CN208279345U - 一种偏硅酸水溶液浓缩***设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种偏硅酸水溶液浓缩***设备，涉及水溶液浓缩技术领域，解决了如何提高偏硅酸水溶液的浓缩率的技术问题。包括原液罐、浓液罐、第一泵、第二泵和连续膜浓缩装置，连续膜浓缩装置开设有膜进液口、浓液出口和滤液出口；原液罐的原液出口通过第一泵经管道与膜进液口连接并连通；浓液出口与浓液罐的进液口通过管道连接并连通，滤液出口与滤液排放管通过管道连接并连通；第二泵的进液口与浓液出口侧的管道连接并连通，所述第二泵的出液口与膜进液口侧的管道连接并连通；浓液出口的浓液在第二泵作用下部分进入膜进液口内，从而重复浓缩并增加进入量提高连续膜浓缩装置的膜表面流速。

Description

一种偏硅酸水溶液浓缩***设备

技术领域

本实用新型涉及水溶液浓缩技术领域，尤其是涉及一种偏硅酸水溶液浓缩***设备。

背景技术

偏硅酸矿泉水中含有有益于人体健康的微量元素，矿泉水中的偏硅酸易被人体吸收，能有效地维持人体的电解质平衡和生理机能，具有恢复血管弹性、增加皮肤弹性、促进骨骼发育等作用。在矿泉水生产行业，我国将偏硅酸含量作为鉴定天然矿泉水是否达标的主要指标之一，含量高于25mg/l，属于优质天然矿泉水。

偏硅酸在传统化学领域中应用于气体及蒸汽的吸附，油脂和蜡的脱色，生产钨丝的熔剂，分析化学上的化学试剂、接触剂和色谱分离的吸附剂，制造硅胶和硅酸盐的原料。

由于天然偏硅酸矿泉水水溶液中含水量高，相应的偏硅酸含量较低，因此天然偏硅酸矿泉水水溶液脱水浓缩成为生产工序中的至关重要的一步，但传统的浓缩工艺能耗高、生产工艺长、效率低。另一方便，偏硅酸矿泉水水溶液中含有杂质，从而在浓缩过程中，杂质容易对用于浓缩的组件造成损坏，从而减少使用寿命且降低浓缩效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种偏硅酸水溶液浓缩***设备，以解决现有技术中存在的如何提高偏硅酸水溶液的浓缩率的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种偏硅酸水溶液浓缩***设备，包括原液罐、浓液罐、第一泵、第二泵和连续膜浓缩装置，所述连续膜浓缩装置开设有膜进液口、浓液出口和滤液出口；所述原液罐的原液出口通过所述第一泵经管道与所述膜进液口连接并连通；所述浓液出口与所述浓液罐的进液口通过管道连接并连通，所述滤液出口与滤液排放管通过管道连接并连通；所述第二泵的进液口与所述浓液出口侧的管道连接并连通，所述第二泵的出液口与所述膜进液口侧的管道连接并连通；所述浓液出口的浓液在所述第二泵作用下部分进入所述膜进液口内，从而重复浓缩并增加进入量提高所述连续膜浓缩装置的膜表面流速。

