CN216419372U - 一种外置动态分离循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于固液分离设备技术领域，涉及一种外置动态分离循环系统，包括顺次连通形成悬浮液回路的反应釜、循环泵以及动态分离装置，所述动态分离装置包括一壳体及内置的至少一组动态膜组件，所述动态膜组件包括多个间隔设置且可使液体穿透表面进入内腔的中空膜片及依次贯穿连接各膜片且可被驱动装置驱动并转动连接在所述壳体上的中空转轴，各所述膜片与所述中空转轴连通，相邻两个膜片之间设有用以加强悬浮液紊流现象的扰流件；所述中空转轴开设至少一清液出口，所述清液出口连通至母液排出罐。本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、节能、分离效率及分离精度均提升的无滤饼外置动态分离循环系统。

Description

一种外置动态分离循环系统

技术领域

本实用新型属于固液分离设备技术领域，涉及一种外置动态分离循环系统。

背景技术

在化工、制药、材料、环保等行业涉及到微米及纳米级的固体催化剂反应和粉体的液相制备反应，在催化反应完成后需要分离回收催化剂，在粉体制备反应完成后需要进行固液分离，从母液中分离出粉体产品，进入后续的处理工段。

现有的分离设备包括板框压滤机、离心机、真空叶滤机等，因滤布精度较低，存在粉体穿滤的现象，导致回收负荷较重，并且分离设备效率低、占地面积大。

另外还有采用管式膜装置进行固液分离，虽然管式膜装置采用的是错流过滤，但是由于其能耗高，且设备运行一段时间之后，在固含量较高时还是容易发生堵塞，影响膜的通量，进而降低了分离效率。

实用新型内容

为了解决现有技术中固液分离设备分离精度低，存在粉体穿滤现象以及管式膜片易堵塞,降低了分离效率的缺陷，本实用新型提供了一种结构紧凑、节能、分离效率及分离精度均提升的无滤饼外置动态分离循环系统。

所采用的技术方案如下：

一种外置动态分离循环系统，其特征在于，包括顺次连通形成悬浮液回路的反应釜、循环泵以及动态分离装置，所述动态分离装置包括一壳体及内置的至少一组动态膜组件，所述动态膜组件包括多个间隔设置且可使液体穿透表面进入内腔的中空膜片及依次贯穿连接各膜片且可被驱动装置驱动并转动连接在所述壳体上的中空转轴，各所述膜片与所述中空转轴连通，相邻两个膜片之间设有用以加强悬浮液紊流现象的扰流件；所述中空转轴开设至少一清液出口，所述清液出口连通至母液排出罐。

进一步地，所述扰流件包括设置在相邻膜片之间的扰流片以及连接若干扰流片的连接件，所述连接件连接在所述壳体内壁上。

进一步地，还设有连通至所述清液出口的清液视镜和缓冲罐，所述缓冲罐上开设与反冲气源相连通的气源入口。

进一步地，所述驱动装置装设在所述壳体的一端且与所述中空转轴连接，所述壳体侧面开设与清洗源连通的清洗液进口以及底侧开设废水排尽口。

进一步地，所述清洗液进口与所述壳体上用于所述循环泵输入悬浮液的入口共用。

进一步地，所述膜片为中空盘状结构，所述膜片表面开设与膜片内腔相通的用于液体穿透所述膜片表面进入内腔的滤孔，滤孔直径为5nm-30μm；和/或；所述膜片为圆形结构，且所述膜片直径为50-2000mm。

进一步地，所述中空转轴为外径10-400mm，壁厚2-25mm的柱状结构。

进一步地，所述动态分离装置的容积为所述反应釜容积的0.02-0.5倍。

进一步地，所述中空转轴与所述壳体之间机械密封，且通过连轴或者皮带或者齿轮传动。

进一步地，所述反应釜内置有可旋转搅拌的搅拌装置。

进一步地，所述反应釜开设原料进口以及位于底侧连通至成品料储罐的成品料出口。

本实用新型的所述外置动态分离循环系统适用于液相法生成固体生成物或催化添加剂为细小颗粒物的固液分离场合。

本实用新型采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：

1)通过分体式配置的反应釜与动态分离装置，可分别对各设备进行控制与清洁，可依需实现不同系统内的组合配置，适用范围更广；同时，反应釜内反应空间利用率高，可一定程度提升产能；

2)通过一体转动装设于动态分离装置壳体内的动态膜组件，实现错流效应，清液经由膜片滤孔渗入中空转轴内腔，进而排出至母液排出罐，从而分离出固体颗粒物进入反应釜持续进行反应，其分离精度较高、节能，不易产生粉体穿滤现象，同时，该动态分离装置具有结构紧凑的优点，占地面积小；

