一種新型過濾分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型過濾分離器，特別涉及一種用于固體的過濾分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]過濾是一大類單元操作的總稱。通過特殊裝置將流體提純凈化的過程，過濾的方式很多，使用的物系也很廣泛，固-液、固-氣、大顆粒、小顆粒都很常見。
[0003]過濾是在推動力或者其他外力作用下懸浮液(或含固體顆粒發(fā)熱氣體)中的液體(或氣體)透過介質(zhì)，固體顆粒及其他物質(zhì)被過濾介質(zhì)截留，從而使固體及其他物質(zhì)與液體(或氣體)分離的操作。
[0004]抽濾就是減壓過濾。利用抽氣栗使抽濾瓶中的壓強降低，達(dá)到固液分離的目的。常見的裝置有真空栗、布氏漏斗、抽濾瓶、膠管、濾紙(濾布或濾膜)等。常見的方式是利用真空栗使抽濾瓶中氣壓降低，待分離液體依次通過濾紙和布氏漏斗，由于重力作用進(jìn)入抽濾瓶中，固體留在濾紙上。
[0005]但這種傳統(tǒng)方式存在缺點。由于重力作用，待分離液體會沿濾紙與布氏漏斗縫隙進(jìn)入抽濾瓶，導(dǎo)致漏濾現(xiàn)象，污染濾液。并且濾渣易堵塞濾紙，導(dǎo)致后續(xù)抽濾不順利，甚至阻礙后續(xù)抽濾。如果過濾加熱后的液體，濾液落入抽濾瓶時容易凝固，給濾液的取出造成麻煩。這些都會影響抽濾效率和結(jié)果。
[0006]基于此，在實驗室進(jìn)行抽濾時，為了一定程度上彌補布氏漏斗的不足，現(xiàn)有技術(shù)公開了一種倒置式過濾裝置，例如CN201220017405(CN202538506U)公開的過濾器通過浮力漂浮在固液混合物的上表面，沉淀物在重力作用下，逐漸沉到固液混合物下層，這使得固液混合物的上層成為沉淀物含量很少的清液。在過濾過程中，過濾器在真空作用下把清液通過濾布從固液混合物的上表面抽出。由于過濾的大部分時間是在過濾清液，這使得沉淀物堵塞濾布造成過濾困難的問題大為緩解，從而一定程度上提高了過濾的效率，如附圖1所示。
[0007]但是上述倒置式過濾裝置上仍有如下缺點:
[0008]1、濾液經(jīng)過的距離較長，非常容易被膠管污染，為后續(xù)實驗造成不必要的麻煩；
[0009]2、當(dāng)抽濾的液體較少時，濾液大多留在了膠管中，抽濾瓶中的濾液很少，極大地降低了抽濾的效率，說明此過濾器并不適合少量固液混合物的分離；
[0010]3、當(dāng)濾液中含有溶解度隨溫度下降而下降的溶質(zhì)時，過濾應(yīng)在高溫下進(jìn)行。在倒置式過濾裝置中，濾液須經(jīng)過長距離的導(dǎo)管才能進(jìn)入貯液器中，在這一過程，濾液很容易因溫度下降造成溶質(zhì)在過濾器中析出。這不僅會造成過濾導(dǎo)管堵塞使過濾困難，而且會因溶質(zhì)的析出，達(dá)不到過濾分離的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種新型過濾分離器，能夠避免濾液被污染以及在管道中滯留、損失的問題，也滿足了對少量固液混合物進(jìn)行分離的要求，并且能夠有效利用余熱對濾液保溫，從而避免因溫度下降造成溶質(zhì)析出等問題；另外，在抽濾過程中固體和液體反向運動，進(jìn)而達(dá)到將下方的固體沉淀物和上方的液體分離開的目的。
[0012]為此，本發(fā)明提供一種新型過濾分離器，該分離器為帶有密封塞的圓筒體，包括位于圓筒體底部的抽濾器和貫穿密封塞的管路，所述抽濾器包括漏斗和過濾介質(zhì)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述漏斗倒置或漏斗的出口向上，其向上的出口可以是垂直向上的，也可以是具有一定傾斜角度，例如豎直方向上傾斜O(jiān)?180°，優(yōu)選30?135°，更優(yōu)選45?120°，還優(yōu)選傾斜60?100°，例如偏向水平，即傾斜90°。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述過濾介質(zhì)是抽濾操作中用以攔截流體所含固體顆粒并具有支撐作用的各種多孔性材料。常用的過濾介質(zhì)有以下幾類:
