一种双氧水纯化工艺系统及方法

技术领域

本发明涉及双氧水纯化技术领域，具体为一种双氧水纯化工艺系统及方法。

背景技术

过氧化氢水溶液又被称为双氧水，是一种生产过氧乙酸、过氧化硫脲等过氧化物的重要原料，也广泛用于医药、纺织印染，造纸漂白等行业。高浓度双氧水具有强氧化性和不稳定性，常温下为透明、无色液体，具有刺激性气味，黏度稍大于水，该物质属于甲类火灾危险品，主要特点包括助燃性、易分解产生水和氧气；

目前国内外有关过氧化氢的提纯净化技术主要集中于精馏，吸附与离子交换树脂、结晶、超临界萃取、膜技术等方法，但由于工业过氧化氢溶液中所含杂质的类型各异，所需采取的净化手段不同，参考中国专利，申请号为：“201710521443.9”的“蒽醌法生产的双氧水的纯化方法”，该专利解决了现有的纯化方式存在流程复杂，能耗高，甚至达不到下游生产对原料的要求的问题，但依然存在通过化学溶液进行分压浸泡易产生废气不利于环保、物料消耗高以及纯化处理效果不理想的缺陷，对此我们提出了一种双氧水纯化工艺系统及方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种双氧水纯化工艺系统及方法，解决了通过化学溶液进行分压浸泡易产生废气不利于环保、物料消耗高以及纯化处理效果不理想的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种双氧水纯化工艺系统，包括原料储罐和产品储罐，所述原料储罐和产品储罐之间设有预处理组件、分离膜组件以及有机物分离组件，所述分离膜组件包含有一级分离膜净化装置和二级分离膜净化装置，所述一级分离膜净化装置与二级分离膜净化装置的内部均固定有分离膜模块，且分离膜模块的顶面均固定有环形架，所述一级分离膜净化装置与二级分离膜净化装置的一侧分别安装有第一出液管和第二出液管，所述第一出液管远离一级分离膜净化装置的一端连接至二级分离膜净化装置，所述第二出液管远离二级分离膜净化装置的一端连接至有机物分离组件，所述一级分离膜净化装置的内部固定有进液弯管，所述进液弯管的端部连接至预处理组件，所述一级分离膜净化装置与二级分离膜净化装置的底部均固定有排液管，且排液管的另一端均连接至产品储罐，所述排液管的内部设有排液阀门，所述一级分离膜净化装置与二级分离膜净化装置内部均设有清洗组件。

优选的，所述第一出液管和第二出液管端部安装高度分别与分离膜模块的安装高度保持齐平。

优选的，所述清洗组件包含有冲洗管，所述冲洗管分别固定在一级分离膜净化装置与二级分离膜净化装置的顶面，且一级分离膜净化装置与二级分离膜净化装置外侧均固定有上层滤除物排管，所述上层滤除物排管内部安装有控制阀，所述排液管的内部安装有三通管且通过三通管连接有废水输送管，所述废水输送管的内部设有废水阀门，所述上层滤除物排管与分离膜模块的安装高度齐平，所述冲洗管的端部均连接至水源，所述废水输送管的端部均连接至废水收集罐。

优选的，所述预处理组件包含有第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器的一侧上方安装有第一进液管，且第一进液管的另一端连接至原料储罐，所述第一过滤器的底部固定有排液管，所述排液管的内部设有排液阀门，所述第二过滤器的一侧上方安装有第二进液管，且第二进液管的端部连接至第一过滤器底部的排液管，所述第二过滤器底部安装有排液管，且通过排液管连接有连通管，所述连通管的端部连接有泵体，所述泵体的出水端通过一段连通管连接至进液弯管，所述第一过滤器和第二过滤器内部设有与分离膜组件内部相同的清洗组件，所述第一过滤器和第二过滤器的内部分别固定有第一过滤模块和第二过滤模块。

