專利名稱：：多池式靜電準(zhǔn)液膜分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種從水溶液中提取特定溶質(zhì)的分離裝置，具體說(shuō)來(lái)是一種多池式靜電準(zhǔn)液膜分離裝置。液膜分離方法是六十年代中期發(fā)展起來(lái)的一種新型分離技術(shù)。與溶劑萃取技術(shù)一樣，它也是由萃取和反萃取兩個(gè)過(guò)程組成，但是，萃取和反萃取兩個(gè)過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的。這就打破了溶劑萃取過(guò)程所固有的萃取平衡。液膜的這種非平衡特征，使得所需的分離級(jí)數(shù)少，并節(jié)省了試劑的消耗量。依據(jù)中國(guó)專利86101730.7“靜電式準(zhǔn)液膜分離方法及其裝置”介紹，靜電式準(zhǔn)液膜是根據(jù)液膜萃取和反萃取在非平衡狀態(tài)下同時(shí)進(jìn)行的原理，結(jié)合靜電相分散技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的。該技術(shù)避免了乳化液膜法中的制乳與破乳步驟，使得分離過(guò)程簡(jiǎn)化，并且易于連續(xù)化操作。在這一技術(shù)中，用孔板、電極取代了支承液膜法中的支承膜，降低了分離過(guò)程中的傳質(zhì)阻力，提高了傳質(zhì)速率。但是，該發(fā)明只是提供了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的原理性雙池式分離裝置，而孔板、電極還有不足之處。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的多池式靜電準(zhǔn)液膜分離裝置。為達(dá)到本發(fā)明目的可采取下述方案采用中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?9220196.7“靜電式準(zhǔn)液膜分離裝置中的組合式擋板-電極組件”(以下簡(jiǎn)稱組合式擋板-電極組件)，隔水板將反應(yīng)槽的下部分隔成依次相鄰的萃取澄清池和反萃澄清池;組合式擋板-電極組件將反應(yīng)槽的上部分隔成依次相鄰的萃取池和反萃池。反應(yīng)槽兩側(cè)上端面鑲嵌有高壓匯流條和接地匯流條，用金屬螺釘將高壓匯流條與組合式擋板-電極組件的奇數(shù)組件繞組上的接線片連接并與電源連接;用金屬螺釘將接地匯流條與組合式擋板-電極組件的偶數(shù)組件繞組上的接線片連接并接地;反應(yīng)槽上設(shè)有料液分配總管和分配到各萃取池上方的料液支管并由其下面的噴水嘴將料液噴淋到各萃取池上;并設(shè)有反萃液分配總管和分配到各反萃池上方的反萃液支管并由其下面的噴水嘴將反萃液噴淋到各反萃池上。萃余液分別從各萃取澄清池底部匯流到萃余液排出總管，并通過(guò)軟導(dǎo)管在一定高度以自流方式排出;濃縮液分別從各反萃澄清池底部匯流到濃縮液排出總管，并通過(guò)軟導(dǎo)管在一定高度以自流方式排出，分別調(diào)整調(diào)節(jié)支架來(lái)調(diào)節(jié)軟導(dǎo)管的高度來(lái)控制各萃取池和各萃取澄清池、各反萃池和各反萃澄清池的油水混合液界面的高度;調(diào)節(jié)支架固定在反應(yīng)槽上，反應(yīng)槽兩側(cè)面相對(duì)應(yīng)的位置上有距離相等的凹槽，隔水板沿其凹槽裝入反應(yīng)槽與其底部及兩側(cè)面粘接牢固，相應(yīng)的組合式擋板-電極組件沿其凹槽插入反應(yīng)槽中，其下部人字形斜槽與隔水板上部人字形斜面相吻合。組合式擋板-電極組件上的人字形斜槽為其兩側(cè)連續(xù)油相的自由流動(dòng)提供了通道，而人字形斜槽上的落差有效地防止了其兩側(cè)的分散水相越過(guò)斜槽相混合。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)所需分離級(jí)數(shù)少，試劑消耗量少，而且快速、高效、節(jié)能和操作簡(jiǎn)便。