CN207222129U - 一种生物质转化用磁性催化剂回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种生物质转化用磁性催化剂回收装置，包括一级回收机构和二级回收机构，一级回收机构包括回收罐以及回收罐内的磁性组件，回收罐顶部敞口并配设有封盖，回收罐顶部一侧设有进料口、另一侧底部与二级回收机构连通，所述磁性组件包括数个并列设置并与回收罐底部连接的第一磁石板，磁石板顶部与回收罐顶部存在间隙；所述二级回收机构包括分离罐以及分离罐内的旋转吸附组件，分离罐底部一侧设有出料管，旋转吸附组件包括与传动机构连接的转轴以及转轴上垂直设置的数根连杆，连杆与条形磁石垂直连接。本实用新型利用两级回收机构对磁性催化剂进行磁力吸附回收，增加磁性催化剂的回收再利用率，减少磁性催化剂在生产过程中的损耗。
Description
技术领域
本实用新型属于化工生产设备技术领域，尤其涉及一种生物质转化用磁性催化剂回收装置。
背景技术
随着石化资源的不断枯竭和生态环境的不断恶化，可再生资源和能源的开发利用以及再利用越来越受到许多研究者的重视。为促进化学反应进程，催化剂在化工工业、化学合成中起着重要地作用。催化剂的种类较多，而磁性碳基固体酸催化剂因以碳基材料作为前驱体，具有腐蚀性低、成本较低、制备工艺操作简单等优点被广大学者研究。亓伟等发明了一种设计核壳结构磁性碳基固体酸催化剂的制备方法并用于催化木质纤维素类生物质原料解聚制备可发酵糖，表现出了良好的催化活性（CN 106215951 A），孙昆仑合成磁性碳基固体酸催化剂Fe3O4@C-SO3H并分别用于催化油酸和甲醇的酯化反应，表现出了很好的催化活性（孙昆仑. 磁性碳基固体酸催化剂的研制及应用[D]. 河南大学, 2015.），梁玉等以稻壳残渣为碳源采用硫酸磺化法制备稻壳碳基固体酸催化剂并用于催化木糖脱水制备糠醛（梁玉, 陈志浩, 梁宝炎,等. 稻壳碳基固体酸催化剂的制备及在木糖脱水制备糠醛反应中的催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(6): 1123-1127.）；这些研究都表明该类催化剂具有很好的催化活性，但催化剂的分离回收利用是减少催化剂制备成本的一个重要环节，也是“十三五”时期能源资源再利用的一个方面。
根据很多文献可知磁性碳基固体酸催化剂的分离回收方法较简单，但目前设计出的磁性碳基固体酸催化剂分离回收的装置及系统较少。欧阳强等利用磁吸附原理提供一种磁性物质催化剂分离装置，将磁性物质催化剂吸附于磁棒组件的外表面达到清除化学液态物料中混杂的磁性物质催化剂的目的（CN 104209185 A），魏云霞等设计了一种磁性催化剂回收效果更好的装置（CN 205965799 U），李瑛等公开了一种自动快速的分离氢化反应后物料所含的磁性催化剂连续分离装置，这几种分离装置对于所提到的催化剂都能达到很好的分离回收效果；但是，针对不同的催化剂，因为其特性不同分离回收装置的使用也具有一定的局限性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种生物质转化用磁性催化剂回收装置，本实用新型利用两级回收机构对磁性催化剂进行磁力吸附回收，增加磁性催化剂的回收再利用率，减少磁性催化剂在生产过程中的损耗。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种生物质转化用磁性催化剂回收装置，所述回收装置包括一级回收机构和二级回收机构，一级回收机构包括回收罐以及回收罐内的磁性组件，回收罐顶部敞口并配设有封盖，回收罐顶部一侧设有进料口、另一侧底部与二级回收机构连通，所述磁性组件包括数个并列设置并与回收罐底部连接的第一磁石板，磁石板顶部与回收罐顶部存在间隙；所述二级回收机构包括分离罐以及分离罐内的旋转吸附组件，分离罐底部一侧设有出料管，旋转吸附组件包括与传动机构连接的转轴以及转轴上垂直设置的数根连杆，连杆与条形磁石垂直连接。
优选的，所述传动机构为分离罐外部的电机，电机的输出轴与转轴连接，转轴的轴线与出料管的轴线垂直设置。