[0015]①編織材料，由天然或合成纖維、金屬絲等編織而成的濾布和濾網(wǎng)，是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的過濾介質(zhì)。此類材料價格便宜，清洗和更換方便，可截留的最小粒徑為5?65μηι。用聚酰胺、聚酯或聚丙烯等纖維制成的單縷濾網(wǎng)，質(zhì)地均勻、耐腐蝕、耐疲勞，正在逐步取代其他織物濾布；
[0016]②多孔性固體，包括素瓷、燒結(jié)金屬或玻璃，或由塑料細(xì)粉粘結(jié)而成的多孔性塑料管等。此類材料可截留的最小粒徑為I?3μπι，常用于處理含有少量微小顆粒的懸浮液；
[0017]③堆積介質(zhì)，如砂、礫石、木炭和硅藻土等顆粒狀物料，或玻璃棉等非編織纖維的堆積層。一般用于處理固體含量很少的懸浮液，如城市給水和待凈化的糖液等。
[0018]此外，工業(yè)濾紙也可與上述過濾介質(zhì)合用，以攔截懸浮液中少量微細(xì)顆粒。近年來，高分子多孔膜的制造與應(yīng)用有很大發(fā)展，應(yīng)用于更微小的顆粒的過濾，以獲得高度澄清的液體。適用于濾去0.1?Ιμπι顆粒的膜稱為微孔濾膜;適用于濾去0.01?0.Ιμπι顆粒的膜稱為超濾膜。微孔濾膜和超濾膜廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品和生物化學(xué)等工業(yè)。
[0019]本發(fā)明優(yōu)選使用的過濾介質(zhì)有濾紙、濾布、濾芯或濾膜。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述過濾介質(zhì)與上述倒置漏斗的連接方式可以是粘接，即通過粘合劑等粘性物質(zhì)將過濾介質(zhì)粘在漏斗表面，優(yōu)選使過濾介質(zhì)四周牢固粘在漏斗邊緣處，或者也可以采用捆扎等方式，將濾紙或濾布等過濾介質(zhì)包覆漏斗頭部并捆扎固定，使漏斗倒置時過濾介質(zhì)不脫落。
[0021]在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，還可以為抽濾器設(shè)置浮漂，所述浮漂是其本身以及與安放在一起的抽濾器都可以漂浮于液面上的物體。在浮漂作用下，抽濾器可以漂浮于液面，并使抽濾器出口向上的漏斗與過濾介質(zhì)如濾紙、濾布、濾芯或濾膜的接觸界面外緣高于待分離的固液混合物液面，因此可以有效避免漏濾現(xiàn)象。在此，漏濾是指沉淀物從漏斗與濾紙、濾布、濾芯或濾膜等過濾介質(zhì)的接觸界面外緣的縫隙漏過，造成固體沉淀漏入濾液。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述管路貫穿過濾器圓筒體的密封塞，使得過濾分離器與大氣相通，通過該管路與真空栗或真空系統(tǒng)連接即可實現(xiàn)對過濾分離器進(jìn)行抽真空。
[0023]本發(fā)明所述管路可以是使空氣順暢流通的任何管狀物，但優(yōu)選采用玻璃管。
[0024]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，所述管路在空間上與上述倒置漏斗的出口端不接觸，從而避免液體直接進(jìn)入管路中。
[0025]本發(fā)明所述的密封塞位于圓筒體頂部，可以單獨地覆蓋圓筒體頂部，達(dá)到密封，例如整體塞覆蓋在圓筒體頂部，也可以與圓筒體頂部其余部分一起進(jìn)行密封，例如圓筒體頂部與豎直的外壁一起成型，只留有直徑介于I厘米-1分米，優(yōu)選3厘米-8厘米，更優(yōu)選4厘米-6厘米的塞孔，用于容納帶有上述管路的密封塞。
[0026]本發(fā)明的過濾分離器的使用方法如下:
