一种凝固浴废液的溶剂回收系统的制作方法

本实用新型涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种凝固浴废液的溶剂回收系统。

背景技术：

超滤膜已广泛用于生活污水、工业废水和海水的深度处理。制备方法多采用湿法纺丝工艺，溶剂采用有机溶剂，常见的有二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜，较多的为二甲基乙酰胺等，以反渗透水作为凝固剂，经过纺丝工艺制备而成。

在纺丝的过程中，反渗透水与超滤膜丝接触的过程中会与有机溶剂不断地混溶，造成反渗透水中的有机溶剂的混溶，当有机溶剂积累到一定的量时，其凝固效果将会影响超滤膜丝的质量，从而形成凝固浴废液，需要进行更换。由于有机溶剂具有毒性，凝固浴废液不可以直接排入水体，否则会污染环境，危害人们的健康。现有技术对含有有机溶剂的废液一般要求是处理后再排放，例如较为普遍溶剂回收工艺是精馏工艺，需要将废液加热至较高温度才能分离溶剂，相对能耗大、设备庞大，成本高。专利cn110550801a公开的超滤膜纺丝废水处理系统及处理方法，该方法通过设置多个蒸发器结合精馏装置，分离废水中可回收部分与不可回收部分、将可回收部分的有机溶剂与水再分离，进而实现回收废水中的溶剂以及降低废水中有机溶剂的含量的效果，但是该系统未考虑到蒸发器在蒸发分离时，底部析出的盐类回收问题，不利于持久使用，并且废水处理过程需提供大量能量。

又如采用生物法处理废液，由于有机溶剂的毒副作用，微生物处理一定浓度的含溶剂废水较困难，会造成溶剂浪费。因此，对于超滤膜生产企业，需要提出一种处理条件温和、能耗小、投入成本低的凝固浴废液处理系统。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种凝固浴废液的溶剂回收系统，该系统在常温常压实现对凝固浴废液的预处理和离心萃取，在较低温度下减压蒸馏出有机溶剂和萃取剂，萃取剂可循环利用，极大地改变现有分离技术中操作复杂、能耗大、成本高的技术问题。

为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种溶剂凝固浴废液的溶剂回收系统，包括

溶液供给装置，用于供给第一溶液，所述第一溶液为超滤膜生产过程产生的凝固浴废液，所述凝固浴废液的温度为5-45℃，凝固浴废液中包含的有机溶剂含量不低于5％；

絮凝沉降装置，用于对第一溶液进行絮凝沉降，并获得第二溶液，所述第二溶液为第一溶液经絮凝沉降后的上清液；

预处理装置，用于对第二溶液预处理，并获得第三溶液，所述第三溶液为第二溶液采用精密过滤器、保安过滤器和活性炭过滤器中的一种或多种过滤后的液相；

离心萃取装置，用于对第三溶液进行离心萃取，并获得第四溶液，所述第四溶液为第三溶液经离心萃取后的萃取相；

减压蒸馏装置，用于对第四溶液进行减压蒸馏，并获得回收溶剂和萃取剂，所述萃取剂循环至离心萃取装置。

进一步的，所述絮凝沉降装置对第一溶液进行絮凝沉降采用的絮凝剂为聚合氯化铝、三氯化铁或聚丙烯酰胺。

进一步的，所述离心萃取装置为(1-6)级串联的离心萃取机。

进一步的，所述离心萃取机萃取时，萃取剂和第三溶液的体积比为(1-6)：1。

进一步的，所述离心萃取机采用的萃取剂为二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚或四氯化碳。

进一步的，所述凝固浴废液中包含的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或n-甲基吡咯烷酮。

进一步的，所述减压蒸馏装置减压蒸馏的温度为40-80℃。

进一步的，所述溶液供给装置与第一溶液的接触面、所述絮凝沉降装置与第二溶液的接触面均设置为防腐结构。

由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案提供的凝固浴废液的溶剂回收系统，获得了如下有益效果：

本实用新型公开的凝固浴废液的溶剂回收系统，将凝固浴废液在常温常压下依次通过絮凝沉降装置、预处理装置和离心萃取装置，然后在较低温度下经减压蒸馏装置的蒸馏获得较为纯净的回收溶剂和萃取剂，萃取剂再循环至离心萃取装置进入下一萃取过程。与现有技术相比，本实用新型凝固浴废液溶剂回收过程的回收条件温和、萃取剂可循环利用，回收的有机溶剂纯度高，设备投资低，能耗少。对超滤膜生产过程产生的凝固浴废液，能有效改变现有溶剂回收过程中操作复杂、能耗大、成本高的问题现状。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1为本实用新型凝固浴废液的溶剂回收方法流程图；