优选的，所述第一过滤模块采用聚酯材质制备而成，所述第二过滤模块采用PP材质制备而成。

优选的，所述有机物分离组件包含有机物分离装置，所述有机物分离装置的底部固定安装有回液管，且回液管的另一端连接至原料储罐，所述有机物分离装置的侧面上方与第二出液管的端部相互连通，所述有机物分离装置的侧面安装有有机物输送管，所述机物分离装置内部设有与分离膜组件内部相同的清洗组件。

优选的，所述有机物分离装置的内部固定有分离件，所述分离件采用耐腐蚀亲TOC疏双氧水材质制成，所述分离件的安装高度与有机物输送管和第二出液管的端部齐平。

本发明还公开了一种双氧水纯化方法，基于上述的双氧水纯化工艺系统，具体包括以下步骤：

S1、预处理，首先原料储罐内部的工业级双氧水产品经过第一进液管进入第一过滤器，使双氧水经过第一过滤模块过滤后，经排液管和第二进液管进入第二过滤器，而后经过第二过滤模块过滤后经过排液管、连通管进入进液弯管，通过第一过滤器和第二过滤器的配合，完成预处理，需要清理时，将排液管端部的排液阀门关闭，而后将废水输送管端部的废水阀门以及上层滤除物排管内的控制阀开启，将清洗水经冲洗管充入第一过滤器和第二过滤器内部，废水连带滤除物能够分别通过废水输送管以及上层滤除物排管排出，实现清理作业；

S2、净化分离，当双氧水经进液弯管进入一级分离膜净化装置后，能够通过分离膜模块进行净化分离处理，净化分离后的双氧水产品经过排液管进入产品储罐，净化分离出的双氧水经过第一出液管进入二级分离膜净化装置由分离膜模块进行二次净化作业，净化分离后的双氧水产品经过排液管进入产品储罐，净化分离出的双氧水经过第二出液管进入有机物分离装置，完成产品的净化分离作业，需要清理时，将排液管端部的排液阀门，以及第二出液管内部的阀门关闭，而后将废水输送管端部的废水阀门以及上层滤除物排管内的控制阀开启，将清洗水经冲洗管充入一级分离膜净化装置和二级分离膜净化装置内部，废水连带滤除物能够分别通过废水输送管以及上层滤除物排管排出；

S3、有机物分离；双氧水经过第二出液管进入有机物分离装置后，能够与分离件接触，通过分离件采用耐腐蚀亲TOC疏双氧水材质制成，能够使双氧水中夹带的TOC吸附在膜表面，达到一定量后聚集成较大的TOC团，再利用TOC跟双氧水之间的比重差自然分离，TOC聚集到有机物分离装置上方成为油状物质并通过有机物输送管输出，双氧水在分离器下部经过回液管流至原料储罐，完成分离作业。

有益效果

本发明提供了一种双氧水纯化工艺系统及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该双氧水纯化工艺系统及方法，通过分离膜组件以及有机物分离组件的配合，能够实现双氧水的纯化、分离作业，该装置处理过程全部为物理分离过程，不存在化学反应，不会产生废气，同时通过分离膜组件以及有机物分离组件进行过滤，产生固体废物较少，保证纯化、分离效果的同时，利于节能环保。

(2)、该双氧水纯化工艺系统及方法，通过清洗组件的设置，能够在清洗时通过排液阀门关闭、废水阀门及上控制阀开启，将清洗水经冲洗管充入待清洗设备内部，实现废水连带滤除物的清理收集作业，提升了设备的维护便捷性。

(3)、该双氧水纯化工艺系统及方法，通过分离膜模块顶面安装的环形架，当待净化的双氧水进入一级分离膜净化装置和二级分离膜净化装置内部时，能够首先经环形架内环处向外流通，直至流到外围排出实现错流过滤，增加了双氧水与分离膜模块的接触时间与面积，避免双氧水进入一级分离膜净化装置和二级分离膜净化装置后直接排出，提升了净化效果以及作业效率，减少了物料消耗。

(4)、该双氧水纯化工艺系统及方法，通过预处理组件的设置，在进行净化分离时，通过第一过滤器与第二过滤器的配合，能够将双氧水内部所含杂质进行滤除，便于后续进行净化分离作业，保证了产品的纯化效果。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图；

