CN1357400A

CN1357400A - 一种过滤装置

Info

Publication number: CN1357400A
Application number: CN 00134145
Authority: CN
Inventors: 杨清河; 李大东; 石亚华; 黄海涛; 康小洪
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-07-10
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: CN1132655C

Abstract

一种过滤装置包括一个漏斗,一个管2和一个密闭的中空部分3,管2与漏斗1相通,中空部分不与漏斗1和管2相通。该装置可以在原位对浆液进行过滤,并且过滤效率高,大大减少了过滤所用劳动量,并能得到更高的固体收率。

Description

一种过滤装置

本发明是关于一种过滤装置，更具体地说是关于将液体和固体进行分离的过滤装置。

最常用的过滤装置是锥形漏斗，此外，还有由一个漏斗和一个抽滤瓶组成的过滤装置。在对固液进行分离时，在漏斗中放置一块滤纸或滤布，液体通过虹吸作用、重力作用和/或压力差作用自上而下透过滤纸，而固体则保留下来。工业上通常采用板框式压滤机和叶式(滚筒)过滤机。

现有的过滤装置在过滤时，由于重力和/或压力差的作用，固体迅速沉降，在滤纸或滤布上形成一层致密的固体层，随着时间的延长，固体层越来越厚，使液体通过越来越难，而使过滤效率越来越低。特别是对于细小颗粒的过滤，除了效率低下外，还容易发生穿滤，跑漏现象，造成固体产物的收率降低。工业上，每台过滤机均需数人操作，劳动强度大。现有的过滤装置的另外一个缺点是只能采取异位过滤的方法，即必须将欲过滤的浆液间断或不间断地移到过滤装置中，然后再将固体取回，打浆再移至过滤装置中，如果固体需多次洗涤，劳动强度更大。

本发明的目的是克服现有过滤装置效率低下，操作时劳动强度大的缺点，提供一种新的效率较高，操作时劳动强度较小的过滤装置。

本发明提供的过滤装置包括一个漏斗1，一个管2和一个密闭的中空部分3，管2与漏斗1相通，中空部分3不与漏斗1和管2相通。如图1所示。

按照本发明提供的过滤装置，在进行过滤时，按如图2所示，将过滤装置置于由容器9盛有的欲过滤的浆液中，漏斗1的下口用滤纸或滤布密封。液体透过滤纸或滤布进入管2中流出。

其中，中空部分的作用是提供浮力，使过滤装置不下沉至浆液的底部。所述中空部分的体积由下式决定：ρV≥m，式中。ρ为欲过滤浆液的密度，V为中空部分的体积，m为整个过滤装置的质量。所述中空部分在过滤装置中的位置可以是任意的，但是优选在整个过滤装置的上部。

漏斗1的形状可以是任意的形状，可根据具体情况设计。它既可以是规则的形状，如锥形、圆筒形，也可以是不规则的形状。其截面可以是规则的形状，如圆形、椭圆形、多边形，环形，也可以是不规则的形状。

管2的作用是导出滤出的液体，它可以全部由软管或全部由硬管组成，管的长度可根据盛有欲过滤的浆液的容器和盛滤液的容器间的距离而定。优选情况下，所述管2由至少一段硬管和至少一段软管组成，其中的一段硬管与漏斗1相连，该硬管的长度根据盛滤液的容器大小及欲过滤的浆液中的固体含量而定。一般来说，硬管的长度不小于盛有欲过滤的浆液的容器高度与过滤完毕后剩余固体的厚度之差。其上限则根据方便的原则及操作空间大小而定。

本发明提供的过滤装置可以对静止的浆液进行过滤，也可以对被搅动的浆液进行过滤，当溶液被搅动时，如过滤装置不被固定在一定范围内，则容易造成倾覆，或者发生漂移，与搅拌器发生碰撞。硬管的作用即是用来防止过滤装置的漂移。在使用时，将硬管套在一个内径不小于硬管外径的环状物4中，并将环状物4固定，这样就可以避免过滤装置在浆液中发生倾覆和漂移。因此，在更为优选的情况下，本发明提供的过滤装置中，所述管2由至少一段硬管和至少一段软管组成，其中，一段硬管与漏斗1相连，该硬管套在一个内径大于硬管外径的环状物4中，图3给出了该过滤装置安放在盛欲过滤浆液的容器9上的示意图。

按照本发明提供的一个优选的具体实施方案，所述管2由一段软管和一段硬管组成，所述硬管与漏斗1相连并且套有一个内径大于硬管外径的环状物4中，并且，所述管2的出口与一个密闭的容器5相连，该容器5还与一个能降低容器5中压力的装置6相连，图4给出了该过滤装置安放在盛欲过滤浆液的容器9上的示意图。所述能降低容器中的压力的装置6可以是真空泵。

