專利名稱：一種實驗用集成式雙極膜電滲析器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種膜分離技術領域的設備，特別涉及一種實驗用雙極膜電滲析設備。
背景技術：
雙極膜電滲析(BMED)技術作為一種新型綠色化工技術，主要利用雙極膜在直流電場反向偏壓下可以將水以最低的理論電壓解離成氫離子和氫氧根離子這一特性，在資源回收、污染控制和化工清潔生產(chǎn)等方面的研究開發(fā)有大量報道。但目前，在實驗室用于雙極膜過程開發(fā)的實驗裝置，由雙極膜膜堆、料液桶、料液泵、流量計、直流電源及閥門等組成， 這些部件采用分散式連接，布局松散，安裝調試繁瑣，占用空間大，搬運困難，不便于實驗操作，并進一步影響了實驗數(shù)據(jù)的可靠性。近年來，對雙極膜技術的開發(fā)主要體現(xiàn)在工業(yè)過程開發(fā)上，如中國科學技術大學學報(第 38 卷，656-659 頁)，英文膜科學雜志(Journal of Membrane Science)(第 339 卷，第觀-32頁)等，對雙極膜電滲析器的開發(fā)主要體現(xiàn)在膜堆組成的改進上，如中國專利 (201020181234. 8和200920201823. 5等)，對整個雙極膜設備系統(tǒng)的集成和改進鮮有報道。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種結構緊湊的集成式雙極膜電滲析設備，它占用空間小，操作方便，移動靈活，安全性好，自動化程度較高，為雙極膜電滲析實驗提供便利。本實用新型實驗用集成式雙極膜電滲析器，采用可移動箱式一體化設計，包括箱體外殼、直流電源、膜堆、料液桶、料液泵、轉子流量計、管道和電線；其特征在于直流電源、膜堆、料液桶、料液泵和轉子流量計都安裝在箱體內，直流電源安裝在箱體前上部，并在電源前端面板上安裝有總電源開關、總電源指示燈、五個料液泵控制開關、倒極開關、電壓顯示表、電流顯示表、電壓調節(jié)旋鈕和電流調節(jié)旋鈕；五個料液桶左右并排安裝在箱體后上部；膜堆安裝在電源下端，箱體內部中間位置；五個料液泵左右并排安裝在箱體底部；五只轉子流量計左右并排安裝在箱體前面板中間位置；五個料液桶、五個料液泵和五只轉子流量計通過管道從左至右分別與膜堆的陽極室、堿室、鹽室、酸室和陰極室相連，并構成料液桶-料液泵-轉子流量計-膜堆格室-料液桶的回路，料液桶下方設有采樣閥門，采樣閥門出液口從箱體背面開孔處伸出箱體外。所述箱體是由金屬材料通過鈑金、焊接制成的長方體，底部安裝有萬向輪，前后左右四個面上均開有活動門，門上設有開啟把手，其中正面門上靠近轉子流量計安裝位置設有透明玻璃窗。所述膜堆由電極板、隔板、夾緊裝置、陰陽離子交換膜和雙極膜疊裝組成；膜堆上設有陰陽極接線柱，通過電線與直流電源的正負極相連接；膜堆與箱體及與其相連接的各其它部件之間為易拆卸式安裝。本實用新型實驗用集成式雙極膜電滲析器，在使用時，先準備好料液分別置于五個料液桶中，打開總電源，分別打開五個料液料液循環(huán)泵，使用轉子流量計上的閥門調節(jié)各路流量，保證五個料液回路均通暢，設定電流或電壓，開始實驗并記錄相關數(shù)據(jù)，實驗中可通過設在設備背面的采樣閥門進行取樣分析。實驗結束后，關閉直流電源，關閉料液循環(huán)泵，放掉料液，在料液桶中加入清水或其它清洗液，打開料液循環(huán)泵沖洗膜堆內部，沖洗結束后，關閉轉子流量計上的調節(jié)閥，關閉料液循環(huán)泵和總電源，使膜堆中存留部分清水放置。本實用新型實驗用集成式雙極膜電滲析器，設有五套料液桶-料液泵-轉子流量計-膜堆格室-料液桶的回路系統(tǒng)，可以滿足各種膜堆構型的雙極膜電滲析實驗的需要，如 BP-A，BP-C, BP-C_A或BP-A-C等二隔室和三隔室構型；膜堆與設備采用易拆卸式連接，方便換膜和改變膜堆構型。由于本設備將雙極膜電滲析的所有部件集成到一個可移動箱體內， 使得設備結構緊湊，操作方便，占地面積大大減少；所有部件經(jīng)過優(yōu)選，相對于以往從多廠家采購部件再自行組裝，設備性能和實驗工作效率都有了很大提高。