图2为本发明整体结构图；

图3为本发明图1结构正视图；

图4为本发明预处理组件剖视结构主视图；

图5为本发明以及分离膜净化装置剖视结构主视图；

图6为本发明图5中A点放大结构主视图。

图中：1、原料储罐；2、第一过滤器；201、第一过滤模块；202、第一进液管；3、第二过滤器；301、第二过滤模块；302、第二进液管；4、泵体；401、连通管；5、一级分离膜净化装置；501、第一出液管；6、二级分离膜净化装置；601、第二出液管；7、有机物分离装置；701、有机物输送管；8、产品储罐；9、排液管；901、排液阀门；10、废水输送管；1001、废水阀门；11、冲洗管；12、上层滤除物排管；1201、控制阀；13、分离膜模块；1301、进液弯管；14、环形架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供三种技术方案，具体包括以下实施例：

实施例一：

一种双氧水纯化工艺系统，包括原料储罐1和产品储罐8，原料储罐1和产品储罐8之间设有分离膜组件以及有机物分离组件，分离膜组件包含有一级分离膜净化装置5和二级分离膜净化装置6，一级分离膜净化装置5与二级分离膜净化装置6的内部均固定有分离膜模块13，分离膜模块13采用专有耐氧化膜片和独特的耐氧化材料制成，专门为氧化性物质而设计，一级分离膜净化装置5内部的分离膜模块13工作压力不超过4.5MPa，温度15-25℃，二级分离膜净化装置6内部的分离膜模块13工作压力不超过4.5MPa，温度15-25℃，且分离膜模块13的顶面均固定有环形架14，一级分离膜净化装置5与二级分离膜净化装置6的一侧分别安装有第一出液管501和第二出液管601，第二出液管601内部设有阀门，第一出液管501远离一级分离膜净化装置5的一端连接至二级分离膜净化装置6，第二出液管601远离二级分离膜净化装置6的一端连接至有机物分离组件，一级分离膜净化装置5的内部固定有进液弯管1301，进液弯管1301的端部连接至原料储罐1，一级分离膜净化装置5与二级分离膜净化装置6的底部均固定有排液管9，且排液管9的另一端均连接至产品储罐8，排液管9的内部设有排液阀门901，一级分离膜净化装置5与二级分离膜净化装置6内部均设有清洗组件，第一出液管501和第二出液管601端部安装高度分别与分离膜模块13的安装高度保持齐平，一级分离膜净化装置5与二级分离膜净化装置6内部均设有安全阀；

本发明实施例中，清洗组件包含有冲洗管11，冲洗管11分别固定在一级分离膜净化装置5与二级分离膜净化装置6的顶面，且一级分离膜净化装置5与二级分离膜净化装置6外侧均固定有上层滤除物排管12，上层滤除物排管12内部安装有控制阀1201，排液管9的内部安装有三通管且通过三通管连接有废水输送管10，废水输送管10的内部设有废水阀门1001，上层滤除物排管12与分离膜模块13的安装高度齐平，冲洗管11的端部均连接至水源，冲洗管11的端部均连接有水管且通过水管连接至水源，水管的内部设有阀门，冲洗管11的端部设有冲洗头，废水输送管10的端部均连接至废水收集罐，废水收集罐用于收集清理废水，废水主要来源于设备清洗废水，年废水量较小，基本无COD，微量双氧水；

本发明实施例中，有机物分离组件包含有机物分离装置7，有机物分离装置7的底部固定安装有回液管，且回液管的另一端连接至原料储罐1，有机物分离装置7的侧面上方与第二出液管601的端部相互连通，有机物分离装置7的侧面安装有有机物输送管701，机物分离装置7内部设有与分离膜组件内部相同的清洗组件，有机物分离装置7的内部固定有分离件，分离件采用耐腐蚀亲TOC疏双氧水材质膜，使双氧水中夹带的TOC吸附在膜表面，达到一定量后聚集成较大的TOC团，再利用TOC跟双氧水之间的比重差自然分离，TOC聚集到分离器顶部成为油状物质，双氧水在分离器下部，工作压力不超过0.4MPa，温度15-25℃，分离件的安装高度与有机物输送管701和第二出液管601的端部齐平，机物分离装置7内部设有安全阀。

