专利名称：甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工设备技术领域，特别涉及一种甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备。
背景技术：
在制取甘氨酸的反应产物中，除含有甘氨酸外，还含有氯化铵等杂质，目前工业生产采用甲醇溶液沉淀甘氨酸并提取氯化铵，达到甘氨酸和氯化铵分离的目的，这种方法消耗甲醇量大，成本高，生产过程中气味大，工作环境污染大，不利于操作人员身体健康；有的采用离子交换法分离，操作烦琐，生产成本高；也有的采用离子交换膜，利用普通水处理电渗析器进行甘氨酸脱盐，所用异相膜选择透过性差，隔板与膜间的密封性较差，造成膜堆渗漏，膜间串水，导致物料流失和环境污染，降低了甘氨酸收率，影响脱盐效果，该项技术难以推向工业应用。
实用新型内容本实用新型的目的提供一种采用均相离子交换膜的电渗析脱盐设备，进行甘氨酸溶液的脱盐、纯化。该设备解决了膜分离设备的内部串水和膜间渗漏问题，提高了甘氨酸收率，减少物料流失和环境污染。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备，包括膜堆、电极和夹紧装置，所述膜堆是由均相阳膜、浓缩室隔板、均相阴膜、脱盐室隔板交替排列组成，所述浓缩室隔板及脱盐室隔板的两侧分别各附一块由弹性板圈垫组成的弹性隔板，所述电极由安置在阳极导水板内的阳极组合电极和安置在阴极导水板内的阴极组合电极组成，所述阳极室和阴极室分别设置在膜堆的左、右两侧，在阳极组合电极和阴极组合电极的端板上安装有脱盐液和浓缩液的入液管和出液管，阳极液、阴极液入液管和出液管，所述夹紧装置是在阳极组合电极及阴极组合电极的外侧设有两块压紧板，由螺栓紧固成电渗器；所述浓缩室隔板和脱盐室隔板的中心部位为液流通道支撑网，在浓缩室隔板和脱盐室隔板的周边部位为隔板框在所述隔板框的上、下部位分别设置有进出液孔和配液孔，在所述液流通道支撑网的上、下部位与进出液孔之间分别设置有布液槽流道。
所述浓缩室隔板和脱盐室隔板由耐酸、碱腐蚀、质地较硬的塑料或橡胶制作，隔板厚度为0.5-2mm。
所述由弹性板圈垫组成的弹性隔板由具有一定弹性和刚性的塑料或橡胶制作，弹性板圈垫厚度为0.5-2mm，弹性隔板的中心部位为空心的，或布以液流通道支撑网。
所述均相阳膜和均相阴膜表面涂有有机胺类化合物涂层。
所述布液槽流道的形状为折拐形。
本实用新型可用于化工产品的脱盐、纯化、浓缩、废液处理；甘氨酸精制母液的处理，回收甘氨酸；糠醛废液处理，回收醋酸；该型隔板还可适用于其它膜过程，如有机盐水解分离，制取有机酸。
本实用新型提供的甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备与现有的普通水处理电渗析进行甘氨酸的脱盐设备相比，具有如下的有益效果1.提高了甘氨酸收率，脱盐效果好。
由于本实用新型采用均相阳膜和均相阴膜，代替了原有的异相膜，使膜的选择透过性好，减少了均相膜对甘氨酸的透过性，而且对均相膜进行了表面涂层处理，进一步减少了甘氨酸的透过性，从而提高了甘氨酸的收率。
2.减少了物料流失，环境污染少。
由于本实用新型在浓缩室隔板和脱盐室隔板的两侧各附一块弹性隔板，弹性板圈垫由具有一定刚性和弹性的塑料或橡胶材料制作，以解决隔板与均相膜间的密封，克服膜堆渗漏，膜间串流引起的物料流失和环境污染。
另外本实用新型电渗析脱盐设备中的布流槽流道的结构由原来的直道(或部分直道)改为折拐式流道，这样相应地增加了弹性隔板的抗弯曲性能，避免了原有结构在布液槽流道处的膜易造成塌陷，从而引起浓缩液与脱盐液的互串，有益于克服膜间串流引起的物料流失。
为防止隔板布液槽流道在压紧和较高的介质温度条件下不发生变形，隔板和弹性板圈垫所选用的材料不同，隔板材质选用耐酸、碱腐蚀，质地较硬的塑料或橡胶制作，弹性板材质选用有一定刚性和弹性的塑料或橡胶制作，这样使隔板不易变形，而且弹性板圈垫能更好的起到密封作用，防止串流发生，达到减少物料损失和减少环境污染的目的。
图1为本实用新型甘氨酸溶液电渗析脱盐设备结构示意图；图2为浓缩室隔板与弹性板圈垫的组合结构示意图；图3为浓缩室隔板结构示意图；图4为弹性板圈垫结构示意图；图5为膜堆剖面示意图。
具体实施方式
甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备如图1所示，该设备由膜堆、电极和夹紧装置三部分组成。第一部分膜堆由均相阳膜3、浓缩室隔板4、均相阴膜5、脱盐室隔板6交替排列组成；第二部分电极是由阳极和阴极组成，在膜堆的左侧设置有阳极组合电极1，在膜堆的右侧设置有阴极组合电极8；第三部分夹紧装置是在阳极组合电极1及阴极组合电极8的外侧设有两块压紧铁板19，由螺栓紧固成为电渗析器。在阳极组合电极1和阴极组合电极8的端板上安装由脱盐液和浓缩液的入液管15和出液管16，阴极液和阳极液入液管17和出液管18。
