CN208244167U - 一种气凝胶用醇水回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出的一种气凝胶用醇水回收装置，包括补热器、乙醇脱水塔、分子筛、冷凝器、缓存罐、分离罐、水中转箱和无水乙醇中转箱，依次相连，其中，分子筛的第二出口连接补热器，分离罐内设有隔板和内筒，隔板和内筒将分离罐内部分隔为3个腔室，分离罐上设进液管、出液管和液位传感器，内筒上设半透膜，进液管上连接三通，并由三通分流阀控制供给，出液管上设电磁阀，控制乙醇排出，本实用新型结构简单，设计合理，可高效回收超临界干燥后产出的醇水混合物，并进行高浓度分离，分离后的无水乙醇浓度高，可直接作为置换液使用，分离后的水亦可用于溶胶生产的水解反应，有助于降低制备成本，保护生态环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及气凝胶生产应用领域，特别是一种气凝胶用醇水回收装置。
背景技术
气凝胶是在保持凝胶骨架结构完整的情况下，将凝胶内溶剂干燥后的产物，其是一种具有纳米多孔结构的非晶态低密度材料。二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料，被誉为“改变世界的神奇材料”。
现下，硅气凝胶的制备多是使用单一法制备，在进行超临界干燥前，需使用无水乙醇对凝胶中的溶剂进行置换，将其中的水置换出来，以降低在超临界干燥产生的毛线管力；一般置换后，都会存在一定的水分残留，导致超临界干燥后回收的液体中存在部分水分，此种液体为醇水混合物，无法直接再次用于置换液使用，为此需进行醇水分离。
然而现下使用的醇水分离设备分离出的无水乙醇，并不能完全适用与高性能硅气凝胶的生产（水含量较大，或者说高性能硅气凝胶对置换液（无水乙醇）的浓度要求较高，最好为99.5%以上）。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题，本实用新型公开了一种气凝胶用醇水回收装置。
具体的技术方案如下：
一种气凝胶用醇水回收装置，包括补热器、乙醇脱水塔、分子筛、冷凝器、缓存罐、分离罐、水中转箱和无水乙醇中转箱，其特征在于，所述补热器与乙醇脱水塔的气相进口相连，所述乙醇脱水塔的气相出口与分子筛相连，所述分子筛包括第一出口和第二出口，所述第一出口连接冷凝器，所述第二出口连接补热器；
所述冷凝器一侧连接真空泵，其出口连接缓存罐；所述分离罐内设有隔板和内筒，所述隔板和内筒将分离罐内部分隔为3个腔室，分别为2个第一腔室和2个第二腔室，所述第一腔室为分离罐内壁、隔板和内筒外壁之间的腔室，所述第二腔室为内筒内部腔室；分离罐上端设有进液管，所述进液管的数量为2个，2个进液管分别连通2个第一腔室，2个进液管通过第一三通管相连，所述第一三通管与缓存罐的出口连通，其上设有三通分流阀；
所述分离罐下端设有出液管，所述出液管的数量为2个，2个出液管分别连通2个第一腔室，并通过第二三通管相连，第二三通管与无水乙醇中转箱连通；
所述内筒与隔板焊接密封，其周边设有对称的半透膜，所述半透膜分别对应2个第一腔室；所述2个第一腔室内均设有液位传感器；内筒的下端设有出水管，所述出水管与乙醇脱水塔的液相出口连通，且一并连通水中转箱；
进一步的，所述液位传感器与三通分流阀电性交互，控制三通分流阀开闭，并改变供给方向；
进一步的，所述出液管上均设有电磁阀，所述电磁阀与对应第一腔室内的液位传感器电性交互，由液位传感器控制开闭。
进一步的，所述内筒的下端设有出水管。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提出的一种气凝胶用醇水回收装置，包括补热器、乙醇脱水塔、分子筛、冷凝器、缓存罐、分离罐、水中转箱和无水乙醇中转箱，依次相连，其中，分子筛的第二出口连接补热器，分离罐内设有隔板和内筒，隔板和内筒将分离罐内部分隔为3个腔室，分离罐上设进液管、出液管和液位传感器，内筒上设半透膜，进液管上连接三通，并由三通分流阀控制供给，出液管上设电磁阀，控制乙醇排出，本实用新型结构简单，设计合理，可高效回收超临界干燥后产出的醇水混合物，并进行高浓度分离，分离后的无水乙醇浓度高，可直接作为置换液使用，分离后的水亦可用于溶胶生产的水解反应，有助于降低制备成本，保护生态环境。
附图说明
图1为本实用新型示意图。
图2为分离罐截面图。
图3为分离罐内部俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。
如图所示的一种气凝胶用醇水回收装置，包括补热器1、乙醇脱水塔2、分子筛3、冷凝器4、缓存罐5、分离罐6、水中转箱7和无水乙醇中转箱8，其特征在于，所述补热器1与乙醇脱水塔2的气相进口A相连，所述乙醇脱水塔2的气相出口B与分子筛3相连，所述分子筛3包括第一出口C和第二出口D，所述第一出口C连接冷凝器4，所述第二出口D连接补热器1；
