[发明专利]一种经济性分子筛膜的合成装置

说明书

本发明涉及一种经济性分子筛膜的合成装置，通过对现有技术的改良，通过将晶化过程中的铸膜液循环至合成釜外，并通过合理阀门的设置控制进入沉积釜中铸膜液的体积以及相应时间段的铸膜液，在保证晶化效果的基础上使得沉积效果最佳。

技术领域

本发明涉及一种膜的合成装置，具体涉及一种Silicalite-1分子筛膜的制合成装置。

背景技术

膜分离技术是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术，其兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，目前已广泛应用于众多领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。分子筛膜作为无机膜中的一种，具有比有机膜更佳的热和化学稳定性，在有机溶剂/水分离和气体分离等领域具有较大的应用潜力，而Silicalite-1分子筛膜则是较为常见的一类分子筛，该类分子筛做出的分子筛膜在CO2/CH4分离和醇水分离方面具有较好的表现。

然而在制备全硅分子筛膜过程中，除在载体附近晶化成分子筛膜外，铸膜液中的其他位置同样为发生晶化过程生成分子筛，该分子筛沉积到反应釜底部，沉积的全硅分子筛难以用普通的无机酸，例如硫酸、硝酸和氢氟酸等清洗，从而影响反应釜的再次使用，而且，产生的分子筛也被浪费掉。在现有技术中，已经有人采用在同一个反应釜中同时完成晶种化载体晶化成膜和对空白片式载体进行晶种化的过程，该方法避免了反应釜的破坏和分子筛的浪费，但是在实际操作过程中发现，该方法存在不少问题，其中最主要的问题是时间的不匹配性。一般采用二次晶化方法晶化分子筛膜需要至少6h，而一般晶种涂敷例如普通的浸涂、旋涂等方式仅需要几秒钟的时间，即使上述方法中铸膜液中分子筛颗粒浓度较低需要较普通涂敷过程更长的时间，但是两种过程的时间依然存在较大的差异，因此当保证膜的晶化效果时，待晶化化的载体上沉积的分子筛颗粒厚度过厚影响晶化，而当保证晶种化过程分子筛膜的晶化又严重不够。因此，需要在保证上述方法所取得技术效果的同时避免晶化时间和晶种化时间的不匹配性的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供了一种分子筛膜的合成装置，克服了晶化时间和晶种化时间的不匹配性。

为了实现上述目的，本发明提出了一种经济性分子筛膜的合成装置，其特征在于该装置包括对待晶化载体进行晶化的合成釜、利用铸膜液中分子筛颗粒进行沉积涂敷待晶种化片式载体的沉积釜和将铸膜液加热到一定温度的加热釜，其中合成釜通过沉积铸膜液输出管线和沉积铸膜液返回管线与沉积釜连接，加热釜通过铸膜液输入管线与合成釜连接，所述的沉积铸膜液输出管线、沉积铸膜液返回管线和铸膜液输入管线上分别设置阀A、阀B和阀C，其中待晶种化片式载体水平的设置在沉积釜中。

优选地，沉积铸膜液输出管线的阀A和沉积釜之间具有阀D，沉积釜和阀B之间具有阀E，且阀D的上游侧和阀E的下游侧之间设置有沉积铸膜液直流管线，且沉积铸膜液直流管线上仅设置阀F。

优选地，合成釜为倒梯形，其釜底与釜侧壁之间的夹角范围为120-150°，且铸膜液输入管线和沉积铸膜液返回管线与合成釜相接的铸膜液输入口和沉积铸膜液返回口均位于晶种化载体的上方，沉积铸膜液输出管线与合成釜相接的沉积铸膜液输出口位于合成釜的底端。

优选地，所述的待晶化可以选自片式、管式，当待晶化载体选自片式时，合成釜的高度h与载体外径r的关系为1.5r<h<2r，当待晶化载体选自管式时，合成釜的高度h与载体长度l之间的关系为1.2l<h<1.5l。

优选地，沉积铸膜液输出管线与沉积釜相接的沉积铸膜液输入口位于沉积釜的一侧且略低于沉积釜的顶端，而沉积铸膜液返回管线与沉积釜的接口位于沉积釜的另一侧且低于待晶种化片式载体底端、略高于沉积釜的低端。

优选地，所述的合成釜的体积与沉积釜的体积比大于5，且合成釜中晶种化载体的顶端所在平面与合成釜顶部所在平面之间的釜体积大于沉积釜的体积与沉积铸膜液输出管线和沉积铸膜液返回管线的容积和。