本实用新型的有益效果是通过原液罐、浓液罐、第一泵、第二泵和连续膜浓缩装置的设置，能够使原液罐中的高偏硅酸矿泉水原液在第一泵的作用下进经膜进液口进入连续膜浓缩装置进行浓缩并形成浓液和滤液。同时在第二泵的作用下，一部分浓液通过管道与第一泵出液口侧的原液混合经膜进液口进入连续膜浓缩装置进行浓缩，并依此循环，从而使这部分浓液重复浓缩增加浓缩效率，并增加了进入连续膜浓缩装置的流量，提高了膜表面的流速，进而在增加浓缩效率的同时延缓了杂质在膜表面的沉积趋势，减轻了杂质对膜的污染，有效延长了膜的使用寿命；另一部分浓液在第一泵的作用下进入浓液罐。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，所述第二泵安装于浓液回流管上，所述浓液回流管的进口端与所述浓液出口侧的管道连接并连通，所述浓液回流管的出口端与所述膜进液口侧的管道连接并连通。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，还包括清洗罐，所述清洗罐开设有清洗出口、第一清洗进口和第二清洗进口，所述清洗出口通过所述第一泵经管道与所述膜进液口连接并连通，所述第一清洗进口与所述浓液出口通过管道连接并连通，所述第二清洗进口与所述滤液出口通过管道连接并连通。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，还包括温度传感器，所述温度传感器安装于所述浓液出口侧的管道上。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，还包括膜前压力传感器和膜后压力传感器，所述膜前压力传感器安装于所述膜进液口侧的管道上，所述膜后压力传感器安装于所述浓液出口侧的管道上。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，还包括控制柜，所述控制柜的信号输入端分别与所述温度传感器、所述膜前压力传感器和所述膜后压力传感器电性连接，所述控制柜的信号输出端分别与所述第一泵和所述第二泵的控制信号输入端电性连接。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，还包括膜前压力表、膜后压力表和压力调节阀，所述膜前压力表安装于所述膜进液口侧的管道上，所述膜后压力表安装于所述浓液出口侧的管道上，所述压力调节阀安装于所述浓液出口侧的管道上。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，还包括浓液流量计，所述浓液流量计安装于所述浓液出口侧的管道上。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，所述原液出口侧、所述浓液罐的进液口侧、所述第二泵的进液口侧和所述清洗罐的进出液口侧的管道上均安装有开关阀。

进一步的，所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，所述清洗出口侧、所述原液出口侧、所述浓液罐的出液口侧、所述浓液出口侧和所述滤液出口侧分别对应经管道与多个排污管道连接并连通，多个所述排污管道上均安装有排污阀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型结构示意图。

图中1-原液罐，2-浓液罐，3-第一泵，4-第二泵，5-连续膜浓缩装置，6-清洗罐，11-原液出口，40-浓液回流管，51-膜进液口，52-浓液出口，53-滤液出口，54-滤液排放管，61-清洗出口，62-第一清洗进口，63-第二清洗进口，71-温度传感器，72-膜前压力表，73-膜后压力表，74-膜前压力传感器，75-膜后压力传感器，76-浓液流量计，77-压力调节阀，101-过滤进液阀，102-清洗进液阀，103-浓液回流阀，104-滤液清洗阀，105-浓液进液阀，106-清洗回流阀，200-排污阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本实用新型提供了一种偏硅酸水溶液浓缩***设备，包括原液罐1、浓液罐2、第一泵3、第二泵4和连续膜浓缩装置5。连续膜浓缩装置5开设有膜进液口51、浓液出口52和滤液出口53。原液罐1的原液出口11通过第一泵3经管道与膜进液口51连接并连通。浓液出口52与浓液罐2的进液口通过管道连接并连通。滤液出口53与滤液排放管54通过管道连接并连通。第二泵4的进液口与浓液出口52侧的管道连接并连通。第二泵4的出液口与膜进液口51侧的管道连接并连通。浓液出口52的浓液在第二泵4作用下部分进入膜进液口51内，从而重复浓缩并增加进入量提高连续膜浓缩装置5的膜表面流速。

具体的，如图1所示，其中图1是本实用新型结构示意图。由于第一泵3用于提供高偏硅酸矿泉水在原液罐1、连续膜浓缩装置5和浓液罐2之间循环的动力，故第一泵3可以采用高压泵。第二泵4用于将部分浓液送回至连续膜浓缩装置5内，从而重复浓缩和增加膜表面流速，故第二泵4可以采用大流量、低扬程管道泵。

浓液出口52与浓液罐2的进液口之间可以通过浓液排放管50连接并连通。

连续膜浓缩装置5可以采用两个串联的方式，从而增加浓缩量。

本实用新型通过原液罐1、浓液罐2、第一泵3、第二泵4和连续膜浓缩装置5的设置，能够使原液罐1中的高偏硅酸矿泉水原液在第一泵3的作用下经膜进液口51进入连续膜浓缩装置5进行浓缩并形成浓液和滤液。同时在第二泵4的作用下，一部分浓液通过管道与第一泵3出液口侧(也就是膜进液口51侧管道)的原液混合经膜进液口51进入连续膜浓缩装置5进行浓缩，并依此循环，从而使这部分浓液重复浓缩增加浓缩效率，并增加了进入连续膜浓缩装置5的流量，提高了膜表面的流速，进而在增加浓缩效率的同时延缓了杂质在膜表面的沉积趋势，减轻了杂质对膜的污染，有效延长了膜的使用寿命；另一部分浓液在第一泵3的作用下进入浓液罐2。