所述冷凝器4一侧连接真空泵9，其出口连接缓存罐5；所述分离罐6内设有隔板10和内筒11，所述隔板10和内筒11将分离罐6内部分隔为3个腔室，分别为2个第一腔室12和2个第二腔室13，所述第一腔室12为分离罐6内壁、隔板10和内筒11外壁之间的腔室，所述第二腔室13为内筒11内部腔室；分离罐6上端设有进液管14，所述进液管14的数量为2个，2个进液管14分别连通2个第一腔室12，2个进液管14通过第一三通管15相连，所述第一三通管15与缓存罐5的出口E连通，其上设有三通分流阀16；
所述分离罐6下端设有出液管17，所述出液管17的数量为2个，2个出液管17分别连通2个第一腔室12，并通过第二三通管18相连，第二三通管18与无水乙醇中转箱8连通；
所述内筒11与隔板10焊接密封，其周边设有对称的半透膜19，所述半透膜19分别对应2个第一腔室12；所述2个第一腔室12内均设有液位传感器20；内筒11的下端设有出水管21，所述出水管21与乙醇脱水塔2的液相出口E连通，且一并连通水中转箱7；
进一步的，所述液位传感器20与三通分流阀16电性交互，控制三通分流阀16开闭，并改变供给方向；
进一步的，所述出液管17上均设有电磁阀22，所述电磁阀22与对应第一腔室12内的液位传感器20电性交互，由液位传感器20控制开闭。
原理如下：
凝胶在进行超临界干燥时，排除的醇水混合物（蒸汽）在补热器中补热后，送入乙醇脱水塔（乙醇脱水塔的数量可以为多个，串联使用），脱出水分，醇水蒸汽（低浓度，乙醇浓度约在70%~75%）自气相出口排除，进入分子筛，得到高浓度乙醇蒸汽（浓度在85%~90%）和低浓度乙醇蒸汽（极低），其中，低浓度乙醇蒸汽（极低）自第二出口进入补热器补热，重新进入乙醇脱水塔脱水，高浓度乙醇蒸汽（浓度在85%~90%）则自第一出口进入冷凝器，冷凝成液态的无水乙醇（低浓度），最后进入分离器中，进行再提纯，得到高浓度无水乙醇（乙醇浓度在99%以上）；
其中，进入分离器的无水乙醇（低浓度），首先进入第一腔室，达到一定液位后，由液位传感器控制停止送液，进入第一腔室的无水乙醇（低浓度）通过内筒的半透膜，分离出水，水自内筒的出水管排除、收集；如果第一腔室内的液位长时间保持稳定，则表明醇水分离完毕，液位传感器控制电磁阀打开，将无水乙醇排出、收集，当液位传感器感应到第一腔室内无液体时，则控制三通分流阀注入醇水混合物，再次进行分离。
本实用新型提出的一种气凝胶用醇水回收装置，包括补热器、乙醇脱水塔、分子筛、冷凝器、缓存罐、分离罐、水中转箱和无水乙醇中转箱，依次相连，其中，分子筛的第二出口连接补热器，分离罐内设有隔板和内筒，隔板和内筒将分离罐内部分隔为3个腔室，分离罐上设进液管、出液管和液位传感器，内筒上设半透膜，进液管上连接三通，并由三通分流阀控制供给，出液管上设电磁阀，控制乙醇排出，本实用新型结构简单，设计合理，可高效回收超临界干燥后产出的醇水混合物，并进行高浓度分离，分离后的无水乙醇浓度高，可直接作为置换液使用，分离后的水亦可用于溶胶生产的水解反应，有助于降低制备成本，保护生态环境。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种气凝胶用醇水回收装置，包括补热器、乙醇脱水塔、分子筛、冷凝器、缓存罐、分离罐、水中转箱和无水乙醇中转箱，其特征在于，所述补热器与乙醇脱水塔的气相进口相连，所述乙醇脱水塔的气相出口与分子筛相连，所述分子筛包括第一出口和第二出口，所述第一出口连接冷凝器，所述第二出口连接补热器；
所述冷凝器一侧连接真空泵，其出口连接缓存罐；所述分离罐内设有隔板和内筒，所述隔板和内筒将分离罐内部分隔为3个腔室，分别为2个第一腔室和2个第二腔室，所述第一腔室为分离罐内壁、隔板和内筒外壁之间的腔室，所述第二腔室为内筒内部腔室；分离罐上端设有进液管，所述进液管的数量为2个，2个进液管分别连通2个第一腔室，2个进液管通过第一三通管相连，所述第一三通管与缓存罐的出口连通，其上设有三通分流阀；
所述分离罐下端设有出液管，所述出液管的数量为2个，2个出液管分别连通2个第一腔室，并通过第二三通管相连，第二三通管与无水乙醇中转箱连通；
所述内筒与隔板焊接密封，其周边设有对称的半透膜，所述半透膜分别对应2个第一腔室；所述2个第一腔室内均设有液位传感器；内筒的下端设有出水管，所述出水管与乙醇脱水塔的液相出口连通，且一并连通水中转箱。
2.如权利要求1所述的一种气凝胶用醇水回收装置，其特征在于，所述液位传感器与三通分流阀电性交互，控制三通分流阀开闭，并改变供给方向。
3.如权利要求1所述的一种气凝胶用醇水回收装置，其特征在于，所述出液管上均设有电磁阀，所述电磁阀与对应第一腔室内的液位传感器电性交互，由液位传感器控制开闭。
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