(2)組合式擋板-電極組件上的人字形斜槽使得各萃取池油相中的金屬絡(luò)合物均可沿左右兩個(gè)方向越過(guò)斜槽而擴(kuò)散到鄰近的兩個(gè)反萃池中;同樣，各反萃池油相中被再生的萃取劑亦可雙向越過(guò)斜槽而擴(kuò)散到鄰近的兩個(gè)萃取池中，所以本裝置中油相金屬絡(luò)合物從萃取池向反萃池及油相中萃取劑從反萃池向萃取池?cái)U(kuò)散的路程均縮短一倍，提高了提取速率。(3)可根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)際處理量的要求，靈活地調(diào)整裝置的處理能力。(4)采用插件形式，因此組合式擋板-電極組件的安裝、更換及維修都很方便。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1為裝置結(jié)構(gòu)圖，其中1為反應(yīng)槽，2為組合式擋板-電極組件，3為萃取池，4為反萃池，5為隔水板，6為萃取澄清池，7為反萃澄清池，8為濃縮液排出總管，9為軟導(dǎo)管，10為萃余液排出總管，11為調(diào)節(jié)支架，12為軟導(dǎo)管，13為調(diào)節(jié)支架，14為反萃液進(jìn)口，15為反萃液分配總管，16為料液進(jìn)口，17為反萃液支管，18為料液分配總管，19為料液支管，20為高壓匯流條，21為反應(yīng)槽蓋，22為凹槽，23為噴水嘴，24為料液支管噴水嘴，25為金屬螺釘，26為接地匯流條。圖2為裝置流程示意圖，圖中表示了反應(yīng)槽1中的萃取與反萃取基本單元的排列方式，供料系統(tǒng)與排料系統(tǒng)的走向和高壓供電系統(tǒng)的引線方式。根據(jù)圖1，反應(yīng)槽1兩側(cè)面相對(duì)應(yīng)的位置上有距離相等的凹槽22，隔水板5沿其凹槽22裝入反應(yīng)槽1與其底部及兩側(cè)面粘接牢固，防止隔水板5兩側(cè)的水相互串，隔水板5將反應(yīng)槽1的下部分隔成依次相鄰的萃取澄清池6和反萃澄清池7。組合式擋板-電極組件2沿其凹槽22插入反應(yīng)槽1中，其下部人字形斜槽與隔水板5上部人字形斜面相吻合，組合式擋板-電極組件2將反應(yīng)槽1的上部分隔成依次相鄰的萃取池3和反萃池4。組合式擋板-電極組件2上的人字形斜槽為其兩側(cè)連續(xù)油相的自由流動(dòng)提供了通道，而人字形斜槽上的落差有效地防止了其兩側(cè)的分散水相越過(guò)斜槽相混合。為防止組合式擋板-電極組件2兩側(cè)的分散水相沿反應(yīng)槽1兩側(cè)面滲漏，反應(yīng)槽1兩側(cè)面上的凹槽22的深度為5～8mm。反應(yīng)槽1兩側(cè)上端面鑲嵌有高壓匯流條20和接地匯流條26，用金屬螺釘25將高壓匯流條20與組合式擋板-電極組件2的奇數(shù)組件繞組上的接線片連接并與電源連接。用金屬螺釘25將接地匯流條26與組合式擋板-電極組件2的偶數(shù)組件繞組上的接線片連接并接地。反應(yīng)槽1上設(shè)有料液分配總管18和分配到各萃取池3上方的料液支管19，料液從料液進(jìn)口16進(jìn)入料液分配總管18，再分流到各料液支管19并由其下面的噴水嘴24將料液均勻地噴淋到各萃取池3上，噴水嘴24的孔徑為0.2～0.6mm;并設(shè)有反萃液分配總管15和分配到各反萃池4上方的反萃液支管17，反萃液從反萃液進(jìn)口14進(jìn)入反萃液分配總管15，再分流到各反萃液支管17并由其下面的噴水嘴23將反萃液均勻地噴淋到各反萃池4上，噴水嘴23的孔徑為0.2～0.3mm。萃余液分別從各萃取澄清池6底部匯流到萃余液排出總管10，并通過(guò)軟導(dǎo)管12在一定高度以自流方式排出。濃縮液分別從各反萃澄清池7底部匯流到濃縮液排出總管8，并通過(guò)軟導(dǎo)管9在一定高度以自流方式排出。用調(diào)節(jié)支架13來(lái)調(diào)整軟導(dǎo)管12的高度，以控制各萃取池3和各萃取澄清池6的油水混合液界面的高度。用調(diào)節(jié)支架11來(lái)調(diào)整軟導(dǎo)管9的高度，以控制各反萃池4和各反萃澄清池7的油水混合液界面的高度，從而防止水相液面上升至電場(chǎng)內(nèi)而造成短路或有機(jī)相料液從軟導(dǎo)管9或12流出。