图2为本实用新型凝固浴废液的溶剂回收系统流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图,对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

基于现有技术中，精馏工艺作为普遍应用的溶剂回收工艺，需要将废液加热至较高温度才能分离溶剂，设备庞大、相对能耗大，企业投入成本高；而采用微生物法回收溶剂，由于有机溶剂的毒副作用，处理过程难度较高，且会造成溶剂浪费。本实用新型旨在提出一种凝固浴废液的溶剂回收方法，能在温和的条件下完成溶剂回收，并且所得回收溶剂纯度高，萃取剂可循环利用，能耗少，成本投入低。

下面结合附图及实施例所示，本申请先提供了一种凝固浴废液的溶剂回收方法，先对凝固浴废液的溶剂回收方法具体介绍如下。

结合图1所示，一种凝固浴废液的溶剂回收方法，包括如下步骤：

s1：获取第一溶液，所述第一溶液为超滤膜生产过程产生的凝固浴废液；所述凝固浴废液的温度为5-45℃，凝固浴废液中包含的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或n-甲基吡咯烷酮；

s2：对第一溶液进行絮凝沉降，获得第二溶液，所述第二溶液为第一溶液经絮凝沉降后的上清液；

s3：对第二溶液预处理，获得第三溶液，第三溶液为第二溶液采用精密过滤器、保安过滤器和活性炭过滤器中的一种或多种过滤后的液相；

s4：对第三溶液进行离心萃取，获得第四溶液，所述第四溶液为第三溶液经离心萃取后的萃取相；

s5：对第四溶液进行减压蒸馏，减压蒸馏的温度为40-80℃，获得回收溶剂和萃取剂，回收溶剂的质量分数不低于95％。

其中，s1中第一溶液中有机溶剂的含量不低于5％，优选为5％-20％；s2中第一溶液采用絮凝剂进行絮凝沉降，所述絮凝剂为聚合氯化铝、三氯化铁或聚丙烯酰胺；聚合氯化铝作为絮凝剂时，絮状效率更高，并且沉底残渣不容易粘结容器，方便清除，原因在于聚合氯化铝作为絮凝剂时能提供大量的络合离子，更有效吸附微粒并降低微粒σ电位，使微粒由原来的相斥变为相吸。

所述s4中第三溶液采用离心萃取机进行离心萃取，萃取级数为1-6级，逐级串联，离心萃取时萃取剂和第三溶液的体积比为(1-6)：1，萃取剂为二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚或四氯化碳。由于级数越高，离心萃取的效果越好，对应的投入成本更高，因此，基于投入成本和离心萃取效率考虑，萃取级数一般选取2。

由于不同成分的超滤膜生产需要，凝固浴废液的成分较为复杂，通常是非中性溶液，因此具有一定的腐蚀能力。在凝固浴废液存储时，如第一溶液和第二溶液需要采用防腐容器来存储，一方面防止废液腐蚀容器，另一方面防止容器中有离子进入废液中，进一步的混淆废液成分。

各实施例具体实施过程如下。

实施例1

将超滤膜生产过程中产生的含n-甲基吡咯烷酮的凝固浴废液，即第一溶液，收集至防腐容器，降温至30℃，n-甲基吡咯烷酮含量为20％，将30℃凝固浴废液引入另一防腐容器，加入聚合氯化铝絮凝沉降。已絮凝的上清液，即第二溶液，通过精密过滤器进行预处理，取液相作为第三溶液。萃取剂四氯化碳和第三溶液体积比为6:1，按重相入口和轻相入口同时泵入1级离心萃取机，分离出萃取相和萃余相，萃取相为第四溶液，即四氯化碳和n-甲基吡咯烷酮的混合液。将第四溶液四氯化碳和n-甲基吡咯烷酮的混合溶液放入减压蒸馏装置，在80℃下蒸馏出的四氯化碳循环使用，剩余即是较高纯度的n-甲基吡咯烷酮。用紫外分光光度法测试回收溶剂的n-甲基吡咯烷酮含量为95.2％。