按照本发明另外一个优选的具体实施方案，所述管2由一段软管和一段硬管组成，所述硬管与漏斗1相连，并且套在一个内径大于硬管外径的环状物4中，所述管2的出口有两个，一个出口由阀7控制，另一个出口由阀8控制，阀8的出口与一个密闭的容器5相连，该容器5与一个真空泵6相连。图5给出了该过滤装置安放在盛欲过滤浆液的容器9上的示意图。

其中，环状物的内径应大于硬管的外径，使过滤装置能自由上下移动，环状物4内径优选为硬管外径的1.5倍以下，更优选为硬管外径的1.01-1.2倍。环状物4的高度以能使过滤装置不发生倾斜为适宜。

下面，以图5所示的过滤装置为例，说明利用本发明提供的过滤装置进行固液分离的过程。

如图6所示，将图5所示的过滤装置放在欲过滤的浆液的液面上或悬浮于浆液中，并将环状物4固定，在管2中充满水，然后，在搅拌器10的搅拌下或不搅拌的条件下开始过滤。浆液中的液体通过虹吸作用，透过滤纸或滤布流出，打开阀7，液体自阀7中流出，与此同时，所述过滤装置浮在液面上或悬浮于浆液中，并随液面的下降而下降，直至无液体流出。为加快过滤速度，可以将阀7关闭，开启阀8和真空泵6，由于管2出口处的压力低于液面压力，因此，过滤速度可大大加快。利用该装置，可以边搅拌，边过滤，而且效果很好，为达到更好的效果，最好是先让浆液静止一段时间，待固体沉降后，再开始过滤。

本发明提供的过滤装置，可以根据欲过滤的液体性质，选取各种材料制成，如不锈钢、陶瓷、塑料等。

本发明提供的方法具有如下优点：

1.过滤效率较高。由于本发明提供的方法所用过滤装置与现有过滤装置不同，是倒放在浆液的液面上，固体只是靠虹吸或抽滤时的引力吸附在滤纸或滤布的表面，量非常小，没有重量作用下大量固体在滤布上的沉积，因此，不会在滤布上形成致密的、过厚的固体层，液体穿过更加容易，过滤效率更高。

2.操作时劳动强度较小，本发明提供的方法可以在原位对浆液进行过滤，只需将过滤装置放入盛有浆液的容器中即可，减少了大量固体和液体的重复转移，因而，只需一次性将过滤装置放入容器中，就可长时间地利用该装置对容器中的液体进行原位过滤，大大减少了劳动量。

3.得到的固体的收率高。与现有技术相比，本发明提供的方法在过滤时，固体的收率得到大幅提高。

图1是本发明提供的方法所用过滤装置示意图；

图2是本发明提供的方法所用过滤装置在浆液中的放置示意图；

图3是本发明提供的方法所用过滤装置示意图；

图4是本发明提供的方法所用过滤装置示意图；

图5是本发明提供的方法所用过滤装置示意图；

图6是利用本发明提供的方法进行固液分离的示意图。

下面的实施例将对本发明做进一步说明。

实例1

本实例说明本发明提供的过滤装置。

用厚度为0.5毫米的不锈钢板制成漏斗1和中空部分3，漏斗1和中空部分3的形状如图1所示，漏斗1为一锥形，该锥形的下口直径为250毫米，上口(即与管2相连的口)直径为30毫米，锥形漏斗高度为88毫米，中空部分的形状是一个矩形挖出所述锥形后留下的部分，所述中空部分的体积为2685厘米³。管2全部由乳胶管构成，乳胶管的内径为30毫米，外径为32毫米。长度为5米。该过滤装置的重量(不含乳胶管)为1.5公斤)。根据ρV≥m计算，该过滤装置可以对密度0.56克/厘米³以上的浆液进行过滤。

实例2

本实例说明本发明提供的过滤装置。

本实例制成的过滤装置与实例1制备的过滤装置相同，只是所述管2由一段有机玻璃管和一段乳胶管组成，有机玻璃管与漏斗1直接相连。有机玻璃管的长度为2.3米，内径为30毫米，管壁厚度3毫米，重量为930克。在有机玻璃管上还套有一个环状物4。环状物4为内径37.5毫米，管壁厚4毫米，长度为120毫米的有机玻璃管。所述乳胶管的出口与有两个出口的T形管相连，T形管的一个出口由阀7控制，另一个出口由阀8控制，阀8的出口与一个密闭并接有真空泵6的抽滤瓶5。该过滤装置的示意图如图5所示。