3)通过相邻膜片之间增设的用以加强悬浮液紊流现象的扰流件，与旋转膜片相配合，确保分离过程中，固液相物质不断以对流或者错流方式接触，固体颗粒物不易沉积于膜片表面，无滤饼、无分离死角，维持膜片高通量持续使用，提升悬浮液分离效率。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例所述的一种外置动态分离循环系统的结构示意图。

图中标注符号的含义如下：

10-反应釜，11-原料进口，12-搅拌装置；20-循环泵；30-动态分离装置，31-电机，32-壳体，33-膜片，34-中空转轴，35-扰流件；40-缓冲罐；50-母液排出罐；60-成品料储罐；70-清洗源；80-反冲气源。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本申请中术语“及/或”为包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为一种外置动态分离循环系统的结构示意图，其主要包括通过管路依次连通形成悬浮液回路的反应釜10、循环泵20以及动态分离装置30。具体的，动态分离装置30的容积为反应釜10容积的0.02-0.5倍，悬浮液停留在动态分离装置30内的时间短，实现高效提固的同时不影响固体颗粒物的反应。

动态分离装置30可以为立式或者卧式设置，动态分离装置30包括壳体32及内置的动态膜组件，动态膜组件为一组或多组，其分别设有多个间隔设置且可使液体穿透表面进入内腔的中空膜片33及依次贯穿连接各膜片且可被电机31驱动并转动连接在壳体32上的中空转轴34，膜片33沿中空转轴34的轴向等间距布置。需要说明的是，中空转轴与壳体之间机械密封，且通过连轴或者皮带或者齿轮传动。

具体的，膜片33构造为中空盘状，其表面开设有与膜片内腔相通的滤孔，滤孔直径为5nm-30μm，膜片直径为50-2000mm。

各膜片分别与中空转轴34连通，中空转轴34上设有至少一清液出口，该清液出口与母液排出罐50连通。具体的，中空转轴34为外径10-400mm，壁厚2-25mm的柱状结构。

该实施方式中的动态分离装置30通过一体转动装设于动态分离装置壳体内的动态膜组件，实现错流效应，清液经由膜片滤孔渗入中空转轴内腔，进而汇集排出至母液排出罐，从而分离出固体颗粒物进入反应釜中持续进行反应，分离过程中，电机31驱动动态膜组件旋转，固液相物质不断以对流或者错流方式接触，颗粒物不易沉积于膜片33的表面，能够维持膜片高通量持续运行，无分离死角、无滤饼。

为了进一步提升动态分离装置中的膜通量，提升悬浮液分离效率及分离精度，本申请中的动态分离装置壳体内增设有扰流件35，具体的，扰流件35沿中空转轴34平行布置，包括设置在相邻膜片之间的扰流片以及连接若干扰流片的连接件，所述连接件连接在所述壳体32内壁上，较佳的，该连接件构造为环绕壳体壁面设于内侧的环壁，若干扰流片配置为基于环状壁面穿插伸入相邻膜片之间间隙的圆环。需要说明的是连接件可以为弧状壁面以及所述扰流片为扇片，在本实施例中不具体限定扰流片的具体形状，仅需扰流片位于相邻的两个膜片之间能够形成紊流的形式即可。

该实施方式中的扰流件35加强反应釜壳体内悬浮液的紊态，与旋转膜片相配合，确保分离过程中固体颗粒物均匀悬浮于混合溶液中。

在一较佳实施例中，还设有连通至清液出口的清液视镜和缓冲罐40，缓冲罐40开设与反冲气源80相连通的气源入口。原理说明为：在分离过程中，保持操作压差不变的条件下，当出清液通量下降时，设备需进行反冲洗，反冲气源控制阀打开，缓冲罐40中的清液在反冲气压推动下，通过中空转轴34从膜片33内侧向膜片表面渗透，通过反冲去除膜片表面的污染物质，维持膜片高通量运行，延长膜片使用寿命。

在另一较佳实施方式中，还包含水洗设备，壳体32设有开设于侧面的与水洗设备中清洗源70连通的清洗液进口以及开设于底侧的废水排尽口。该实施方式的使用时机在于经多次反冲过程，膜片清液通量未能有效恢复时，在批次生产间隙加清洗液对膜片进行清洗，清洗完成后的废液经废水排尽口外排，并利用纯水进行冲洗，避免残留清洗液对产品的污染。需要说明的是，所述清洗液进口可与壳体上用于所述循环泵输入悬浮液的入口共用。

