中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收方法及其裝置，所述回收裝置包括廢液儲罐1、與廢液儲罐1相連的預(yù)熱器2、與預(yù)熱器2相連的反應(yīng)釜3，所述廢液儲罐1、預(yù)熱器2和反應(yīng)釜3之間通過管道連接，其特征在于反應(yīng)釜3中設(shè)有攪拌裝置6，其中，所述回收裝置還設(shè)有循環(huán)泵4，循環(huán)泵4的輸入端與輸出端分別通過管道與反應(yīng)釜3連接構(gòu)成外循環(huán)通路9，所述反應(yīng)釜3的上部還通過管道連接到冷凝器8。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，采用帶外循環(huán)的攪拌設(shè)計，結(jié)合間歇補充溶劑工藝，可以避免蒸發(fā)過程添加劑的變質(zhì)；回收過程綠色環(huán)保。
【專利說明】中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收方法及其裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢液回收領(lǐng)域，特別是一種中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收方法及實現(xiàn)該方法的回收裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在中空纖維膜的生產(chǎn)過程中通常需要添加部分親水性的高分子物質(zhì)以提高膜的性能。其中，聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等是比較常用的有機高分子添加劑。由于膜生產(chǎn)過程中不可避免會產(chǎn)生大量的有機廢液，其中的主要成分即為上述的親水性添加劑。
[0003]該有機廢液的COD較高，主要成分為大分子有機物，采用常規(guī)的處理方法難以降解，極易對環(huán)境造成污染；同時，其中所含有的添加劑如能采用合適的方法回收，將有望降低中空纖維膜的生產(chǎn)成本。
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題即為采用合適的方法回收廢液中的親水性高分子物質(zhì)，同時采用合適的工藝避免高分子物質(zhì)在回收過程中變質(zhì)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種簡單可行、經(jīng)濟合理的能有效從中空纖維膜生產(chǎn)廢液中回收親水性添加劑的方法，并提供實現(xiàn)該方法的設(shè)備。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收方法，所述方法包括以下步驟:
[0007](I)收集中空纖維膜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液，所述廢液在常壓常溫下預(yù)熱至40-60 0C ；
[0008](2)步驟(I)的廢液在反應(yīng)釜中在70_90°C溫度、-(85-95) KPa壓力下攪拌50-100小時,通過添加新的廢液確保反應(yīng)釜中的混合物的添加劑成分含量為4-50wt% ；
[0009](3)收集反應(yīng)釜上部蒸汽，冷凝后產(chǎn)生冷凝水，收集反應(yīng)釜底部的產(chǎn)物，所述產(chǎn)物的成分為添加劑。
[0010]在本發(fā)明中，步驟(2)添加的新的廢液應(yīng)當(dāng)理解為沒有經(jīng)過預(yù)熱的中空纖維膜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液。及時補充新的廢液可以避免反應(yīng)釜中局部溫度過高的缺陷。特別是當(dāng)反應(yīng)釜中的混合物的添加劑成分含量為30-50wt%時應(yīng)當(dāng)及時補充廢液，或添加保護溶齊U，例如添加額外的DMAC水溶液或DMF水溶液，起到降溫、調(diào)節(jié)濃度的作用。
[0011]此外，步驟(2)中，選用負壓能夠有效降低蒸發(fā)溫度，節(jié)省能耗同時減少添加劑在高溫下變質(zhì)的可能。
[0012]中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收裝置，所述回收裝置包括廢液儲罐1、與廢液儲罐I相連的預(yù)熱器2、與預(yù)熱器2相連的反應(yīng)釜3，所述廢液儲罐1、預(yù)熱器2和反應(yīng)釜3之間通過管道連接，其特征在于反應(yīng)釜3中設(shè)有攪拌裝置6，其中，所述回收裝置還設(shè)有循環(huán)泵4，循環(huán)泵4的輸入端與輸出端分別通過管道與反應(yīng)釜3連接構(gòu)成外循環(huán)通路9，所述反應(yīng)釜3的上部還通過管道連接到冷凝器8。
[0013]根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，所述廢液儲罐I還通過補液管道7直接與反應(yīng)釜3上部連接。