实例3

用本发明提供的过滤装置进行固液分离。

用偏铝酸钠-硫酸铝法制备拟薄水铝石和氧化铝。在一体积380升，有效体积300升的成胶罐中加入300毫升去离子水，去离子水充满整个溢流管。在75℃的温度和搅拌下，将浓度为200克Al₂O₃/升的偏铝酸钠和浓度为90克Al₂O₃/升的硫酸铝溶液同时加入到成胶罐中，进行成胶反应。偏铝酸钠溶液的流量为400升/小时，硫酸铝溶液的流量为410升/小时，成胶pH值为8.8。成胶反应生成的浆液自溢流管流入一个装有搅拌器的内径为1700毫米，高1800毫米的老化罐中。搅拌器直径为1100毫米，1小时后再切换另一个相同的老化罐。将收集的浆液在75℃搅拌老化30分钟，静止30分钟。

按如图6所示的方法，将实例2所述的过滤装置放置在老化罐中，并将环状物4固定。用一块滤布将漏斗下口密封，在管2中预先充满水，然后，开启阀门7，老化罐内的液体开始流出，10分钟后，流体流量逐步减小，关闭阀门7，打开阀门8，并启动真空泵，再过滤10分钟后，老化罐内的液体基本被吸干。

在老化罐内加入3米375℃的去离子水，启动搅拌器，搅拌20分钟，以洗涤得到的拟薄水铝石。停止搅拌，静止45分钟。重复上述过滤步骤，只是由于加入的去离子水量远多于成胶得到的浆液中的液体量，因此，利用虹吸吸取上部清液的时间为25分钟，其余同第一次过滤过程。再重复洗涤并过滤3次，每次过滤所用时间基本相同。最后一次过滤完成后，在老化罐内加入500升去离子水，打浆，压送至喷雾干燥塔，进行干燥，干燥塔的温度为450℃。

继续按上述方法对其它老化罐内的浆液过滤、洗涤和干燥。三次后，干燥塔的进出料达到平衡，从第4次开始计算拟薄水铝石的收率。以氧化铝计，每次投料量为120.9公斤，第4-6次喷雾干燥后，得到的拟薄水铝石的总量为459公斤，该拟薄水铝石的固含量为75.0重％，SO₄ ^2-含量为0.21重％，Na₂O含量为0.02重％，因此，第4-6次实际得到的氧化铝量为459×0.75×(1-0.21％-0.02％)＝343.5公斤。平均每次收率为343.5/(120.9×3)＝94.7重％。由于喷雾干燥塔尾气带走约5重％的较细的拟薄水铝石粉，因此，老化、洗涤过程的实际平均收率为94.7％/(1-5％)＝99.7重％。

对比例1

采用叶式过滤机进行固液分离。

按实例3的方法制备拟薄水铝石，过滤、洗涤并干燥，不同的只是将本发明提供的装置换为叶式过滤机(直径为1.8米，共三个滤叶，每个滤叶有10个叶片)，进行异位过滤。第一次过滤所用时间为45分钟，每次洗涤后过滤所用时间为90分钟。老化、洗涤过程的实际平均收率为62.5重％。

实例3和对比例1的结果表明：(1)采用本发明提供的过滤装置可原位对大量浆液进行快速过滤，而采用现有过滤装置，不仅不能原位过滤，必须将所有浆液全部从盛有它的容器中移出，再过滤(异位过滤)而且所用时间也较长，说明本发明提供的过滤装置效率更高。(2)采用本发明提供的装置对浆液进行过滤时无穿滤、跑漏现象，因而，得到的固体收率较现有技术有大幅度提高。(3)由于本发明提供的过滤装置可以进行原位过滤，因而大大减少了操作时的劳动强度。

Claims

1.一种过滤装置，其特征在于，它包括一个漏斗1，一个管2和一个密闭的中空部分3，管2与漏斗1相通，中空部分不与漏斗1和管2相通。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述中空部分的体积由式ρV≥m决定，式中ρ为欲过滤浆液的密度，V为中空部分的体积，m为整个过滤装置的质量。

3.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述管2由至少一段硬管和至少一段软管组成，其中的一段硬管与漏斗1相连，该硬管的长度不小于盛有欲过滤的浆液的容器的高度与过滤完毕后剩余的固体厚度之差。

4.根据权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述与漏斗1相连的硬管上套有一个内径大于硬管外径的环状物4。

5.根据权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述管2由一段硬管和一段软管组成，所述硬管上套有一个内径大于硬管外径的环状物4中，并且，所述管2的出口与一个密闭的容器5相连，该容器5还与一种能降低容器中压力的装置6相连。

6.根据权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，所述能降低容器中压力的装置6是真空泵。

7.根据权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述管2由一段软管和一段硬管组成，所述硬管上套有一个内径大于硬管外径的环状物4，并且，所述管2的出口有两个，一个出口由阀7控制，另一个出口由阀8控制，阀8控制的出口与一个密闭的容器5相连，该容器5与一个真空泵6相连。

8.根据权利要求4、5和7中任意一项所述的过滤装置，其特征在于，所述环状物4的内径为硬管外径的1.5倍以下。

9.根据权利要求8所述的过滤装置，其特征在于，所述环状物4的内径为硬管外径的1.01-1.2倍。