CN1142783A - 液体的分离 - Google Patents
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Abstract
一种从两种液体的混合物或悬浮液中将两种液体分离的方法，第一种液体具有比第二种液体高得多的导电性，该方法还包括对混合物或悬浮液施加高频电磁场的步骤。
Description
本发明涉及液体的分离，特别是涉及对特定的包括有液体/液体接触器和液体分离器的溶剂萃取系统的改进操作。
根据本发明，提供了一种将第一种液体和第二种液体从二者的混合物或悬浮液中分离的方法，方法中还包括对混合物或悬浮液施加高频电磁场的步骤。
所说的电磁场是一个单相或多相的电磁场。
第一种液体可能是相对好的导体而第二种导体可能是相对差的导体，例如绝缘体。举例来说，第一种液体可能是水或水溶液。第二种液体可能是有机液体，比如说有机溶剂、燃料、油、脂肪等。
根据本发明中的液体分离方法，施加电磁场的步骤可以和其它如重力效应等分离液体步骤结合使用。
本发明的原理是施加的电磁场诱发第一种液体产生了类似于MHD效应(磁流体动力学)的涡流电流，因此第一种液体变成了荷载电流的导体而且产生一种有利于分离过程的作用力。
符合要求的施加的电磁场的频率要大于5KHz，最好能大于10KHz。所用的频率例如是50-500KHz。
理想地，施加的电磁场所产生的每单位体积的作用力大到大于两种液体密度的差值，但又不足以大到使其中产生的热量可使两者之中任何一种液体沸腾。
在本发明方法的第一个例子中，本发明的分离过程可以是一个溶剂萃取混合澄清器 过程中的一部分，在该过程中第一种液体包括第一种溶剂例如一种水溶液，举例为硝酸与第二种液体包括第二种溶剂例如有机溶剂接触，因而溶解于第一种液体中并待从中除去的化学物质，由于更优先溶解于第二种液体中而被从第一种液体中萃取出来。例如从一种含水溶液，例如无机酸溶液，例如硝酸的后处理核燃料中回收金属物质如锕类元素，可用一种有机溶剂如二丁氧基二乙基醚萃取。这二种液体以后就可通过重力效应以发生不同的沉降速率而分离为两层。用已知的方法就不能分离密度相同的含水溶液和溶剂。但根据本发明通过使用施加的电磁场这类液体就可分离了。当这两种液体的密度不同时，所加的磁场可与分离液体的重力效应结合使用，由此减少这两种液体在分离这些液体的澄清器中的停留时间。
在本发明方法的第二个例子中，本方法可以是用于将水或水样的物质从含有它们的燃料油中分离出来的方法。例如，可以从含有水微滴的航空汽油中将水微滴分离出来。分离过程可以在管道或器血或其它适合这两种液体的容器中进行。当分离过程在管道中进行时，沿着油/水悬浮液所前进的管道，所加的磁场可足以使水微滴的前进受到阻滞或停顿下来，从而使水微滴在所用磁场附近收集并得到分离。
在本发明进一步的例子中，本方法可包括对溶剂萃取方法的一项改进，即应用脉冲柱。在一个已知应用这类柱子的过程中，一种水溶液和一种有机溶液在包含有一系列多孔板的柱子中接触。水溶液的微滴由穿孔而形成，并且通过柱子下落与沿柱子上升的有机溶剂接触。一般对上升的有机液体应用机械或气动脉冲，而使混合相振荡通过穿孔时形成合适的水相微滴，从而在第一种和第二种液体之间进行合适的物质转移。溶解在一种液体中的化学物质，例如金属离子在转移到其它液体中之后便可得到分离。根据本发明而应用电磁场后，由作用于含水液体的作用力而使这种液体振荡，从而有助于在有或没有传统的机械或气动脉冲能量下的物质转移过程。施加的电磁场可在柱子的局部部位使用，例如在接近一个或多个穿孔板的部位使用，从而可以避免了在现有技术中对整个液体的振荡的必要性。
施加的电磁场可以基本上沿整个柱子长度交替使用。施用的电磁场最好以脉冲形式使用，例如脉冲频率是0.1-10Hz传号/空号比(mark/space ratio)是1/10-3/1。
