一种双极膜电渗析再生钠型分子筛系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种钠型分子筛离子交换脱钠系统，更具体说是一种应用双极膜电渗析水处理技术在线连续处理钠型分子筛离子交换脱钠系统。
【背景技术】
[0002]钠型分子筛，包括八面沸石，β沸石，丝光沸石，ZSM系列沸石，尤其是催化裂化催化剂生产中用到的Υ型分子筛，上述Na型分子筛制备的传统工艺均采用铵盐和稀土交换的方法降低钠含量，以提高沸石分子筛催化剂的活性和稳定性。
[0003]要使沸石分子筛以及含分子筛活性组分的催化剂中的钠含量满足使用要求，往往需要采用过量铵盐交换改性，因此产生含大量氨氮物质的工业废水。铵交换过程过滤液中氨氮含量一般为4000?1000mg/L，交换后洗涤水中氨氮含量为150?1500mg/L。若直接排入水体，容易引起水中藻类和其他微生物大量繁殖，导致水体富营养化。水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，亚硝酸盐与蛋白质结合会形成亚硝肢，是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。生态环境方面，氨氮对水体造成污染，使水生动植物中毒而死亡。因此，我国现行地表水、地下水、污水综合排放标准和渔业水质标准中均规定了氨氮的浓度限值，国家一级排放标准为15mg/L，二级排放标准为50mg/L。
[0004]因此，为了满足日益严格的环保法规以及工厂提高经济效益的要求，迫切需要开发绿色环保并可以提高经济效益的对分子筛进行离子交换的技术。
[0005]CN102049193A公开了一种对含有可交换离子的固体物质进行离子交换的方法，该方法包括：采用双极膜电渗析对含有离子的溶液进行双极膜电渗析，从而制备酸液或碱液；将所述酸液或碱液与含有可交换基团的固体物质进行离子交换，并将交换得到的浆液进行固液分离，将固液分离得到的液相循环用作双极膜电渗析中的含有离子的溶液。由于钠型分子筛脱钠过程要求浆液体系pH大于3，否则将破坏其晶体结构，而依照该法实践易造成双极膜电渗析产酸过量，破坏钠型分子筛结构，且双极膜电渗析过程存在不连续，操作繁杂等缺点。
【实用新型内容】
[0006]为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供一种可实现钠型分子筛在线连续离子交换脱钠，可以有效提高钠型分子筛脱钠效果，节约脱钠费用的双极膜法电渗析再生钠型分子筛系统。
[0007]为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0008]一种双极膜法电渗析再生钠型分子筛系统，所述系统包括双极膜电渗析器、碱液罐、料液罐、酸液罐、脱钠离子交换柱；
[0009]所述双极膜电渗析器为三隔室结构，双极膜电渗析系统的两侧为极液室，所述极液室分别为阳极室和阴极室，两侧极液室中间为电渗析隔室，电渗析隔室中双极膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜间隔排列构成酸室、料液室、碱室；
[0010]所述脱钠离子交换柱包括空心腔体、上盖、下盖；所述空心腔体的上端、下端分别与上盖、下盖螺纹密封连接；所述上盖设有第一通孔，下盖设有第二通孔，第一通孔、空心腔体、第二通孔形成液体通道；所述空心腔体内壁沿圆周方向设有2个平行的环形台阶，从上到下分别为第一环形台阶和第二环形台阶，所述第一环形台阶和第二环形台阶分别用于放置第一多孔板和第二多孔板，使第一多孔板和第二多孔板相互平行，并且垂直于液体通道的方向；所述上盖的第一通孔设有可伸入空心腔体的第一延长段，第一延长段的底部表面与第一多孔板的顶部表面触接，所述下盖的第二通孔设有可伸入空心腔体的第二延长段，第二延长段的顶部表面与第二多孔板的底部表面触接，所述的第一延长段、第二延长段分别用于固定2个多孔板，所述上盖的第一通孔处设有上端pH传感器、下盖的第二通孔处设有下端pH传感器；
