CN103908800A - 一种吸附分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的吸附分离系统，通过控制单元控制第一恒流泵运行，驱动第一储液器内的吸附液流经分离柱，分离柱内的分离试剂对吸附液进行吸附，当第一指示电极和第二指示电极测定的数据相同时，控制单元控制第一恒流泵停止，吸附过程完成；再通过控制单元控制第二恒流泵运行，驱动第二储液器内的洗脱液流经分离柱，并对分离柱内的分离试剂进行洗脱，当第一指示电极和第二指示电极测定的数据相同时，控制单元控制第二恒流泵停止，洗脱过程完成；控制单元根据第一恒流泵和第二恒流泵的流速和时间，得到吸附液和洗脱液消耗的体积。本发明提供的吸附分离系统，结构简单，易于操作，自动化程度高，特别适用于实验室吸附或离子交换研究用。

Description

一种吸附分离系统

技术领域

本发明属于吸附分离技术领域，尤其涉及一种吸附分离系统。

背景技术

吸附法是从溶液中分离提取目标物最为常用的方法之一，在湿法冶金及废物处理方面有着广泛的应用。

现有实验室用吸附或离子交换实验装置，一般为简易的滴定管、层析柱等，整个过程均为人工控制，不利于实验过程的优化；工业上部分离子交换装置部分采用自动控制，但是相对实验室应用来说，控制过于复杂，部分设施成本过高，不利于实验室应用。

专利申请200710172088.5公开了一套离子交换再生系统，可以实现离子交换再生的自动控制，但是整套装置如果用于实验室小型实验研究，过于复杂，不便于操作，而且只是满足了再生过程的自动控制，对于吸附过程未有涉及。

专利申请200920281975.0设计了一种糖用自动离子交换装置，该装置可以实现制糖过程中自动离子交换控制，该装置只在吸附柱底部装有pH和电导率电极，不能对进出吸附柱的溶液同时进行状态监测，另外通过电磁阀来控制溶液的通、停，不利于控制流速和流量，而且成本较高，在实验室小型实验过程中也不易于应用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种吸附分离系统，该吸附分离系统操作简单、自动化程度高。

本发明的技术方案是：

一种吸附分离系统，包括第一储液器、第二储液器、第一恒流泵、第二恒流泵、分离柱、监测单元及控制单元，所述分离柱内设有分离试剂，所述监测单元包括检测单元本体、设置于所述分离柱入口端的第一指示电极和设置于所述分离柱出口端的第二指示电极，所述检测单元本体获取所述第一指示电极和所述第二指示电极检测数值，并将所述检测数值传输至所述控制单元；

所述控制单元控制所述第一恒流泵运行，所述第一恒流泵驱动所述第一储液器内的吸附液流经所述分离柱，所述分离柱内的分离试剂对所述吸附液进行吸附，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第一恒流泵停止，吸附完成；

所述控制单元控制所述第二恒流泵运行，所述第二恒流泵驱动所述第二储液器内的洗脱液流经所述分离柱，并对所述分离柱内的分离试剂进行洗脱，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第二恒流泵停止，洗脱完成；

所述控制单元根据所述第一恒流泵和所述第二恒流泵的流速和时间，得到所述吸附液和所述洗脱液消耗的体积。

在一些实施例中，还包括第三储液器及第三恒流泵，所述控制单元控制所述第三恒流泵运行，所述第三恒流泵驱动所述第三储液器内的清洗液流经所述分离柱，并对所述分离柱内的分离试剂进行清洗，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第三恒流泵停止，清洗完成。

在一些实施例中，还包括第四储液器及第四恒流泵，所述控制单元控制所述第四恒流泵运行，所述第四恒流泵驱动所述第四储液器内的再生液流经所述分离柱，并与所述分离柱内的分离试剂进行离子交换，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第四恒流泵停止，再生完成。

在一些实施例中，还包括第五储液器，所述第五储液器管道连接于所述分离柱出口端，用于收集流经所述分离柱的吸附液、洗脱液、清洗液及再生液。

采用上述技术方案，本发明的优点在于：

本发明提供的吸附分离系统，通过所述控制单元控制所述第一恒流泵运行，从而驱动所述第一储液器内的吸附液流经所述分离柱，并对所述分离柱内的分离试剂进行吸附，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第一恒流泵停止，吸附过程完成；再通过所述控制单元控制所述第二恒流泵运行，从而驱动所述第二储液器内的洗脱液流经所述分离柱，并对所述分离柱内的分离试剂进行洗脱，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第二恒流泵停止，洗脱过程完成；所述控制单元根据所述第一恒流泵和所述第二恒流泵的流速和时间，得到所述吸附液和所述洗脱液消耗的体积。本发明提供的吸附分离系统，结构简单，易于操作，自动化程度高，特别适用于实验室吸附或离子交换研究用。

