。膜蒸餾裝置出口的二氧化碳母液被濃縮至過(guò)飽和并循環(huán)送回吸收池,此循環(huán)過(guò)程中碳酸鹽晶體在吸收池中流化懸浮生長(zhǎng),吸收池上層吸收母液經(jīng)栗繼續(xù)送入膜蒸餾裝置進(jìn)行內(nèi)循環(huán),吸收池內(nèi)生長(zhǎng)的碳酸鹽晶體由吸收池底部引出,固液分離、干燥,回收得到碳酸鈉晶體49.2gο純度達(dá)99.6 %,回收率達(dá)98.4%,并可將其回用到甲硫基乙基乙內(nèi)酰脲的水解步驟。整個(gè)過(guò)程能耗為1.7KWh/kg蛋氨酸。電流效率為87 %。
[0075]實(shí)施例2
[0076]本例采用雙極膜裝置的結(jié)構(gòu)為三隔室,如圖1所示,所述裝置包括雙極膜電滲析系統(tǒng)G、堿液罐A、料液罐B、酸液罐1、餾出液池C、膜蒸餾裝置D、吸收池E、氣液分離器F、極液罐H,
[0077]所述雙極膜電滲析系統(tǒng)G由I個(gè)雙極膜電滲析裝置組成,所述雙極膜電滲析裝置由兩側(cè)的極液室和夾在兩側(cè)極液室中間的電滲析隔室組成,所述極液室分別為陰極室和陽(yáng)極室,所述電滲析隔室由5組膜單元串聯(lián)排列組成,所述膜單元為三隔室結(jié)構(gòu),所述三隔室結(jié)構(gòu)為雙極膜、陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜間隔排列構(gòu)成堿室、料液室、酸室;
[0078]所述極液罐H的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)G的極液室的入口,極液室的出口連通極液罐H的入口 ;
[0079]所述堿液罐A的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)G的堿室的入口,堿室的出口連通堿液罐A的入口 ;
[0080]所述料液罐B的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)G的料液室的入口,料液室的出口連通料液罐B的入口 ;
[0081]所述酸液罐I的出口連通雙極膜電滲析系統(tǒng)G的酸室的入口,酸室的出口連通氣液分離器F的上部液體入口 ;氣液分離器F的下端液體出口連通酸液罐I的入口;氣液分離器F的上端氣體出口連通吸收池E的上端氣體入口 ;
[0082]所述吸收池E在上部液體處設(shè)有液體出口,所述液體出口連通膜蒸餾裝置D的入口,膜蒸餾裝置D的出口連通吸收池E的上端液體入口 ;
[0083]所述餾出液池C的出口連通膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口,膜蒸餾裝置管身的冷凝劑出口連通餾出液池C的入口 ;
[0084]所述膜蒸餾裝置管身的冷凝劑入口、出口分別位于膜蒸餾裝置的出口端、入口端;
[0085]吸收池E內(nèi)裝有二氧化碳吸收劑;吸收池E的底部設(shè)有固體產(chǎn)品出口;
[0086]量取500ml上述蛋氨酸鈉及碳酸鈉溶液經(jīng)0.45μπι微孔膜過(guò)濾,然后將濾液放入料液罐中,以25L/h流量輸送到雙極膜電滲析裝置的料液室,從極液罐向極液室內(nèi)通入3 %硫酸鈉溶液500ml,從堿液罐向堿室內(nèi)加入500ml純水,從酸液罐向酸室內(nèi)加入500ml純水,均以25L/h流量循環(huán)。將雙極膜電滲析器的陰陽(yáng)極分別與直流電源的負(fù)極和正極相連接。啟動(dòng)雙極膜電滲析裝置??刂齐娫词┘佑陔p極膜電滲析器膜表面電流密度為60mA/cm2。采用管道循環(huán)換熱控溫措施,控制生產(chǎn)體系溫度在30°C。堿室出口得到堿液A,堿液A經(jīng)過(guò)堿液罐后送回雙極膜電滲析系統(tǒng)中的堿室,連續(xù)循環(huán)處理;酸室出口得到酸液A,經(jīng)過(guò)氣液分離器,分離得到二氧化碳?xì)怏w和酸液B,酸液B送回酸液罐,然后送入雙極膜電滲析系統(tǒng)中的酸室,連續(xù)循環(huán)處理;料液室出口得到的處理后的料液送回料液罐,然后送入雙極膜電滲析系統(tǒng)中的料液室,連續(xù)循環(huán)處理;
[0087]監(jiān)控酸液罐中的酸液B的pH變化,控制雙極膜電滲析結(jié)束時(shí)間。待料液室內(nèi)的酸液B的pH = 3.9時(shí)停止設(shè)備運(yùn)行。酸液罐內(nèi)的酸液即為蛋氨酸產(chǎn)品溶液,對(duì)獲得的蛋氨酸溶液進(jìn)行濃縮結(jié)晶,最終得到蛋氨酸晶體59.3g。經(jīng)分析其純度為100%,蛋氨酸回收率為91.2%。同時(shí)得到5.3%濃度的氫氧化鈉并用于對(duì)二氧化碳的吸收。
[0088]膜蒸餾裝置和步驟均與實(shí)施例1相同。雙極膜電滲析設(shè)備產(chǎn)生的酸液A在氣液分離器受折流作用時(shí),由于氣液密度不同,發(fā)生氣液分離。二氧化碳?xì)怏w從氣液分離器的氣體出口排入吸收池。從底部液體出口排出酸液B繼續(xù)以25L/h流速循環(huán)回雙極膜電滲析體系。脫除得到的二氧化碳?xì)怏w通入吸收池,被吸收池中的二氧化碳吸收劑吸收,并啟動(dòng)膜蒸餾裝置,將吸收池上部的二氧化碳吸收母液以360ml/h流量送入膜蒸餾膜裝置,母液中的水分子經(jīng)膜蒸餾以氣態(tài)形式透過(guò)膜后被冷凝成液體水并收集至餾