在另外一个已知使用这类柱子的方法中，一种水溶液和一种有机液体在一个含有一系列穿孔板的柱子中一起接触。有机溶液的微滴由穿孔形成并沿柱子上升与沿柱子下落的水溶液接触。一般对下落的水溶液使用机械的或气动脉冲使混合相振荡通过穿孔时形成合适的有机相微滴从而在第一相和第二相之间进行合适的物质转移。溶解在一种液体中的化学物质，例如金属离子在从一种液体转移到另一种液体之后可得到分离。根据本发明而施用的电磁场由作用于该种液体上的作用力而使含水液体产生振荡，从而有利于用或不用传统的机械或气动脉冲能量的物质分离过程。
在本发明方法中施用的电磁场可由已知的方法提供，例如由合适的高频振荡器提供的以交流电为电源的线圈。对线圈所供的电源的大小和频率取决于本发明的用途。但一般来说所要求的电磁场要适于使第一种液体相对于第二种液体产生运动。但又不能使两种液体过热例如沸腾。
本发明的实施方案将以实例形式并参考附图予以介绍，其中：
图1是一个说明利用施加了高频电磁场的混合-澄清器溶剂萃取过程的工艺流程简图。
图2是一个应用施加了高频电磁场的脉冲柱溶剂萃取过程的侧视垂直剖面图。
在图1中，流入的溶剂液流通过入口3和5进入混合器。入口3提供有机溶剂相物料而入口5提供水相物料。这两相液体在混合器1中接触和振荡，溶解在其中一相中的物质比如溶于水相中的锕系元素就可从一相转移到另一相中。混合相近而进入分离器7使两相液体可以重新得到澄清。
高频电磁场由环绕分离器7的线圈9提供，该电磁场帮助两相以上面所介绍的方式在分离器7中的分离，以便在分离器7中形成两层，较轻层8含有有机相，较重层10含有水相。接着不同的液相分别由出口11和13提取并按已知的方法处理。
图2中脉冲溶剂萃取柱15包括上部的澄清器17和底部的澄清器19及中间的柱体18。柱体包括一系列沿其长度方向逐级排列的穿孔板20。含水物料溶液由上部澄清器17的入口21和柱体19中部的入口23引入。从入口23引入的物料包含要从它们所包含的溶液中除去的已溶解的化学物质(如包含有硝酸溶液中的锕类元素)。有机溶剂物料由入口25引入底部的澄清器19。
在使用时，含水物料在柱子15中下落通过穿孔板20时形成微滴，而且水相与做为流动相沿柱子15上升的有机相接触。线圈27给临近的所选择的板20(或所有的板20)每个都提供高频电磁场，以使水相微滴以上面所介绍的方式形成脉冲而有利于不同液相的接触。溶解在水相中的物质在柱子15中转移到有机相中，而且这类有机相在上部的澄清器17的出口29处以产品的形式收集。水相产品(叫萃余液)在底部的澄清器19的出口31处收集。
Claims (13)
1.一种从两种液体的混合物或悬浮液中将第一种液体和第二种液体分离的方法，第一种液体有比第二种液体高得多的导电性，该方法中包括了对混合物或悬浮液施加高频电磁场的步骤。
2.权利要求1的方法，其中所说的电磁场是单相或多相的电磁场。
3.权利要求1或2的方法，其中第一种液体是导体而第二种液体是绝缘体。
4.权利要求3的方法，并且其中第一种液体是水或水溶液而第二种液体是有机液体。
5.前述权利要求中任一项的方法，其中施加电磁场的步骤可与一种或多种其它的步骤相结合，用于液体的分离。
6.前述权利要求中任一项方法，其中所用的电磁场的频率大于5KHz。
7.权利要求6的方法，其中施用的频率是50KHz-500KHz。
8.前述权利要求中任一项的方法，其中施用的电磁场所产生的每单位体积的作用力足以大于第一种和第二种液体之间的密度差值，但又不足以大到使其中所产生的热量可使两种液体当中的任何一种沸腾。
9.前述权利要求中任一项的方法，其中的方法包括一种溶剂萃取过程的操作，在操作中液相互相接触以将化学物质从一种液体萃取到另一种液体中、然后分离，并且所说的电磁场是在分离阶段施加的。
10.权利要求9的方法，其中所说的溶剂萃取方法包括混合-澄清器的使用，并且在澄清器阶段使用电磁场。
11.权利要求9的方法，其中的溶剂萃取方法包括脉冲柱的使用，并且施用的电磁场被用于使液体产生脉冲。
12.权利要求1-8中任一项的方法，其中的方法用于将水从航空汽油中分离出来。
13.权利要求1的方法，并且基本上相同于上文所介绍并参考附图的任何一种方法。
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