[0011]进一步，所述上盖底部第一通孔的外侧设有一环形向内的第一凹槽，所述下盖顶部第二通孔的外侧设有环形向内的第二凹槽，所述第一凹槽内表面与空心腔体的上端外表面为螺纹配合；所述第二凹槽内表面与空心腔体的下端外表面为螺纹配合。
[0012]更进一步，所述第一延长段、第二延长段分别与空心腔体恰好相嵌套。
[0013]所述脱钠离子交换柱在工作状态时，将两个多孔板放置于中心腔体的两个环形台阶上，待脱钠的钠型分子筛装填于两个多孔板之间，然后将上盖、下盖与空心腔体旋紧密封，多孔板通过上盖的第一通孔的第一延长段以及下盖的第二通孔的第二延长段压紧固定。
[0014]所述料液罐的出口通过液体栗d和阀门V连通双极膜电渗析器的料液室的入口，料液室的出口连通料液罐的入口；
[0015]所述碱液罐的出口通过液体栗c和阀门VI连通双极膜电渗析器碱室的入口，碱室的出口连通碱液罐的入口；
[0016]所述酸液罐的出口通过液体栗b后分为两个支路，第一支路通过阀门I连通脱钠离子交换柱的底端通孔入口，第二支路通过阀门III连通双极膜电渗析器的酸室入口 ；酸室的出口连通酸液罐的入口；
[0017]脱钠离子交换柱竖直放置，
[0018]脱钠离子交换柱的顶端通孔出口连通两个支路，第三支路通过液体栗a和阀门11连通脱钠离子交换柱的底端通孔入口 ；第四支路通过阀门IV连通双极膜电渗析器的酸室入口。
[0019]本实用新型中，描述脱钠离子交换柱时，上盖、下盖用于区分不同部件，但并不表示脱钠离子交换柱的放置方向，脱钠离子交换柱竖直放置时，上盖可以在顶端也可以在底端，因此在描述脱钠离子交换柱的连接关系时，用顶端和底端来表示竖直的上下关系，而不用上盖、下盖来表不。
[0020]本实用新型还提供利用所述双极膜法电渗析再生钠型分子筛系统进行再生钠型分子筛的方法，所述方法包括以下步骤:
[0021](1)脱钠离子交换柱内装填待脱钠的钠型分子筛:将两个多孔板放置于中心腔体的两个环形台阶上，待脱钠的钠型分子筛装填于两个多孔板之间，然后将上盖、下盖与空心腔体旋紧密封，多孔板通过上盖的第一通孔的第一延长段以及下盖的第二通孔的第二延长段压紧固定；
[0022]开启顶端pH传感器和底端pH传感器，此时所有阀门处于关闭状态；
[0023](2)双极膜电渗析处理：
[0024]A、分别向酸液罐、碱液罐加入纯水，在料液罐加入分子筛脱钠后的含盐废水，开启阀门I，III，IV，V，VI，启动液体栗b，c, d，使酸液罐的纯水通入酸室，碱液槽的纯水通入碱室，料液罐中分子筛脱钠后的含盐废水通入料液室，并在极液室中加入质量浓度1-3%的硫酸溶液，将双极膜电渗析系统的阳极、阴极分别与直流稳压电源正负极相连，启动电源，进行电渗析处理；
[0025]B、双极膜电渗析处理过程中，在碱室得到碱溶液，经碱室出口回到碱液罐，然后再通入碱室循环；料液室得到双极膜电渗析处理后的母液废水，经料液室出口回到料液罐，然后再通入料液室循环处理；酸室得到酸溶液，经过液体栗b后分为2个流路，第一流路是通过第一支路，经过阀门I进入脱钠离子交换柱的底端入口，从顶端出口流出，此时阀门II所在的第三支路处于关闭状态，因此脱钠离子交换柱顶端出口的流出液通过连通双极膜电渗析器酸室入口的第四支路，经阀门IV回到酸液罐；酸室得到的酸溶液经过液体栗b后的第二流路是通过第二支路，经阀门III直接回到酸液罐，酸液罐中的液体继续通入酸室循环；
[0026](3)调节阀门I，调节酸液流量使离子交换柱内的分子筛处于湍流状态，监控脱钠离子交换柱的出入口两端pH变化；当底端入口端pH传感器显示pH低于3时，关闭阀门I和IV，开启阀门II和液体栗a，使脱钠脱钠离子交换柱在湍流状态下进行自循环，液体流路的方向是从脱钠脱钠离子交换柱的底端进入，从顶端流出，然后通过第三支路，经阀门II和液体栗a回到脱钠脱钠离子交换柱的底端，形成内部循环；
[0027]此时酸室得到的酸溶液，经过液体栗b直接通过第二支路回到酸液罐，酸液罐中的液体继续通入酸室循环；
[0028](4)顶端pH传感器和底端pH传感器显不差值稳定在0. 01?0. 5之间1?24h后，关闭阀门II和液体栗a，取