实施例2

将超滤膜生产过程中产生的含二甲基甲酰胺的凝固浴废液，即第一溶液，收集至防腐容器，降温至15℃，n-甲基吡咯烷酮含量为5％，将15℃凝固浴废液引入另一防腐容器，加入三氯化铁絮凝沉降。已絮凝的上清液，即第二溶液，通过精密过滤器进行预处理，取液相作为第三溶液。萃取剂二氯甲烷和第三溶液体积比为1:1，按重相入口和轻相入口同时泵入6级串联的离心萃取机，分离出萃取相和萃余相，萃取相为第四溶液，即二氯甲烷和二甲基甲酰胺的混合液。将第四溶液二氯甲烷和二甲基甲酰胺的混合溶液放入减压蒸馏装置，在40℃下蒸馏出的二氯甲烷循环使用，剩余即是较高纯度的二甲基甲酰胺。用紫外分光光度法测试回收溶剂的二甲基甲酰胺含量为99.5％。

实施例3

将超滤膜生产过程中产生的含二甲基乙酰胺的凝固浴废液，即第一溶液，收集至防腐容器，降温至5℃，二甲基乙酰胺含量为12％，将5℃凝固浴废液引入另一防腐容器，加入聚丙烯酰胺絮凝沉降。已絮凝的上清液，即第二溶液，通过保安过滤器和活性炭过滤器进行预处理，取液相作为第三溶液。萃取剂三氯甲烷和第三溶液体积比为3:1，按重相入口和轻相入口同时泵入3级串联的离心萃取机，分离出萃取相和萃余相，萃取相为第四溶液，即三氯甲烷和二甲基乙酰胺的混合液。将第四溶液三氯甲烷和二甲基乙酰胺的混合溶液放入减压蒸馏装置，在60℃下蒸馏出的三氯甲烷循环使用，剩余即是较高纯度的二甲基乙酰胺。用紫外分光光度法测试回收溶剂的二甲基乙酰胺含量为98.6％。

经由实施例1至实施例3的例证，本实用新型公开的凝固浴废液的溶剂回收方法，对废液中溶剂回收采用温和的反应条件，在常温常压下即可以操作，溶剂回收过程中萃取剂可循环利用，回收的有机溶剂纯度高，均不低于95％，设备投资低，能耗少。

结合图2所示，本实用新型主要提供了一种溶剂凝固浴废液的溶剂回收系统，包括溶液供给装置，用于供给第一溶液，所述第一溶液为超滤膜生产过程产生的凝固浴废液，所述凝固浴废液的温度为5-45℃，凝固浴废液中包含的有机溶剂含量不低于5％，有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或n-甲基吡咯烷酮；

絮凝沉降装置，用于对第一溶液进行絮凝沉降，并获得第二溶液，所述第二溶液为第一溶液经絮凝沉降后的上清液；所述絮凝沉降装置采用的絮凝剂为聚合氯化铝、三氯化铁或聚丙烯酰胺；预处理装置，用于对第二溶液预处理，并获得第三溶液，所述第三溶液为第二溶液采用精密过滤器、保安过滤器和活性炭过滤器中的一种或多种过滤后的液相；离心萃取装置，用于对第三溶液进行离心萃取，并获得第四溶液，所述第四溶液为第三溶液经离心萃取后的萃取相；所述离心萃取装置为(1-6)级串联的离心萃取机，离心萃取装置采用的萃取剂为二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚或四氯化碳，且萃取剂和第三溶液的体积比为(1-6)：1；减压蒸馏装置，用于对第四溶液进行减压蒸馏，减压蒸馏的温度为40-80℃。并获得回收溶剂和萃取剂，所述萃取剂循环至离心萃取装置；其中，采用紫外分光光度法测试回收溶剂的纯度，并将萃取剂输送至离心萃取装置中循环使用。经检测，采用本实用新型公开的溶剂凝固浴废液的溶剂回收系统回收的溶剂，纯度都不低于95％。

本实用新型的溶剂回收系统在具体使用时，用溶液供给装置、絮凝沉降装置、预处理装置、离心萃取装置和减压蒸馏装置之间采用管道连通，管道上设置有液体泵和流量阀，分别用于提供溶液传输动力和控制传输流量。由于不同超滤膜生产时选用的凝固浴不同，凝固浴废液的成分较为复杂，通常是非中性溶液，因此具有一定的腐蚀，因此将溶液供给装置与第一溶液的接触面、所述絮凝沉降装置与第二溶液的接触面均设置为防腐结构。例如，当溶液供给装置设计为带有第一溶液出口的第一存储容器时，将絮凝沉降装置设计为同时带有第一溶液入口、第二溶液出口的第二存储容器时，直接选用不同的防腐容器分别作为第一存储容器和第二存储容器。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。