优选的，所述磁性组件包括数个并列设置并与封盖底部连接的第二磁石板，第一、第二磁石板相互交错排列设置，第一、第二磁石板与回收罐和封盖组成的空间呈蛇形通道状。
优选的，所述磁石板包括板状磁石与包裹在板状磁石外部的套网，套网由硬质丝网制成。
优选的，所述板状磁石和条形磁石为永磁铁或电磁铁。
优选的，所述第一磁石板与第二磁石板分别与回收罐和封盖可拆卸连接，所述回收罐、封盖和分离罐采用不具有导磁性的材料制成。
本实用新型的工作过程如下：
首先携带有磁性催化剂的液态产物从回收罐的进液口进入回收罐，由于回收罐内部空间被第一、第二磁石板隔断呈蛇形通道状，所以液态产物沿着蛇形通道进行流动，液态产物在流动过程中充分接触磁石板，导致其中携带的磁性催化剂受到磁石板中板状磁石的磁场作用被吸附在板状磁石上，进而实现初步回收磁性催化剂的目的，同时为了防止板状磁石上吸附的磁性催化剂层外侧的催化剂由于受到的磁场作用力较小，容易受到液态产物的流动作用而被带走的现象发生，本实用新型在板状磁石外部套设有硬质丝网制成的套网，可以起到束缚被吸附的磁性催化剂作用。
当液态产物通过回收罐内的蛇形通道后，进入分离罐并从分离罐的出料管流动至外界。在该过程中，电机带动转轴进而通过连杆带动条形磁石转动，一方面对分离罐内液态产物搅拌，使得液态产物产生紊流以提高流动性，从而最大限度吸附液态产物中携带的残余磁性催化剂；另一方面，由于转轴与出料管的轴线垂直设置，所以转动中的条形磁石还可以对出料管处液态产物中携带的磁性催化剂起到与其流向相反的吸附牵引力，进一步提高磁性催化剂的回收率。
回收完毕后，可以打开回收罐和分离罐，对磁石板和条形磁石上吸附的磁性催化剂进行分离，并作循环使用，以降低磁性催化剂在生产中的损耗，进而降低产品的生产成本。
具体的，本实用新型所述的磁性催化剂为磁性碳基固体酸催化剂、磁性杂多酸催化剂中的一种或多种，其中磁性碳基固体酸催化剂是以生物质为碳基前驱体制备所得，所用生物质为玉米秸秆、花生壳、杨木屑等农林业废弃物中的一种或多种，例如按照申请号为2014102222590的发明申请所提供的技术方案制得的磁性碳基固体酸催化剂，以及按照申请号为201710627287.4的发明专利所提供的技术方案制得的磁性氧化铁杂多酸催化剂。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：本实用新型利用两级回收机构对磁性催化剂进行磁力吸附回收，增加磁性催化剂的回收再利用率并作循环使用，以降低磁性催化剂在生产中的损耗，进而降低产品的生产成本。
附图说明
图1为具体实施方式中所述生物质转化用磁性催化剂回收装置的结构示意图；
注：图中箭头表示液态产物的流动方向。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种生物质转化用磁性催化剂回收装置，所述回收装置包括一级回收机构和二级回收机构，一级回收机构包括回收罐1以及回收罐1内的磁性组件，回收罐1顶部敞口并配设有封盖11，回收罐11顶部一侧设有进料口12、另一侧底部与二级回收机构连通，所述磁性组件包括数个并列设置并与回收罐1底部可拆卸连接的第一磁石板31，以及数个并列设置并与封盖11底部可拆卸连接的第二磁石板32，第一、第二磁石板相互交错排列设置，第一、第二磁石板与回收罐1和封盖11组成的空间呈蛇形通道状，磁石板包括板状磁石41与包裹在板状磁石41外部的套网42，套网42由硬质丝网制成。
所述二级回收机构包括分离罐2以及分离罐2内的旋转吸附组件，分离罐2底部一侧设有出料管21，旋转吸附组件包括与设置于分离罐2外部的电机，电机的输出轴与分离罐2内的转轴5连接，转轴5上垂直设置数根连杆51，连杆51与条形磁石52垂直连接。
所述板状磁石41和条形磁石52为永磁铁或电磁铁，所述回收罐、封盖和分离罐采用不具有导磁性的材料制成。
本实用新型的工作过程如下：