浓缩室隔板4和脱盐室隔板6的结构如图3所示，隔板由耐酸、碱的硬质塑料制成，板厚为1mm，在隔板的中心部位布有液流通道支撑网9，在隔板的周边部位为隔板框10，在该隔板框10的上、下部位分别设置有进出液孔12和配液孔13，在所述液流通道支撑网9的上、下部位与进出液孔12之间分别设置有布液槽流道14，该流道的形状制作折拐形。在浓缩室隔板4和脱盐室隔板6的两个侧面分别各附一块由弹性板圈垫11组成的弹性隔板，如图2所示，弹性板圈垫结构如图4所示，该弹性板圈垫的中心部位为空心或布以支撑网，周边部位为弹性板垫圈11制成的隔板框10，该弹性板圈垫由具有弹性和刚性的橡胶制作，板厚为1mm。均相阳膜3，浓缩室隔板4，均相阴膜5、弹性板圈垫11和脱盐室隔板6交替排列的剖面结构如图5所示。
为降低均相膜对甘氨酸的透过性，对均相阳、阴膜进行了表面涂层处理，表面处理剂为有机胺类的化合物。
上述设备的工作过程是甘氨酸溶液和浓缩液分别由图1所示的入液孔15进入浓缩室和脱盐室，在通电条件下，阳极组合电极1和阴极组合电极8工作，无机盐的阳离子和阴离子分别通过均相阳膜3和均相阴膜5，由于均相膜的选择透过性好，使脱盐室的盐份减少，浓缩室的盐份增加，甘氨酸留在脱盐室内，盐留在浓缩室内，达到了脱盐的目的，脱盐液和浓缩液自下而上分别由出液孔16排出。
权利要求1.一种甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备，包括膜堆、电极和夹紧装置，其特征在于所述膜堆是由均相阳膜(3)、浓缩室隔板(4)、均相阴膜(5)、脱盐室隔板(6)交替排列组成，所述浓缩室隔板(4)及脱盐室隔板(6)的两侧分别各附一块由弹性板圈垫(11)组成的弹性隔板，所述电极由安置在阳极导水板内的阳极组合电极(1)和安置在阴极导水板内的阴极组合电极(8)组成，所述阳极室(2)和阴极室(7)分别设置在膜堆的左、右两侧，在阳极组合电极(1)和阴极组合电极(8)的端板上安装有脱盐液和浓缩液的入液管(15)和出液管(16)，阳极液、阴极液入液管(17)和出液管(18)，所述夹紧装置是在阳极组合电极(1)及阴极组合电极(8)的外侧设有两块压紧板(19)，由螺栓紧固成电渗器；所述浓缩室隔板(4)和脱盐室隔板(6)的中心部位为液流通道支撑网(9)，在浓缩室隔板(4)和脱盐室隔板(6)的周边部位为隔板框(10)在所述隔板框(10)的上、下部位分别设置有进出液孔(12)和配液孔(13)，在所述液流通道支撑网(9)的上、下部位与进出液孔(12)之间分别设置有布液槽流道(14)。
2.根据权利要求1所述的甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备，其特征在于所述浓缩室隔板(4)和脱盐室隔板(6)由耐酸、碱腐蚀、质地较硬的塑料或橡胶制作，隔板厚度为0.5-2mm。
3.根据权利要求1所述的甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备，其特征在于所述由弹性板圈垫(11)组成的弹性隔板由具有一定弹性和刚性的塑料或橡胶制作，弹性板圈垫(11)厚度为0.5-2mm，弹性隔板的中心部位为空心的，或布以液流通道支撑网(9)。
4.根据权利要求1所述的甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备，其特征在于所述均相阳膜(3)和均相阴膜(5)表面涂有有机胺类化合物涂层。
5.根据权利要求1所述的甘氨酸溶液的电渗析脱盐设备，其特征在于所述布液槽流道(14)的形状为折拐形。
专利摘要本实用新型公开了一种甘氨酸溶液的脱盐设备，该设备解决了普通水处理电渗析器用于甘氨酸溶液脱盐的不适应性。为改善膜的选择性，采用了选择透过性优良的均相膜以取代异相膜；为克服膜间渗漏，在隔板框与离子交换膜之间设置了特制弹性板圈垫，提高了膜间的密封性能；为防止离子交换膜在隔板的布液槽流道处出现塌陷，改进了布液槽流道的结构，克服了浓缩液和脱盐液的窜流，减少脱盐液损失，减少了环境污染。本实用新型可用于化工产品的脱盐、纯化、浓缩、废液处理；甘氨酸精制母液的处理，回收甘氨酸；糠醛废液处理，回收醋酸；该型隔板还可适用于其它膜过程，如有机盐水解分离，制取有机酸。
文档编号C07C227/40GK2707358SQ20042000106
公开日2005年7月6日 申请日期2004年1月15日 优先权日2004年1月15日
发明者陈 光, 吴润丰, 葛道才, 黄文哲 申请人:吴润丰, 陈 光