连续膜浓缩装置5可以采用成都和诚过滤技术有限公司生产的浓缩膜组件，该浓缩膜组件包括三组浓缩膜、高压浓缩膜、硅胶密封圈、不锈钢压片及不锈钢外筒串联。浓缩膜型号:NS8040，分子量：150Da,高压浓缩膜型号：GYNS8040，分子量：150Da。

作为可选地实施方式，第二泵4安装于浓液回流管40上。浓液回流管40的进口端与浓液出口52侧的管道连接并连通。浓液回流管40的出口端与膜进液口51侧的管道连接并连通。

具体的，如图1所示，浓液回流管40可以是从浓液排放管50上引接出的旁路管道，从而能够使从浓液出口52流出的浓液能够一部分流入浓液回流管40形成回流浓液，另一部分流入浓液罐2内。第一泵3的出液口与膜进液口51之间的管道与浓液回流管40的出口端连接并连通，从而使回流浓液与第一泵3的出液口侧的原液混合后经膜进液口51进入连续膜浓缩装置5内。从而实现对回流浓液重复浓缩的同时增加进入连续膜浓缩装置5的流量，提高了膜表面的流速。延缓了杂质在膜表面的沉积趋势，减轻了杂质对膜的污染，有效延长了膜的使用寿命。

作为可选地实施方式，还包括清洗罐6。清洗罐6开设有清洗出口61、第一清洗进口62和第二清洗进口63。清洗出口61通过第一泵3经管道与膜进液口51连接并连通。第一清洗进口62与浓液出口52通过管道连接并连通。第二清洗进口63与滤液出口53通过管道连接并连通。

具体的，如图1所示，为了对连续膜浓缩装置5实施清洗并避免堵塞以提高浓缩效率，设置清洗罐6。清洗罐6在实施清洗作业时，原液出口11侧、浓液罐2的出液口侧和第二泵4所在的管道为关闭状态，从而清洗液从清洗出口61在第一泵3的作用下经膜进液口51进入连续膜浓缩装置5进行清洗后，从浓液出口52流出的清洗后液体在第一泵3作用下经第一清洗进口62返回清洗罐6；从滤液出口53流出的清洗后液体通过管道经第二清洗进口63返回清洗罐6；并依此循环。清洗作业可以按照实际情况按需实施。

清洗罐6内的清洗液可以采用氢氧化钠、酸和清水。具体为先用氢氧化钠循环清洗，再换用酸循环清洗，最后使用清水循环清洗至中性。

作为可选地实施方式，还包括温度传感器71。温度传感器71安装于浓液出口52侧的管道上。

具体的，如图1所示，为了实现对浓液的温度的监测，故设置温度传感器71用于监测浓液的温度。

进一步的，还包括膜前压力传感器74和膜后压力传感器75。膜前压力传感器74安装于膜进液口51侧的管道上。膜后压力传感器75安装于浓液出口52侧的管道上。

具体的，如图1所示，为了方便的知晓连续膜浓缩装置5的膜进液口51和浓液出口52相连通的管道上的液体的压力，从而能够实施调节，设置膜前压力传感器74和膜后压力传感器75。膜前压力传感器74可以安装在第二泵4的出液口与膜进液口51之间的管道上，从而能够检测回流浓液与原液混合液体的压力，以及回流清洗液与原清洗液混合液体的压力。膜后压力传感器75可以安装在浓液排放管50上，并靠近浓液出口52侧，从而能够检测浓液排放管50上的液体压力。

进一步的，还包括控制柜。控制柜的信号输入端分别与温度传感器71、膜前压力传感器74和膜后压力传感器75电性连接。控制柜的信号输出端分别与第一泵3和第二泵4的控制信号输入端电性连接。