[0027]將上述新型過濾分離器置于待分離固液混合物中，由于自身漂浮或任選設(shè)置的浮漂的作用，該新型分離器將平穩(wěn)的浮于液面。管路直接連接真空栗。當(dāng)開啟真空栗后，濾液將由倒置漏斗的出口端流入過濾器中，固體將由于重力作用沉至容器底部，最終實現(xiàn)固液分咼。
[0028]而現(xiàn)有技術(shù)(例如CN201220017405)公開的抽真空裝置一般包括導(dǎo)管、儲液罐和真空系統(tǒng)，儲液罐位于真空系統(tǒng)之前，除了兩個導(dǎo)管外是封閉的，一個導(dǎo)管與真空系統(tǒng)連接，另一個導(dǎo)管與抽濾器的漏斗向上的出口連接。并且導(dǎo)管與漏斗出口的直接連接或間接連接，而直接連接時，要用有彈性的導(dǎo)管與口徑匹配的漏斗出口直接連接，間接連接時則利用常規(guī)抽氣瓶的抽氣嘴、玻璃管、橡膠管、塑料管、膠塞、玻璃接頭等連接部件進(jìn)行連接。為便于抽濾，其漏斗出口的斜面朝向抽氣瓶的抽氣嘴。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的抽濾裝置具有多種用途，可以用于多種固液混合物的過濾分離，這些固液混合物既可以是物理混合形成的懸濁液，也可以是化學(xué)反應(yīng)形成的固液混合液，如反應(yīng)過程中生成沉淀形式的反應(yīng)物或副產(chǎn)物，還可以是工業(yè)生產(chǎn)或環(huán)境治理過程中生成的固液混合物。
[0030]以下非限定性地列舉用本發(fā)明過濾分離器的幾項應(yīng)用。
[0031]1、過濾碳酸鈣和硫酸銅混合物:由碳酸鈣、硫酸銅和去離子水形成固液混合物，將過濾器放入其中，上端連接真空栗并開啟后，濾液從彎頭形式的漏斗出口流出，最后將濾液從過濾器中倒出，與沉淀的固體實現(xiàn)分離。
[0032]2、抽濾聚乙二醇水溶液:將聚乙二醇熔化成溶液后加入水，制成聚乙二醇水溶液，放入恒溫水浴中時，將過濾器放入其中，上端連接真空栗，待過濾液體依舊在水浴中恒溫，將液體沒過過濾器底端，開啟真空栗，有粘稠液體從出口流出，當(dāng)濾液接近出口下端時，停止抽濾，即可將固液進(jìn)行分離。
[0033]3、從混合物中過濾硝酸鉀:用約65度的去離子水加入硝酸鉀，攪拌至基本溶解后，加入碳酸鈣，形成碳酸鈣與硝酸鉀的混合溶液，將其放入恒溫水槽里，將過濾器放入其中，上端連接真空栗并開啟后，濾液從出口流出，抽濾結(jié)束后，關(guān)閉真空栗并取出過濾器。此時過濾器中并沒有晶體形成，將液體倒出，靜置至室溫，當(dāng)溫度降至室溫，出現(xiàn)了大量晶體，實現(xiàn)濾液的回收。
[0034]根據(jù)本發(fā)明，為了固液分離更加有效，優(yōu)選在運行真空系統(tǒng)進(jìn)行分離之前，使固液混合物充分靜置，從而使固體物質(zhì)盡可能沉淀在底部。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，運行一段時間后，若過濾介質(zhì)被少量抽吸上來的沉淀堵塞，則可將漏斗取出，將過濾介質(zhì)表面上的沉淀物清洗除凈，則可繼續(xù)使用。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，為了提高固液分離效果，在抽濾的后期，用一定量液體與固體重新攪拌混合，充分靜置后，繼續(xù)抽濾。
[0037]根據(jù)本發(fā)明，若抽濾后的固體需要洗滌時，可將少量溶劑灑到固體上，靜置片刻，再將其抽干，并進(jìn)行其他方式的干燥處理，如進(jìn)一步烘干或用干燥劑吸濕。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，儲液罐中的液體可用于上述固體物質(zhì)的重新混合抽吸或洗滌。如果長時間抽濾后，儲液罐中存在少量固體物質(zhì)，則可將其倒回固液混合液中重新抽吸加以分離。
[0039]本發(fā)明提供的新型過濾分離器能夠有效實現(xiàn)固液分離，并表現(xiàn)出以下幾點優(yōu)點: