專利名稱：液體的分離的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體的分離，特別是涉及對(duì)特定的包括有液體/液體接觸器和液體分離器的溶劑萃取系統(tǒng)的改進(jìn)操作。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種將第一種液體和第二種液體從二者的混合物或懸浮液中分離的方法，方法中還包括對(duì)混合物或懸浮液施加高頻電磁場(chǎng)的步驟。
所說的電磁場(chǎng)是一個(gè)單相或多相的電磁場(chǎng)。
第一種液體可能是相對(duì)好的導(dǎo)體而第二種導(dǎo)體可能是相對(duì)差的導(dǎo)體，例如絕緣體。舉例來說，第一種液體可能是水或水溶液。第二種液體可能是有機(jī)液體，比如說有機(jī)溶劑、燃料、油、脂肪等。
根據(jù)本發(fā)明中的液體分離方法，施加電磁場(chǎng)的步驟可以和其它如重力效應(yīng)等分離液體步驟結(jié)合使用。
本發(fā)明的原理是施加的電磁場(chǎng)誘發(fā)第一種液體產(chǎn)生了類似于MHD效應(yīng)(磁流體動(dòng)力學(xué))的渦流電流，因此第一種液體變成了荷載電流的導(dǎo)體而且產(chǎn)生一種有利于分離過程的作用力。
符合要求的施加的電磁場(chǎng)的頻率要大于5KHz，最好能大于10KHz。所用的頻率例如是50-500KHz。
理想地，施加的電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的每單位體積的作用力大到大于兩種液體密度的差值，但又不足以大到使其中產(chǎn)生的熱量可使兩者之中任何一種液體沸騰。
在本發(fā)明方法的第一個(gè)例子中，本發(fā)明的分離過程可以是一個(gè)溶劑萃取混合澄清器 過程中的一部分，在該過程中第一種液體包括第一種溶劑例如一種水溶液，舉例為硝酸與第二種液體包括第二種溶劑例如有機(jī)溶劑接觸，因而溶解于第一種液體中并待從中除去的化學(xué)物質(zhì)，由于更優(yōu)先溶解于第二種液體中而被從第一種液體中萃取出來。例如從一種含水溶液，例如無機(jī)酸溶液，例如硝酸的后處理核燃料中回收金屬物質(zhì)如錒類元素，可用一種有機(jī)溶劑如二丁氧基二乙基醚萃取。這二種液體以后就可通過重力效應(yīng)以發(fā)生不同的沉降速率而分離為兩層。用已知的方法就不能分離密度相同的含水溶液和溶劑。但根據(jù)本發(fā)明通過使用施加的電磁場(chǎng)這類液體就可分離了。當(dāng)這兩種液體的密度不同時(shí)，所加的磁場(chǎng)可與分離液體的重力效應(yīng)結(jié)合使用，由此減少這兩種液體在分離這些液體的澄清器中的停留時(shí)間。
在本發(fā)明方法的第二個(gè)例子中，本方法可以是用于將水或水樣的物質(zhì)從含有它們的燃料油中分離出來的方法。例如，可以從含有水微滴的航空汽油中將水微滴分離出來。分離過程可以在管道或器血或其它適合這兩種液體的容器中進(jìn)行。當(dāng)分離過程在管道中進(jìn)行時(shí)，沿著油/水懸浮液所前進(jìn)的管道，所加的磁場(chǎng)可足以使水微滴的前進(jìn)受到阻滯或停頓下來，從而使水微滴在所用磁場(chǎng)附近收集并得到分離。
在本發(fā)明進(jìn)一步的例子中，本方法可包括對(duì)溶劑萃取方法的一項(xiàng)改進(jìn)，即應(yīng)用脈沖柱。在一個(gè)已知應(yīng)用這類柱子的過程中，一種水溶液和一種有機(jī)溶液在包含有一系列多孔板的柱子中接觸。水溶液的微滴由穿孔而形成，并且通過柱子下落與沿柱子上升的有機(jī)溶劑接觸。一般對(duì)上升的有機(jī)液體應(yīng)用機(jī)械或氣動(dòng)脈沖，而使混合相振蕩通過穿孔時(shí)形成合適的水相微滴，從而在第一種和第二種液體之間進(jìn)行合適的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。溶解在一種液體中的化學(xué)物質(zhì)，例如金屬離子在轉(zhuǎn)移到其它液體中之后便可得到分離。根據(jù)本發(fā)明而應(yīng)用電磁場(chǎng)后，由作用于含水液體的作用力而使這種液體振蕩，從而有助于在有或沒有傳統(tǒng)的機(jī)械或氣動(dòng)脈沖能量下的物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程。施加的電磁場(chǎng)可在柱子的局部部位使用，例如在接近一個(gè)或多個(gè)穿孔板的部位使用，從而可以避免了在現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)整個(gè)液體的振蕩的必要性。
施加的電磁場(chǎng)可以基本上沿整個(gè)柱子長(zhǎng)度交替使用。施用的電磁場(chǎng)最好以脈沖形式使用，例如脈沖頻率是0.1-10Hz傳號(hào)/空號(hào)比(mark/space ratio)是1/10-3/1。
在另外一個(gè)已知使用這類柱子的方法中，一種水溶液和一種有機(jī)液體在一個(gè)含有一系列穿孔板的柱子中一起接觸。有機(jī)溶液的微滴由穿孔形成并沿柱子上升與沿柱子下落的水溶液接觸。一般對(duì)下落的水溶液使用機(jī)械的或氣動(dòng)脈沖使混合相振蕩通過穿孔時(shí)形成合適的有機(jī)相微滴從而在第一相和第二相之間進(jìn)行合適的物質(zhì)轉(zhuǎn)移。溶解在一種液體中的化學(xué)物質(zhì)，例如金屬離子在從一種液體轉(zhuǎn)移到另一種液體之后可得到分離。根據(jù)本發(fā)明而施用的電磁場(chǎng)由作用于該種液體上的作用力而使含水液體產(chǎn)生振蕩，從而有利于用或不用傳統(tǒng)的機(jī)械或氣動(dòng)脈沖能量的物質(zhì)分離過程。
在本發(fā)明方法中施用的電磁場(chǎng)可由已知的方法提供，例如由合適的高頻振蕩器提供的以交流電為電源的線圈。對(duì)線圈所供的電源的大小和頻率取決于本發(fā)明的用途。但一般來說所要求的電磁場(chǎng)要適于使第一種液體相對(duì)于第二種液體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。但又不能使兩種液體過熱例如沸騰。
本發(fā)明的實(shí)施方案將以實(shí)例形式并參考附圖予以介紹，其中

圖1是一個(gè)說明利用施加了高頻電磁場(chǎng)的混合-澄清器溶劑萃取過程的工藝流程簡(jiǎn)圖。
圖2是一個(gè)應(yīng)用施加了高頻電磁場(chǎng)的脈沖柱溶劑萃取過程的側(cè)視垂直剖面圖。
在圖1中，流入的溶劑液流通過入口3和5進(jìn)入混合器。入口3提供有機(jī)溶劑相物料而入口5提供水相物料。這兩相液體在混合器1中接觸和振蕩，溶解在其中一相中的物質(zhì)比如溶于水相中的錒系元素就可從一相轉(zhuǎn)移到另一相中?；旌舷嘟M(jìn)入分離器7使兩相液體可以重新得到澄清。
高頻電磁場(chǎng)由環(huán)繞分離器7的線圈9提供，該電磁場(chǎng)幫助兩相以上面所介紹的方式在分離器7中的分離，以便在分離器7中形成兩層，較輕層8含有有機(jī)相，較重層10含有水相。接著不同的液相分別由出口11和13提取并按已知的方法處理。
圖2中脈沖溶劑萃取柱15包括上部的澄清器17和底部的澄清器19及中間的柱體18。柱體包括一系列沿其長(zhǎng)度方向逐級(jí)排列的穿孔板20。含水物料溶液由上部澄清器17的入口21和柱體19中部的入口23引入。從入口23引入的物料包含要從它們所包含的溶液中除去的已溶解的化學(xué)物質(zhì)(如包含有硝酸溶液中的錒類元素)。有機(jī)溶劑物料由入口25引入底部的澄清器19。
在使用時(shí)，含水物料在柱子15中下落通過穿孔板20時(shí)形成微滴，而且水相與做為流動(dòng)相沿柱子15上升的有機(jī)相接觸。線圈27給臨近的所選擇的板20(或所有的板20)每個(gè)都提供高頻電磁場(chǎng)，以使水相微滴以上面所介紹的方式形成脈沖而有利于不同液相的接觸。溶解在水相中的物質(zhì)在柱子15中轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，而且這類有機(jī)相在上部的澄清器17的出口29處以產(chǎn)品的形式收集。水相產(chǎn)品(叫萃余液)在底部的澄清器19的出口31處收集。
權(quán)利要求
1.一種從兩種液體的混合物或懸浮液中將第一種液體和第二種液體分離的方法，第一種液體有比第二種液體高得多的導(dǎo)電性，該方法中包括了對(duì)混合物或懸浮液施加高頻電磁場(chǎng)的步驟。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所說的電磁場(chǎng)是單相或多相的電磁場(chǎng)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中第一種液體是導(dǎo)體而第二種液體是絕緣體。
4.權(quán)利要求3的方法，并且其中第一種液體是水或水溶液而第二種液體是有機(jī)液體。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中施加電磁場(chǎng)的步驟可與一種或多種其它的步驟相結(jié)合，用于液體的分離。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)方法，其中所用的電磁場(chǎng)的頻率大于5KHz。
7.權(quán)利要求6的方法，其中施用的頻率是50KHz-500KHz。
8.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中施用的電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的每單位體積的作用力足以大于第一種和第二種液體之間的密度差值，但又不足以大到使其中所產(chǎn)生的熱量可使兩種液體當(dāng)中的任何一種沸騰。
9.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中的方法包括一種溶劑萃取過程的操作，在操作中液相互相接觸以將化學(xué)物質(zhì)從一種液體萃取到另一種液體中、然后分離，并且所說的電磁場(chǎng)是在分離階段施加的。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所說的溶劑萃取方法包括混合-澄清器的使用，并且在澄清器階段使用電磁場(chǎng)。
11.權(quán)利要求9的方法，其中的溶劑萃取方法包括脈沖柱的使用，并且施用的電磁場(chǎng)被用于使液體產(chǎn)生脈沖。
12.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中的方法用于將水從航空汽油中分離出來。
13.權(quán)利要求1的方法，并且基本上相同于上文所介紹并參考附圖的任何一種方法。
全文摘要
一種從兩種液體的混合物或懸浮液中將兩種液體分離的方法，第一種液體具有比第二種液體高得多的導(dǎo)電性，該方法還包括對(duì)混合物或懸浮液施加高頻電磁場(chǎng)的步驟。
文檔編號(hào)B03C1/23GK1142783SQ9419493
公開日1997年2月12日 申請(qǐng)日期1994年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月10日
發(fā)明者G·H·貝利 申請(qǐng)人:英國(guó)核子燃料公司