具体的，控制柜(图中未显示)的信号输入端分别与温度传感器71、膜前压力传感器74和膜后压力传感器75的信号输出端电性连接，从而能够获得分别与膜进液口51和浓液出口52相连通的管道上的液体压力及温度。为了调节浓液和清洗的最终输送量，控制柜的信号输出端可以分别与第一泵3和第二泵4的控制信号输入端电性连接。

在浓缩过程中，清洗过程不实施。控制柜通过控制增加第一泵3和第二泵4的输出功率，增加进入和流出连续膜浓缩装置5的高偏硅酸矿泉水的流量和压力，从而增加输出量。控制柜通过控制减小第一泵3和第二泵4的输出功率，减小进入和流出连续膜浓缩装置5的高偏硅酸矿泉水的流量和压力，从而减小输出量。从而根据生产需求，将高偏硅酸矿泉水的浓缩最终输出量保持在一定范围内。

在清洗过程时，浓缩过程不实施。控制柜通过控制增加第一泵3的输出功率，增加进入和流出连续膜浓缩装置5的清洗液的流量和压力，从而增加输出量。控制柜通过控制减小第一泵3的输出功率，减小进入和流出连续膜浓缩装置5的清洗液的流量和压力，从而减小输出量。从而根据清洗的要求，将清洗液的输出量保持在一定范围内。

作为可选地实施方式，还包括膜前压力表72、膜后压力表73和压力调节阀77。膜前压力表72安装于膜进液口51侧的管道上。膜后压力表73安装于浓液出口52侧的管道上。压力调节阀77安装于浓液出口52侧的管道上。

具体的，如图1所示，由于高偏硅酸矿泉水需要在一定的压力作用下通过连续膜浓缩装置5浓缩，如压力达不到要求，会影响浓缩效果。故，通过膜前压力表72、膜后压力表73和压力调节阀77的设置，能够得出高偏硅酸矿泉水从连续膜浓缩装置5浓缩过程中的压力差，从而在压力差达不到要求时能够知晓并通过调节压力调节阀77使压力差达到要求，进而避免影响生产，提高浓缩效率。

作为可选地实施方式，还包括浓液流量计76。浓液流量计76安装于浓液出口52侧的管道上。

具体的，如图1所示，能够知晓浓液的流量，从而避免由于连续膜浓缩装置5的堵塞而导致的浓液流量的降低，提示工作人员采取措施。

在一些实施例中，膜前压力表72、膜后压力表73和浓液流量计76可以同时设置。

作为可选地实施方式，原液出口11侧、浓液罐2的进液口侧、第二泵4的进液口侧和清洗罐6的进出液口侧的管道上均安装有开关阀。

具体的，如图1所示，原液出口11与第一泵3的进液口相连通的管道上的管道上安装有用于过滤进液阀101。清洗罐6与第一泵3的进液口相连通的管道上安装有清洗进液阀102。第二泵4的进液口侧的浓液回流管40上安装有用于的浓液回流阀103。滤液出口53侧的管道上安装有滤液清洗阀104。浓液罐2的进液口和第一清洗进口62分别与浓液出口52相连通的管道上对应安装有浓液进液阀105和清洗回流阀106，其中浓液进液阀105靠近浓液罐2的进液口安装，清洗回流阀106靠近第一清洗进口62安装。

其中，过滤进液阀101、浓液回流阀103和浓液进液阀105在清洗作业时关闭，浓缩作业时开启；清洗进液阀102、滤液清洗阀104和清洗回流阀106在清洗作业时开启，浓缩作业时关闭。

作为可选地实施方式，清洗出口61侧、原液出口11侧、浓液罐2的出液口侧、浓液出口52侧和滤液出口53侧分别对应经管道与多个排污管道连接并连通。多个排污管道上均安装有排污阀200。

具体的，如图1所示，为了有利于浓缩过程实施完毕后，将原液罐1、浓液罐2和连续膜浓缩装置5内残留的液体流出，将其与排污管连接并连通。为了有利于排污通道的开通与关闭，设置排污阀200。