附图说明

图1为本发明提供的吸附分离系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明提供的吸附分离系统100的结构示意图，包括第一储液器110、第二储液器120、第一恒流泵130、第二恒流泵140、分离柱150、监测单元（图未示）及控制单元170。

其中，分离柱150内设有分离试剂。监测单元包括检测单元本体161、设置于分离柱150入口端的第一指示电极162和设置于分离柱150出口端的第二指示电极163，检测单元本体161获取第一指示电极162和第二指示电极163检测数值，并将检测数值传输至控制单元170。可以理解，本发明通过在分离柱150两端加载指示电极，通过两个电极测定数据来对分离柱150内的分离试剂状态进行监测，简便易行。

控制单元170控制第一恒流泵130运行，第一恒流泵130驱动第一储液器110内的吸附液流经分离柱150，并对分离柱150内的分离试剂进行吸附，当第一指示电极161和第二指示电极162测定的数据相同时，控制单元170控制第一恒流泵130停止，吸附完成，并切换至洗脱过程。

控制单元170控制第二恒流泵140运行，第二恒流泵140驱动第二储液器120内的洗脱液流经分离柱150，并对分离柱150内的分离试剂进行洗脱，当第一指示电极161和第二指示电极162测定的数据相同时，控制单元170控制第二恒流泵140停止，洗脱完成。

可以理解，控制单元170可以根据第一恒流泵130和第二恒流泵140的流速和时间，得到吸附液和洗脱液消耗的体积，可以理解，辅以吸附液和洗脱液中目标物质的浓度数据，即可得出吸附量和其他数据。

可以理解，控制单元170可以接收监测单元发出的信号，同时反馈指令给恒流泵，并控制恒流泵的流速和运行时间，同时，能够根据恒流泵反馈的流速和时间计算得到吸附液和洗脱液消耗的体积。本发明通过控制单元170控制恒流泵的流速和时间，控制精确，相比较手动阀门操作简便，相对于电磁阀价格低廉，适合于工业化生产。

在本发明一较佳实施方式中，吸附分离系统100还包括第三储液器180及第三恒流泵190，控制单元170控制第三恒流泵190运行，第三恒流泵190驱动第三储液器180内的清洗液流经所述分离柱150，并对所述分离柱150内的分离试剂进行清洗，当第一指示电极162和所述第二指示电极163测定的数据相同时，控制单元170控制第三恒流泵190停止，清洗完成。可以理解，在实际中，第三储液器180及第三恒流泵190可以省略，即清洗步骤可以省去。

在本发明另一较佳实施方式中，吸附分离系统100还包括第四储液器210及第四恒流泵220，控制单元170控制第四恒流泵220运行，所述第四恒流泵220驱动所述第四储液器210内的再生液流经所述分离柱150，并与分离柱150内的分离试剂进行离子交换，当所述第一指示电极162和所述第二指示电极163测定的数据相同时，所述控制单元170控制所述第四恒流泵220停止，再生完成。可以理解，有些情况下，洗脱过程就是再生过程，不需要再生过程，而此时第四储液器210及第四恒流泵220可以省略。

在本发明另一较佳实施方式中，吸附分离系统100还包括第五储液器230，第五储液器230管道连接于分离柱150的出口端，用于收集流经分离柱150的吸附液、洗脱液、清洗液及再生液。

可以理解，实际中，可以根据分离试剂的不同选取不同的洗脱液、清洗液及再生液。

本发明提供的吸附分离系统100，通过控制单元170控制第一恒流泵130运行，从而驱动第一储液器110内的吸附液流经分离柱150，分离柱150内的分离试剂对吸附液内的物质进行吸附，当第一指示电极162和第二指示电极163测定的数据相同时，控制单元170控制第一恒流泵130停止，吸附过程完成；再通过控制单元170控制所述第二恒流泵140运行，从而驱动所述第二储液器120内的洗脱液流经所述分离柱150，并对所述分离柱150内的分离试剂进行洗脱，当所述第一指示电极162和所述第二指示电极163测定的数据相同时，所述控制单元170控制所述第二恒流泵140停止，洗脱过程完成；所述控制单元170根据所述第一恒流泵130和所述第二恒流泵140的流速和时间，得到所述吸附液和所述洗脱液消耗的体积。本发明提供的吸附分离系统100，结构简单，易于操作，自动化程度高，特别适用于实验室吸附或离子交换研究用。