[0014]優(yōu)選地，所述補液管道7上設(shè)有閥門和/或泵。
[0015]優(yōu)選地，所述攪拌裝置6通過軸與攪拌電機5連接。
[0016]在本發(fā)明中，所述冷凝器8是列管式、套管式或夾套式等類型的冷凝器。
[0017]根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，所述回收裝置還設(shè)有相連的溫度探測器和溫度控制器，所述溫度探測器安裝在反應(yīng)釜3中，用于探測廢溶劑的溫度，所得溫度數(shù)據(jù)可在后續(xù)環(huán)節(jié)控制添加劑回收溫度。
[0018]在本發(fā)明中，所述反應(yīng)釜3底部設(shè)有添加劑回收管道。
[0019]本發(fā)明中，所述預(yù)熱器2采用列管式或夾套式預(yù)熱器。
[0020]中空纖維膜生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的有機廢液含有較高C0D，并含有聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等有機污染物。
[0021]其中，聚乙二醇(PEG)依相對分子質(zhì)量不同而性質(zhì)不同，從無色無臭黏稠液體至蠟狀固體。在一般條件下，聚乙二醇穩(wěn)定，但在120°C或更高的溫度下它能與空氣中的氧發(fā)生作用。在惰性氣氛中(如氮和二氧化碳)，它即使被加熱至200?240°C也不會發(fā)生變化。因此，含有聚乙二醇的有機廢液在預(yù)熱和加熱攪拌過程中不會導(dǎo)致聚乙二醇的分解。
[0022]聚乙烯吡咯烷酮在常溫下穩(wěn)定，極易溶于水及含鹵代烴類溶劑、醇類、胺類、硝基烷烴及低分子脂肪酸等，不溶于丙酮、乙醚、松節(jié)油、脂肪烴和脂環(huán)烴等少數(shù)溶劑。能與多數(shù)無機酸鹽、多種樹脂相容，熔點約130°C。因此，含有聚乙烯吡咯烷酮的有機廢液在預(yù)熱和加熱攪拌過程中不會導(dǎo)致聚乙烯吡咯烷酮的分解。
[0023]在本發(fā)明中，含有聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等有機污染物的待處理廢水通過預(yù)熱器2預(yù)熱后進入反應(yīng)釜3中。反應(yīng)釜3通過攪拌裝置和外循環(huán)裝置(包括循環(huán)泵4和外循環(huán)通路)確保物料攪拌均勻，同時避免反應(yīng)釜中的物料局部溫度過高而變質(zhì)。另一方面通過外循環(huán)裝置的設(shè)計，使之處于負壓設(shè)備，降低蒸發(fā)溫度，避免物料變質(zhì)。
[0024]運行時，反應(yīng)釜3內(nèi)的物料升溫，當(dāng)溫度達到水的沸點后，大量的水分從反應(yīng)釜中蒸出，添加劑由于沸點較高，留在反應(yīng)釜中被濃縮。同時，由于添加劑為熱敏性物料，濃度較高時極易發(fā)生聚合變質(zhì)，因此應(yīng)該間歇性的向反應(yīng)釜中添加部分溶劑以稀釋添加劑。隨著蒸發(fā)的進行，定期檢測反應(yīng)釜中添加劑中的水含量，當(dāng)含水率達到要求的指標(biāo)時，收集添加劑得到目標(biāo)產(chǎn)物，檢測合格后即可用于中空纖維膜的生產(chǎn)。
[0025]本發(fā)明的裝置采用帶外循環(huán)的攪拌設(shè)計，結(jié)合間歇補充溶劑工藝，可以避免蒸發(fā)過程添加劑的變質(zhì)；本發(fā)明的設(shè)備在蒸發(fā)過程采用間歇補充溶劑工藝，進一步避免蒸發(fā)過程添加劑的變質(zhì)；通過本發(fā)明的裝置回收過程綠色環(huán)保，無固廢、廢氣、廢水產(chǎn)生；本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，無需采用二次焚燒，能耗低；回收得到的添加劑具有較高的經(jīng)濟價值，可再次用于膜的生產(chǎn)過程。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0026]圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]其中:1、廢液儲罐；2、預(yù)熱器；3、反應(yīng)釜；4、循環(huán)泵；5、攪拌電機；6、攪拌裝置；7、補液管道；8、冷凝器；9、外循環(huán)通路。
【【具體實施方式】】
[0028]以下實施例用于非限制性地解釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員可借鑒本發(fā)明的內(nèi)容，適當(dāng)改變結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系、材料、參數(shù)、尺寸、工藝等環(huán)節(jié)來實現(xiàn)相應(yīng)的其它目的，其相關(guān)改變都沒有脫離本發(fā)明的內(nèi)容，所有類似的替換和改動對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，都應(yīng)當(dāng)被視為包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0029]實施例1
[0030]如圖1所示的中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收裝置，包括廢液儲罐1、與廢液儲罐I相連的預(yù)熱器2、與預(yù)熱器2相連的反應(yīng)釜3，所述廢液儲罐1、預(yù)熱器2和反應(yīng)釜3之間通過管道連接，反應(yīng)釜3中設(shè)有攪拌裝置6，并通過循環(huán)泵4和外循環(huán)通路9構(gòu)成外循環(huán)。反應(yīng)釜3上部有蒸汽出口，通過管道連接到列管式冷凝器8，底部設(shè)有添加劑回收管道。
[0031]廢液儲罐I還通過補液管道7直接與反應(yīng)釜3上部連接，補液管道7上設(shè)有閥門和/或泵。
[0032]反應(yīng)釜3中還設(shè)有相連的溫度探測器和溫度控制器。
[0033]運行時，收集中空纖維膜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液，在常壓常溫下預(yù)熱至40-60°C，然后送入反應(yīng)釜3。反應(yīng)釜3內(nèi)的物料升溫，在70-90°C溫度、-(85-95) KPa壓力下攪拌100小時，期間間斷添加新的廢液確保反應(yīng)釜中的混合物的添加劑成分含量為40wt%。在此期間，大量的水分從反應(yīng)釜中蒸出，經(jīng)冷凝后獲得冷凝賀水，添加劑(如DMAC、DMF、PEG、PVP等)由于沸點較高，留在反應(yīng)釜中被濃縮。同時，由于添加劑為熱敏性物料，濃度較高時極易發(fā)生聚合變質(zhì)，因此應(yīng)該間歇性的向反應(yīng)釜中添加部分溶劑以稀釋添加劑。隨著蒸發(fā)的進行，定期檢測反應(yīng)釜中添加劑中的水含量，當(dāng)含水率達到要求的指標(biāo)時，收集添加劑得到目標(biāo)產(chǎn)物，檢測合格后即可用于中空纖維膜的生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收方法，所述方法包括以下步驟:(1)收集中空纖維膜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液，所述廢液在常壓常溫下預(yù)熱至40-60°C； (2)步驟(I)的廢液在反應(yīng)釜中在70-90°C溫度、-(85-95)KPa壓力下攪拌50-100小時,通過添加新的廢液確保反應(yīng)釜中的混合物的添加劑成分含量為4-50wt% ； (3)收集反應(yīng)釜上部蒸汽，冷凝后產(chǎn)生冷凝水，收集反應(yīng)釜底部的產(chǎn)物，所述產(chǎn)物的成分為添加劑。
2.中空纖維膜生產(chǎn)廢液中親水性添加劑的回收裝置，所述回收裝置包括廢液儲罐(I)、與廢液儲罐(I)相連的預(yù)熱器(2)、與預(yù)熱器(2)相連的反應(yīng)釜(3)，所述廢液儲罐(I)、預(yù)熱器(2)和反應(yīng)釜(3)之間通過管道連接，其特征在于反應(yīng)釜(3)中設(shè)有攪拌裝置(6)，其特征在于所述回收裝置還設(shè)有循環(huán)泵(4)，循環(huán)泵(4)的輸入端與輸出端分別通過管道與反應(yīng)釜(3)連接構(gòu)成外循環(huán)通路(9)，所述反應(yīng)釜(3)的上部還通過管道連接到冷凝器⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在于所述廢液儲罐(I)還通過補液管道(II)直接與反應(yīng)釜(3)上部連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回收裝置，其特征在于所述補液管道(11)上設(shè)有閥門和/或栗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在于所述攪拌裝置(6)通過軸與攪拌電機(5)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在于所述冷凝器(8)是列管式、套管式或夾套式等類型的冷凝器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在于所述回收裝置還設(shè)有相連的溫度探測器和溫度控制器，所述溫度探測器安裝在反應(yīng)釜(3)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在于所述反應(yīng)釜(3)底部設(shè)有添加劑回收管道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收裝置，其特征在于所述預(yù)熱器(2)采用列管式或夾套式預(yù)熱器。
【文檔編號】B01D1/30GK104436718SQ201410803316
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月19日
【發(fā)明者】陳亦力, 李新濤, 李天玉, 代攀, 張東升 申請人:北京碧水源膜科技有限公司