首先携带有磁性催化剂的液态产物从回收罐1的进液口12进入回收罐1，由于回收罐1内部空间被第一、第二磁石板隔断呈蛇形通道状，所以液态产物沿着蛇形通道进行流动，液态产物在流动过程中充分接触磁石板，导致其中携带的磁性催化剂受到磁石板中板状磁石41的磁场作用被吸附在板状磁石41上，进而实现初步回收磁性催化剂的目的，同时为了防止板状磁石41上吸附的磁性催化剂层外侧的催化剂由于受到的磁场作用力较小，容易受到液态产物的流动作用而被带走的现象发生，本实用新型在板状磁石41外部套设有硬质丝网制成的套网42，可以起到束缚被吸附的磁性催化剂的作用。
当液态产物通过回收罐1内的蛇形通道后，进入分离罐2并从分离罐2的出料管21流动至外界。在该过程中，电机带动转轴5进而通过连杆51带动条形磁石52转动，一方面对分离罐2内液态产物搅拌，使得液态产物产生紊流以提高流动性，从而最大限度吸附液态产物中携带的残余磁性催化剂；另一方面，由于转轴5与出料管21的轴线垂直设置，所以转动中的条形磁石52还可以对出料管21处液态产物中携带的磁性催化剂起到与其流向相反的吸附牵引力，进一步提高磁性催化剂的回收率。
回收完毕后，可以打开回收罐1和分离罐2，对磁石板和条形磁石52上吸附的磁性催化剂进行分离，并作循环使用，以降低磁性催化剂在生产中的损耗，进而降低产品的生产成本。
具体应用1）
利用上述分离装置对按照申请号201410285143.1的发明专利申请所述方法制备的反应后产物，即含有磁性纳米固体酸催化剂的纤维素水解液进行回收处理。
经过数次试验表明，回收罐中的磁石板和分离罐中的条形磁石上吸附的磁性纳米固体酸催化剂总量，与反应过程中添加的磁性纳米固体酸催化剂总量相比，在不考虑催化剂损失的前提下回收率约为92.5%。
具体应用2）
利用上述分离装置对按照申请号201710627298.2的发明专利申请所述方法制备的反应后产物，即含有磁性氧化铁杂多酸催化剂的纤维素水解液进行回收处理。
经过数次试验表明，回收罐中的磁石板和分离罐中的条形磁石上吸附的磁性氧化铁杂多酸催化剂总量，与反应过程中添加的磁性氧化铁杂多酸催化剂总量相比，在不考虑催化剂损失的前提下回收率约为95.0%。
Claims (6)
1.一种生物质转化用磁性催化剂回收装置，其特征在于，所述回收装置包括一级回收机构和二级回收机构，一级回收机构包括回收罐以及回收罐内的磁性组件，回收罐顶部敞口并配设有封盖，回收罐顶部一侧设有进料口、另一侧底部与二级回收机构连通，所述磁性组件包括数个并列设置并与回收罐底部连接的第一磁石板，磁石板顶部与回收罐顶部存在间隙；所述二级回收机构包括分离罐以及分离罐内的旋转吸附组件，分离罐底部一侧设有出料管，旋转吸附组件包括与传动机构连接的转轴以及转轴上垂直设置的数根连杆，连杆与条形磁石垂直连接。
2.如权利要求1所述的生物质转化用磁性催化剂回收装置，其特征在于，所述传动机构为分离罐外部的电机，电机的输出轴与转轴连接，转轴的轴线与出料管的轴线垂直设置。
3.如权利要求1所述的生物质转化用磁性催化剂回收装置，其特征在于，所述磁性组件包括数个并列设置并与封盖底部连接的第二磁石板，第一、第二磁石板相互交错排列设置，第一、第二磁石板与回收罐和封盖组成的空间呈蛇形通道状。
4.如权利要求1或3所述的生物质转化用磁性催化剂回收装置，其特征在于，所述磁石板包括板状磁石与包裹在板状磁石外部的套网，套网由硬质丝网制成。
5.如权利要求4所述的生物质转化用磁性催化剂回收装置，其特征在于，所述板状磁石和条形磁石为永磁铁或电磁铁。
6.如权利要求3所述的生物质转化用磁性催化剂回收装置，其特征在于，所述第一磁石板与第二磁石板分别与回收罐和封盖可拆卸连接，所述回收罐、封盖和分离罐采用不具有导磁性的材料制成。
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| CN112044593A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-12-08 | 高维川 | 一种环氧树脂混合物分离过滤装置 |
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