實(shí)施例從水溶液中提取鈷(Co2+)，含Co2+料液初始pH值為6.5，反萃液為2N鹽酸，有機(jī)相為含10%(體積)2-乙基己基膦酸單(2-乙基己基)酯(萃取劑)的加氫煤油，電場(chǎng)施加電壓為3.4KV。裝置為20池反應(yīng)槽。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表表</tables>反應(yīng)槽和隔水板的材料為有機(jī)玻璃或聚氯乙烯;高壓匯流條，接地匯流條和金屬螺釘?shù)牟牧蠟殁伝虿讳P鋼。權(quán)利要求1.一種多池式靜電準(zhǔn)液膜分離裝置，由反應(yīng)槽1，組合式擋板-電極組件2，隔水板5，反應(yīng)槽蓋21所構(gòu)成，其特征在于隔水板5將反應(yīng)槽1的下部分隔成依次相鄰的萃取澄清池6和反萃澄清池7；組合式擋板-電極組件2將反應(yīng)槽1的上部分隔成依次相鄰的萃取池3和反萃池4，反應(yīng)槽1兩側(cè)上端面鑲嵌有高壓匯流條20和接地匯流條26，用金屬螺釘25將高壓匯流條20與組合式擋板-電極組件2的奇數(shù)組件繞組上的接線片連接并與電源連接；用金屬螺釘25將接地匯流條26與組合式擋板-電極組件2的偶數(shù)組件繞組上的接線片連接并接地，反應(yīng)槽1上設(shè)有料液分配總管18和分配到各萃取池3上方的料液支管19并由其下面的噴水嘴24將料液噴淋到各萃取池3上，并設(shè)有反萃液分配總管15和分配到各反萃池4上方的反萃液支管17并由其下面的噴水嘴23將反萃液噴淋到各萃池4上，反應(yīng)槽1下部的萃余液分別從各萃取澄清池6底部匯流到萃余液排出總管10，并通過(guò)軟導(dǎo)管12在一定高度以自流方式排出，濃縮液分別從各反萃澄清池7底部匯流到濃縮液排出總管8并通過(guò)軟導(dǎo)管9在一定高度以自流方式排出，分別調(diào)整調(diào)節(jié)支架13、11來(lái)調(diào)節(jié)軟導(dǎo)管12、9的高度來(lái)控制各萃取池3和各萃取澄清池6，各反萃池4和各反萃澄清池7的油水混合液界面的高度，調(diào)節(jié)支架11、13固定在反應(yīng)槽1上，隔水板5沿反應(yīng)槽1兩側(cè)面上凹槽22裝入反應(yīng)槽1與其底部及兩側(cè)面粘接牢固；組合式擋板-電極組件2沿凹槽22插入反應(yīng)槽1中，其下部人字形斜槽與隔水板5上部人字形斜面相吻合。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)槽1兩側(cè)面上的凹槽22深度為5～8mm。3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述的料液支管19上的噴水嘴24的孔徑為0.2～0.6mm;反萃液支管17上的噴水嘴23的孔徑為0.2～0.3mm。4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的反應(yīng)槽1、隔水板5的材料為有機(jī)玻璃或聚氯乙烯。5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的高壓匯流條20，接地匯流條26，金屬螺釘25的材料為鈦或不銹鋼。全文摘要本發(fā)明公開了一種多池式靜電準(zhǔn)液膜分離裝置其特征在于由擋水板將反應(yīng)槽下部分隔成依次相鄰的萃取澄清池和反萃澄清池；由組合式擋板-電極組件將反應(yīng)槽上部分隔成依次相鄰的萃取池和反萃池。本裝置具有溶質(zhì)橫向擴(kuò)散路程短，所需分離級(jí)數(shù)少，試劑消耗量少，快速，高效，節(jié)能，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，適用于分離、純化與濃縮水溶液中的特定溶質(zhì)。文檔編號(hào)B01D11/04GK1058350SQ9010472公開日1992年2月5日申請(qǐng)日期1990年7月26日優(yōu)先權(quán)日1990年7月26日發(fā)明者顧忠茂,金蘭瑞,管宗洲,孫禮明,徐素珍,薛素靜申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院