此外，本申请的反应釜10内置有可旋转搅拌的搅拌装置12，其顶侧开设原料进口11以及底侧开设连通至成品料储罐60的成品料出口。具体的，该搅拌装置12包括搅拌桨及连接于搅拌桨中部与之联动的转轴，该转轴贯穿反应釜10釜顶的一端连接有驱动其旋转的电机。

下面以结合具体工艺具体说明该装置的使用：

配置反应原料溶液，并通过原料进口11加入到反应釜10中，控制反应釜10中的反应温度、pH值、搅拌速度等参数进行反应；当反应釜10中的液位达到指定液位时，循环泵20启动，通过循环泵20出口阀门自控调节动态分离装置30的进口压力，使得动态分离装置30的排母液量与反应釜10的进料流量一致，反应釜10中保持恒液位运行，反应母液经膜片33汇集，通过中空转轴34排出至母液排出罐50，浓缩后的固体颗粒物在扰流件35和旋转膜片33的共同作用下，均匀悬浮分布在动态分离装置30中，并通过浓液管回流至反应釜10中继续进行反应，随着分离过程的进行，反应釜10与动态分离装置30中的固含量逐渐增加，直至反应釜10中的固体物料满足规定的物化特性时，停止进料，反应结束，反应釜10中的物料卸至成品料储罐60，动态分离装置30经反冲洗清洗后进入下一批次生产。需要说明的是，本申请的外置动态分离循环系统运行于密闭、正压工作环境，可避免反应体系与外部空气环境相互接触，影响反应体系，污染环境。其中，固体物料的物化特性包括反应产物的粒径、振实密度、比表面积等，或者固体催化剂的活性等。

在上述反应与分离过程中，当动态分离装置膜片的清液通量下降至起始通量的80％时，通过反冲气源80的气体推动缓冲罐40中的母液清液回流，从膜片33内侧冲击其上的滤孔，进行反冲洗，膜片33的通量恢复至起始值的95％左右，维持膜片33以高通量运转；当反冲洗未完全恢复清液通量时，定期将动态分离装置30内的物料排尽，通过清洗液进口加入清洗源进行清洗。

具体的工艺流程中，所述动态分离装置30的母液清液排出流量为0-3000L/h，所述动态分离装置30的浓液回流量为0-500L/h，浓液回流流量小，对反应釜10内的稳态扰动较小，不影响反应的进行，以及产物颗粒尺寸的均一性；控制动态分离装置30内的温度为0-150℃，pH为0-14以及压力为0-5bar；动态分离装置30中的固含量为0-70％；反应釜10中固体浓度控制为0-1000g/L。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种外置动态分离循环系统，其特征在于，包括顺次连通形成悬浮液回路的反应釜、循环泵以及动态分离装置，所述动态分离装置包括一壳体及内置的至少一组动态膜组件；

所述动态膜组件包括多个间隔设置且可使液体穿透表面渗入内腔的中空膜片及依次贯穿连接各膜片且可被驱动装置驱动并转动连接在所述壳体上的中空转轴，各所述膜片与所述中空转轴连通，相邻两个膜片之间设有用以加强悬浮液紊流现象的扰流件；

所述中空转轴开设至少一清液出口，所述清液出口连通至母液排出罐。

2.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述扰流件包括设置在相邻膜片之间的扰流片以及连接若干扰流片的连接件，所述连接件连接在所述壳体内壁上。

3.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，还设有连通至所述清液出口的清液视镜和缓冲罐，所述缓冲罐上开设与反冲气源相连通的气源入口。

4.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述驱动装置装设在所述壳体的一端且与所述中空转轴连接，所述壳体侧面开设与清洗源连通的清洗液进口以及底侧开设废水排尽口。

5.根据权利要求4所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述清洗液进口与所述壳体上用于所述循环泵输入悬浮液的入口共用。

6.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述膜片为中空盘状结构，所述膜片表面开设与膜片内腔相通的用于液体穿透所述膜片表面渗入内腔的滤孔，滤孔直径为5nm-30μm；和/或；

所述膜片为圆形结构，且所述膜片直径为50-2000mm。

7.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述中空转轴为外径10-400mm，壁厚2-25mm的柱状结构。

8.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述动态分离装置的容积为所述反应釜容积的0.02-0.5倍。

9.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述中空转轴与所述壳体之间机械密封，且通过连轴或者皮带或者齿轮传动。

10.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述反应釜内置有可旋转搅拌的搅拌装置。

11.根据权利要求1所述的一种外置动态分离循环系统，其特征在于，所述反应釜开设原料进口以及位于底侧连通至成品料储罐的成品料出口。

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