本实用新型中所采用的管道可以为304不锈钢管道，原液罐1、浓液罐2、第一泵3、第二泵4、连续膜浓缩装置5和清洗罐6与304不锈钢管道之间分别采用快装卡盘(图中未示出)连接。控制柜与其连接的部件之间的导线可以分别采用屏蔽线(图中未示出)。

304不锈钢管道中有些管道为部分重叠，可以采用主管再分为支管的结构。上述各部件均为现有技术中的常规部件，本实用新型将各部件进行有机整合、优化连接，形成一个新的***。

本实用新型工作的时候，利用第一泵3和第二泵4的加压，连续膜浓缩装置5的截留，从而有效地对脱出水溶液，可达到高偏硅酸矿泉水浓缩的作用。

这里首选需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“竖向”、“水平”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，包括原液罐(1)、浓液罐(2)、第一泵(3)、第二泵(4)和连续膜浓缩装置(5)，

所述连续膜浓缩装置(5)开设有膜进液口(51)、浓液出口(52)和滤液出口(53)；所述原液罐(1)的原液出口(11)通过所述第一泵(3)经管道与所述膜进液口(51)连接并连通；所述浓液出口(52)与所述浓液罐(2)的进液口通过管道连接并连通，所述滤液出口(53)与滤液排放管(54)通过管道连接并连通；所述第二泵(4)的进液口与所述浓液出口(52)侧的管道连接并连通，所述第二泵(4)的出液口与所述膜进液口(51)侧的管道连接并连通；

所述浓液出口(52)的浓液在所述第二泵(4)作用下部分进入所述膜进液口(51)内，从而重复浓缩并增加进入量提高所述连续膜浓缩装置(5)的膜表面流速。

2.根据权利要求1所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，所述第二泵(4)安装于浓液回流管(40)上，所述浓液回流管(40)的进口端与所述浓液出口(52)侧的管道连接并连通，所述浓液回流管(40)的出口端与所述膜进液口(51)侧的管道连接并连通。

3.根据权利要求1所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，还包括清洗罐(6)，所述清洗罐(6)开设有清洗出口(61)、第一清洗进口(62)和第二清洗进口(63)，所述清洗出口(61)通过所述第一泵(3)经管道与所述膜进液口(51)连接并连通，所述第一清洗进口(62)与所述浓液出口(52)通过管道连接并连通，所述第二清洗进口(63)与所述滤液出口(53)通过管道连接并连通。

4.根据权利要求1所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，还包括温度传感器(71)，所述温度传感器(71)安装于所述浓液出口(52)侧的管道上。

5.根据权利要求4所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，还包括膜前压力传感器(74)和膜后压力传感器(75)，所述膜前压力传感器(74)安装于所述膜进液口(51)侧的管道上，所述膜后压力传感器(75)安装于所述浓液出口(52)侧的管道上。

6.根据权利要求5所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，还包括控制柜，所述控制柜的信号输入端分别与所述温度传感器(71)、所述膜前压力传感器(74)和所述膜后压力传感器(75)电性连接，所述控制柜的信号输出端分别与所述第一泵(3)和所述第二泵(4)的控制信号输入端电性连接。

7.根据权利要求1所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，还包括膜前压力表(72)、膜后压力表(73)和压力调节阀(77)，所述膜前压力表(72)安装于所述膜进液口(51)侧的管道上，所述膜后压力表(73)安装于所述浓液出口(52)侧的管道上，所述压力调节阀(77)安装于所述浓液出口(52)侧的管道上。

8.根据权利要求1所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，还包括浓液流量计(76)，所述浓液流量计(76)安装于所述浓液出口(52)侧的管道上。

9.根据权利要求3所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，所述原液出口(11)侧、所述浓液罐(2)的进液口侧、所述第二泵(4)的进液口侧和所述清洗罐(6)的进出液口侧的管道上均安装有开关阀。

10.根据权利要求3所述的偏硅酸水溶液浓缩***设备，其特征在于，所述清洗出口(61)侧、所述原液出口(11)侧、所述浓液罐(2)的出液口侧、所述浓液出口(52)侧和所述滤液出口(53)侧分别对应经管道与多个排污管道连接并连通，多个所述排污管道上均安装有排污阀(200)。