[实用新型]一种稀硫酸膜蒸馏浓缩装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及膜分离技术领域，特别涉及一种稀硫酸膜蒸馏浓缩装置。

背景技术

硫酸在化工、钢铁等行业中用途广泛。但是在大部分应用过程中，用过的硫酸成为含杂质的稀硫酸。这些稀硫酸如不经过处理就排放到环境中，将会造成水体或土壤酸化，危害生态环境，大量浪费资源。过去常采用生产石膏或生产磷肥等方式处理稀硫酸，但随着化学工业的发展和环保的需要，这种处理方式已无法满足需求，因此需要将稀硫酸浓缩后，再循环利用。

目前，稀硫酸浓缩方法主要有两种，一种是把稀硫酸置于蒸发器中，在常压条件下直接用燃料加热蒸发器或用换热器进行加热，达到稀硫酸浓缩的目的；另外一种是在减压条件下，用换热器加热稀硫酸同时进行蒸发的方法和设备。总之，目前稀硫酸的浓缩都是通过间接加热的方法来实现的。由于高温的硫酸特别是高温的浓硫酸具有强烈的腐蚀性，这对换热器的材质提出了极高的要求，需要价格昂贵的稀有金属如钽、锆以及特殊合金制作换热器，此外采用蒸发浓缩需要耗费大量的能量，这种都提高了稀硫酸的浓缩成本，从而限制了废稀硫酸的回收利用，另外洗硫酸中经常含有其它杂质，在高温下容易而影响浓缩后的回用。

膜蒸馏是膜分离技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，是膜分离技术大家庭中的新成员，它采用疏水性的微孔膜，以膜两侧存在的温差而引起的水蒸汽压力差作为传质推动力，实现溶液的浓缩。膜蒸馏具有分离效率高、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求低等优点，且在常压和较低温度下下操作，具有有效成分损失少、浓缩倍数高、节能(可以使用工业废热)等优势，特别适合用于溶液的浓缩，在中药提取液浓缩领域有良好的应用前景。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于针对传统蒸馏技术能耗高等缺点，基于膜蒸馏技术，提供一种蒸发温度低、能耗低、耐腐蚀、浓缩效果好的稀硫酸膜蒸馏浓缩装置。

为达到上述目的，本实用新型所提出的技术方案为：一种稀硫酸膜蒸馏浓缩装置，包括直接接触膜蒸馏装置（DCMD）,所述的直接接触膜蒸馏装置中安装有中空纤维膜蒸馏组件，所述的中空纤维膜膜蒸馏组件内安装有中空纤维膜，其特征在于：所述的中空纤维膜为内衬纤维的疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜。

进一步，所述的中空纤维膜孔径为0.05-0.4微米。

采用上述装置的稀硫酸膜蒸馏浓缩方法，采用上述的稀硫酸膜蒸馏浓缩装置，包括如下步骤：

步骤1：进料罐中的稀硫酸恒温加热至50-80℃；

步骤2：稀硫酸通过硫酸泵经管道泵入中空纤维膜组件进行膜蒸馏浓缩，稀硫酸浓缩液回流至进料罐进行循环浓缩，得到浓硫酸，水蒸气透过内衬纤维的疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜进入透析侧，并与冷凝水接触冷凝成产水。

进一步，所述的稀硫酸浓度为浓度5-30%。

进一步，所述的冷凝水温度为0-25℃。

进一步，所述的浓缩后的浓硫酸浓度为40-70%。

综上所述，采用上述技术方案，采用本实用新型所述的稀硫酸膜蒸馏浓缩装置进行稀硫酸浓缩，具有以下优点：

1)内衬纤维的疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜进行稀硫酸膜蒸馏具有通量大，分离效果好、不断丝等优点；

2)节能，恒温加热可以采用工业余热、水汽加热等；

3)在常压和较低温度下下操作，具有有效成分损失少，料液化学性质稳定；

4)浓缩倍数高。

附图说明

图1为本实用新型所述的稀硫酸膜蒸馏浓缩装置结构图；

其中：1.进料罐、2.恒温加热器、3.硫酸泵、4.流量计、5.中空纤维膜蒸馏组件、6.恒温冷却器、7.水泵、8.天平、9.出水罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种稀硫酸膜蒸馏浓缩装置，包括直接接触膜蒸馏装置（DCMD）,所述的直接接触膜蒸馏装置中安装有中空纤维膜蒸馏组件5，所述的中空纤维膜蒸馏组件5内安装有中空纤维膜，进料罐1、硫酸泵3、流量计4通过管道中空纤维膜蒸馏组件5进料口相连，中空纤维膜蒸馏组件5浓缩液出口通过管道与进料罐1相连，所述的进料罐1上安装有恒温加热器2；中空纤维膜蒸馏组件5内的中空纤维膜内管道于中空纤维膜蒸馏组件5渗透液出口相连，并一出口通过管道与流量计4、恒温冷却器6、水泵7、出水罐9，另一出口通过管道与出水罐9相连，所述的出水罐9设于天平8上，所述的中空纤维膜为内衬纤维的疏水性聚偏氟乙烯中空纤维膜，所述的中空纤维膜孔径为0.05-0.4微米。