圖1為本實用新型實驗用集成式雙極膜電滲析器的內部結構示意圖圖2為本實用新型實驗用集成式雙極膜電滲析器的外部結構示意圖
具體實施方式
以下結合附圖以實施例對本實驗用集成式雙極膜電滲析器作詳細說明。圖1給出了本實用新型實驗用集成式雙極膜電滲析器的內部結構示意圖，將料液桶1、直流電源2、膜堆6、料液泵8和轉子流量計4都安裝在箱體5內，將自行設計的0-20A，0-60V可調直流電源2安裝在箱體5前上部，五個用有機玻璃材料制成的料液桶1左右并排安裝在箱體5后上部；用國產(chǎn)雙極膜、均相陰離子交換膜、均相陽離子交換膜、隔板、有機玻璃夾緊板、鈦涂釕電極組裝成BP-C-A三隔室構型，10單元，外形大小為 14. 5cmX20. 5cmX9cm的雙極膜電滲析膜堆6，將膜堆6安裝在電源2下端，處于箱體5中間位置；五個料液泵8左右并排安裝在箱體5底部，料液泵8選用耐酸堿磁力泵；五只耐酸堿的轉子流量計4左右并排安裝在箱體5前面板中間位置；五個料液桶1、五個料液泵8和五只轉子流量計4通過PVC管道3從左至右分別與膜堆6的陽極室、堿室、鹽室、酸室和陰極室相連，并構成料液桶1-料液泵8-轉子流量計4-膜堆6格室-料液桶1的回路，料液桶1下方設有采樣閥門7，采樣閥門7出液口從箱體5背面開孔處伸出箱體5外。圖2為本實用新型實驗用集成式雙極膜電滲析器的外部結構示意圖，箱體5是由金屬材料通過鈑金、焊接制成的長方體，底部安裝有萬向輪，前后左右四個面上均開有活動門，門上設有開啟把手11，其中正面門上靠近轉子流量計4安裝位置設有透明玻璃窗。在箱體5正面，電源2前端面板上安裝有總電源開關10、總電源指示燈9、五個料液泵控制開關 17、倒極開關16、電壓顯示表12、電流顯示表13、電壓調節(jié)旋鈕14和電流調節(jié)旋鈕15 ；膜堆 6上設有陰陽極接線柱，通過電線與直流電源2的正負極相連接；膜堆6與箱體5及與其相連接的各其他部件之間為易拆卸式安裝。將本實施例實驗用集成式雙極膜電滲析器用于雙極膜法從葡萄糖酸鈉制備葡萄糖酸的實驗，分別在7A，10A, 13A恒流操作條件下進行實驗，相關結果如下表[0016]
權利要求1.實驗用集成式雙極膜電滲析器，采用可移動箱式一體化設計，包括箱體外殼(5)、 直流電源O)、膜堆(6)、料液桶(1)、料液泵(8)、轉子流量計、管道C3)和電線；其特征在于直流電源O)、膜堆(6)、料液桶(1)、料液泵⑶和轉子流量計⑷都安裝在箱體 (5)內，直流電源(2)安裝在箱體(5)前上部，并在電源(2)前端面板上安裝有總電源開關 (10)、總電源指示燈(9)、五個料液泵控制開關(17)、倒極開關(16)、電壓顯示表(12)、電流顯示表(13)、電壓調節(jié)旋鈕(14)和電流調節(jié)旋鈕(15)；五個料液桶(1)左右并排安裝在箱體(5)后上部；膜堆(6)安裝在電源⑵下端，箱體(5)內部中間位置；五個料液泵⑶左右并排安裝在箱體(5)底部；五只轉子流量計(4)左右并排安裝在箱體(5)前面板中間位置；五個料液桶(1)、五個料液泵(8)和五只轉子流量計(4)通過管道( 從左至右分別與膜堆(6)的陽極室、堿室、鹽室、酸室和陰極室相連，并構成料液桶(1)-料液泵(8)-轉子流量計-膜堆(6)格室-料液桶(1)的回路，料液桶(1)下方設有采樣閥門(7)，采樣閥門 (7)出液口從箱體(5)背面開孔處伸出箱體外。
專利摘要本實用新型公開了一種實驗用集成式雙極膜電滲析器，解決現(xiàn)有雙極膜電滲析設備布局松散，安裝調試繁瑣，占用空間大，搬運困難，不便于實驗操作的問題。本實用新型采用可移動箱式一體化設計，將直流電源、膜堆、料液桶、料液泵和轉子流量計都集成安裝在一個箱體，結構合理，設備緊湊，使得設備性能和實驗工作效率都有了較大提高；設有五套料液桶-料液泵-轉子流量計-膜堆格室-料液桶的回路系統(tǒng)，可以滿足各種膜堆構型的雙極膜電滲析實驗的需要；膜堆與設備采用易拆卸式連接，方便換膜和改變膜堆構型。
文檔編號B01D61/54GK202224068SQ20112036580
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權日2011年9月28日
發(fā)明者劉兆明, 吳亮, 張旭, 李傳潤, 汪耀明 申請人:合肥天維膜技術有限公司