以下通过实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于举例说明的目的，并没有限制本发明的范围。除注明的具体条件外，实施例中的试验方法均按照常规条件进行。

实施例一：D564树脂吸附溶液中硼

将处理过的D564树脂装入分离柱150，通过控制单元170开启第三恒流泵190，向分离柱150输送高纯水进行树脂的洗涤，第一指示电极162和所述第二指示电极163采用电导率电极，开始由于树脂存在部分杂质离子，第二指示电极163测试数据大于第一指示电极162，随着洗涤过程的进行，第二指示电极163数据逐渐变小，当第一指示电极162和所述第二指示电极163测定的数据相同时，洗涤过程完成，控制单元170控制第三恒流泵190停止运行；控制单元170启动第一恒流泵130，开始吸附过程，当第一指示电极161和第二指示电极162测定的数据相同时，控制单元170控制第一恒流泵130停止，吸附完成；控制单元170启动第二恒流泵140，第二恒流泵140驱动第二储液器120内的洗脱液（2mol/L HCl溶液）流经分离柱150，并对分离柱150内的分离试剂进行洗脱，当第一指示电极161和第二指示电极162测定的数据相同时，控制单元170控制第二恒流泵140停止，洗脱过程完成；控制单元170启动开启第四恒流泵220，输送再生液（2mol/L NaOH溶液）流经分离柱150，当第一指示电极161和第二指示电极162测定的数据相同时，再生过程完成。

实施例二：D001-H型树脂吸附溶液中碱土金属离子

将转化为H型的D001树脂装入分离柱150，通过控制单元170开启第三恒流泵190，向分离柱150输送高纯水进行树脂的洗涤，第一指示电极162和所述第二指示电极163采用电导率电极，开始由于树脂存在部分杂质离子，第二指示电极163测试数据大于第一指示电极162，随着洗涤过程的进行，第二指示电极163数据逐渐变小，当第一指示电极162和所述第二指示电极163测定的数据相同时，洗涤过程完成，控制单元170控制第三恒流泵190停止运行；控制单元170启动第一恒流泵130，开始吸附过程，当第一指示电极161和第二指示电极162测定的数据相同时，控制单元170控制第一恒流泵130停止，吸附完成；控制单元170启动第二恒流泵140，第二恒流泵140驱动第二储液器120内的洗脱液（2mol/L HCl溶液）流经分离柱150，并对分离柱150内的分离试剂进行洗脱，当第一指示电极161和第二指示电极162测定的数据相同时，控制单元170控制第二恒流泵140停止，洗脱过程完成；同时，该洗脱过程也完成了树脂的再生过程。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种吸附分离系统，其特征在于，包括第一储液器、第二储液器、第一恒流泵、第二恒流泵、分离柱、监测单元及控制单元，所述分离柱内设有分离试剂，所述监测单元包括检测单元本体、设置于所述分离柱入口端的第一指示电极和设置于所述分离柱出口端的第二指示电极，所述检测单元本体获取所述第一指示电极和所述第二指示电极检测数值，并将所述检测数值传输至所述控制单元；

所述控制单元控制所述第一恒流泵运行，所述第一恒流泵驱动所述第一储液器内的吸附液流经所述分离柱，所述分离柱内的分离试剂对所述吸附液进行吸附，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第一恒流泵停止，吸附完成；

所述控制单元控制所述第二恒流泵运行，所述第二恒流泵驱动所述第二储液器内的洗脱液流经所述分离柱，并对所述分离柱内的分离试剂进行洗脱，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第二恒流泵停止，洗脱完成；

所述控制单元根据所述第一恒流泵和所述第二恒流泵的流速和时间，得到所述吸附液和所述洗脱液消耗的体积。

2.根据权利要求1所述的吸附分离系统，其特征在于，还包括第三储液器及第三恒流泵，所述控制单元控制所述第三恒流泵运行，所述第三恒流泵驱动所述第三储液器内的清洗液流经所述分离柱，并对所述分离柱内的分离试剂进行清洗，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第三恒流泵停止，清洗完成。

3.根据权利要求1所述的吸附分离系统，其特征在于，还包括第四储液器及第四恒流泵，所述控制单元控制所述第四恒流泵运行，所述第四恒流泵驱动所述第四储液器内的再生液流经所述分离柱，并与所述分离柱内的分离试剂进行离子交换，当所述第一指示电极和所述第二指示电极测定的数据相同时，所述控制单元控制所述第四恒流泵停止，再生完成。

4.根据权利要求1或2或3所述的吸附分离系统，其特征在于，还包括第五储液器，所述第五储液器管道连接于所述分离柱出口端，用于收集流经所述分离柱的吸附液、洗脱液、清洗液及再生液。