專利名稱：一種濃差滲析裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到濃差滲析裝置。
背景技術(shù)：
濃差滲析屬于一種由溶液濃度不同而引起的電解質(zhì)離子穿過滲透膜向低濃度一 側(cè)遷移的物理現(xiàn)象。滲析速率與濃度差的大小有關(guān)，濃差越大，滲析的過程越快，否則就越 慢。因?yàn)闈B析以濃差作為推動(dòng)力，所以擴(kuò)散速度比較慢。在化工上主要用于有機(jī)和無機(jī)電 解質(zhì)的分離和純化。在環(huán)境工程方面主要用于酸、堿廢液的處理和回收。由于濃差滲析過程不需消耗其他動(dòng)力，屬于低能耗傳質(zhì)、分離過程。但另一方面， 濃差滲析速率較慢，其裝置非常龐大，且耗用離子交換膜數(shù)量多，投資費(fèi)用大。因此，一直難 以得到大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出在濃差滲析裝置的料液和接受劑流道中充填樹脂珠，以加快離子遷移 的濃差滲析裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種濃差滲析裝置，如圖1所示，它有料液流道和接受劑流道兩個(gè)流道，兩個(gè)流道內(nèi)充 填有離子交換樹脂珠，兩個(gè)流道之間由與離子交換樹脂珠相同類型的離子交換膜相隔，例 如料液流道和接受劑流道中充填陽離子交換樹脂，則兩流道間以陽離子離子交換膜相隔； 料液流道和接受劑流道中充填陰離子交換樹脂，則兩流道間以陰離子離子交換膜相隔，料 液流道和接受劑流道分別有進(jìn)口和出口，料液和接受劑可以是逆向流動(dòng)。上述的濃差滲析裝置，所述的料液流道和接受劑流道外可以有保溫裝置或加熱裝 置。當(dāng)電解質(zhì)料液和接受劑分別以一定流速逆向通過流道時(shí)，由于料液中央陽離子濃 度遠(yuǎn)高于接受劑，受該濃度差驅(qū)使，料液中的陽離子向陽離子交換膜靠近，并穿過陽離子交 換膜到達(dá)接受劑中，形成接受液流出，料液的流出液中該種陽離子的濃度則大大降低，表現(xiàn) 出流出液酸堿度的變化。根據(jù)離子交換原理，離子在樹脂珠上的交換反應(yīng)速度非?？欤?流道液層中的遷移速度則遠(yuǎn)低于離子交換反應(yīng)速度。因此，在流道中充填樹脂珠后可大大 提高總的離子遷移速度，其速度是未充填樹脂珠裝置的3-4倍，即可大大加快濃差滲析的 單位處理能力。


圖1為本發(fā)明的濃差滲析裝置示意圖，其中1為離子交換樹脂珠；2為離子交換 膜；3為料液流道；4為接受劑流道。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例進(jìn)一步說明 實(shí)施例1實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，料液流道(3)和接受劑流道(4)充填的樹脂為732型強(qiáng)酸性陽 離子交換樹脂珠(1)，兩流道間的離子交換膜隔膜為HFlOl型陽離子交換膜(2)。兩流道的 橫截面積均為141cm2，充填的強(qiáng)酸性離子交換樹脂珠的直徑為0. 5-1. 2mm(市售樹脂質(zhì)量指 標(biāo))。對(duì)比裝置的結(jié)構(gòu)、膜材料和尺寸與實(shí)驗(yàn)裝置相同，但未充填樹脂珠。配制料液為10%硫酸鈉溶液，接受劑為0. 5%硫酸。在運(yùn)行5小時(shí)后，調(diào)節(jié)流速，控 制料液流出液PH為1. 6-1. 7，在其指標(biāo)穩(wěn)定運(yùn)行5小時(shí)后，測(cè)量流出液流速為M7ml/h，而 用于對(duì)比的未充填樹脂的裝置流速為161ml/h，可計(jì)算得充填離子交換樹脂珠的裝置比常 規(guī)裝置滲析速率快3. 4倍。實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，料液流道(3)和接受劑流道(4)充填的樹脂為717型強(qiáng)堿性陰 離子交換樹脂珠(1)，兩流道間的離子交換膜隔膜為HF201型陰離子交換膜(2)。兩流道的 橫截面積均為141cm2，充填的強(qiáng)酸性離子交換樹脂珠的直徑為0. 5-1. 2mm (市售樹脂質(zhì)量 指標(biāo))。對(duì)比裝置的結(jié)構(gòu)、膜材料和尺寸與實(shí)驗(yàn)裝置相同，但未充填樹脂珠。配制料液為10%氯化鈉溶液，接受劑為1%氫氧化鈉。在運(yùn)行5小時(shí)后，調(diào)節(jié)流速， 控制料液流出液PH為12. 2-12. 4，在其指標(biāo)穩(wěn)定運(yùn)行5小時(shí)后，測(cè)量流出液流速為999ml/ h，而用于對(duì)比的未充填樹脂裝置流速為238ml/h，可計(jì)算得充填裝置比常規(guī)裝置滲析速率 快4. 2倍。
權(quán)利要求
1.一種濃差滲析裝置，其特征是它有料液流道(3)和接受劑流道(4)兩個(gè)流道，兩個(gè) 流道內(nèi)充填有離子交換樹脂珠(1)，兩個(gè)流道之間由與離子交換樹脂珠相同類型的離子交 換膜(2)相隔，料液流道和接受劑流道分別有進(jìn)口和出口，料液和接受劑逆向流動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃差滲析裝置，其特征是所述的料液流道(3)和接受劑流道 (4)外有保溫裝置或加熱裝置。
全文摘要
一種濃差滲析裝置，如圖1所示，它有料液流道3和接受劑流道4兩個(gè)流道，兩個(gè)流道內(nèi)充填有離子交換樹脂珠1，兩個(gè)流道之間由與離子交換樹脂珠相同類型的離子交換膜2相隔，例如料液流道和接受劑流道中充填陽離子交換樹脂，則兩流道間以陽離子離子交換膜相隔；料液流道和接受劑流道中充填陰離子交換樹脂，則兩流道間以陰離子離子交換膜相隔，料液流道和接受劑流道分別有進(jìn)口和出口，料液和接受劑可以是逆向流動(dòng)。本發(fā)明的濃差滲析裝置其滲析速度是未充填離子交換樹脂珠裝置的3-4倍。
文檔編號(hào)B01D61/28GK102049192SQ20101056255
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者徐雨芳, 畢琴, 趙玉明 申請(qǐng)人:南京大學(xué)