本发明还公开了一种双氧水纯化方法，基于上述的双氧水纯化工艺系统，具体包括以下步骤：

S2、净化分离，当双氧水经进液弯管1301进入一级分离膜净化装置5后，能够通过分离膜模块13进行净化分离处理，净化分离后的双氧水产品经过排液管9进入产品储罐8，净化分离出的双氧水经过第一出液管501进入二级分离膜净化装置6由分离膜模块13进行二次净化作业，净化分离后的双氧水产品经过排液管9进入产品储罐8，净化分离出的双氧水经过第二出液管601进入有机物分离装置7，完成产品的净化分离作业，需要清理时，将排液管9端部的排液阀门901，以及第二出液管601内部的阀门关闭，而后将废水输送管10端部的废水阀门1001以及上层滤除物排管12内的控制阀1201开启，将清洗水经冲洗管11充入一级分离膜净化装置5和二级分离膜净化装置6内部，废水连带滤除物能够分别通过废水输送管10以及上层滤除物排管12排出；

S3、有机物分离；双氧水经过第二出液管601进入有机物分离装置7后，能够与分离件接触，通过分离件采用耐腐蚀亲TOC疏双氧水材质制成，能够使双氧水中夹带的TOC吸附在膜表面，达到一定量后聚集成较大的TOC团，再利用TOC跟双氧水之间的比重差自然分离，TOC聚集到有机物分离装置7上方成为油状物质并通过有机物输送管701输出，双氧水在分离器下部经过回液管流至原料储罐1，完成分离作业。

实施例二：

基于实施例一，在实施例一的基础上设有预处理组件，预处理组件包含有第一过滤器2和第二过滤器3，第一过滤器2和第二过滤器3内部均设有安全阀，第一过滤器2的一侧上方安装有第一进液管202，且第一进液管202的另一端连接至原料储罐1，第一过滤器2的底部固定有排液管9，排液管9的内部设有排液阀门901，第二过滤器3的一侧上方安装有第二进液管302，且第二进液管302的端部连接至第一过滤器2底部的排液管9，第二过滤器3底部安装有排液管9，且通过排液管9连接有连通管401，连通管401的端部连接有泵体4，泵体4的出水端通过一段连通管401连接至进液弯管1301，第一过滤器2和第二过滤器3内部设有与分离膜组件内部相同的清洗组件，第一过滤器2和第二过滤器3的内部分别固定有第一过滤模块201和第二过滤模块301，第一过滤模块201采用聚酯材质制备而成，过滤精度为10-25微米，工作压力不超过0.4MPa，温度常温，第二过滤模块301采用PP材质制备而成，PP材质为聚丙烯，属一种无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，第二过滤模块301过滤精度为1-5微米，工作压力不超过0.4MPa，温度常温；

工作时首先进行预处理作业，使原料储罐1内部的工业级双氧水产品经过第一进液管202进入第一过滤器2，使双氧水经过第一过滤模块201过滤后，经排液管9和第二进液管302进入第二过滤器3，而后经过第二过滤模块301过滤后经过排液管9、连通管401进入进液弯管1301，通过第一过滤器2和第二过滤器3的配合，完成预处理，需要清理时，将排液管9端部的排液阀门901关闭，而后将废水输送管10端部的废水阀门1001以及上层滤除物排管12内的控制阀1201开启，将清洗水经冲洗管11充入第一过滤器2和第二过滤器3内部，废水连带滤除物能够分别通过废水输送管10以及上层滤除物排管12排出，实现清理作业，而后经过净化分离、有机物分离实现纯化作业。

实施例三：

本实施例为实施例一和实施例二的结合，通过双氧水一次经过预处理、净化分离、有机物分离实现纯化作业，整个处理过程全部为物理分离过程，不存在化学反应，利于环保；同时在设备内部设有多个安全阀放空，具有多层保护功能，提升了设备的使用安全性。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。