專利名稱：一種過濾方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種固液分離的方法，更具體地說是關(guān)于一種過濾方法。
在工業(yè)過程，特別是催化劑制備過程中，常常需要對固液進(jìn)行分離，過濾是進(jìn)行固液分離的最有效、最常用的方法之一。
最常用的過濾裝置是錐形漏斗，此外，還有由一個(gè)漏斗和一個(gè)抽濾瓶組成的過濾裝置。在對固液進(jìn)行分離時(shí)，在漏斗中放置一塊濾紙或?yàn)V布，液體通過虹吸作用、重力作用和/或壓力差作用自上而下透過濾紙，而固體則保留下來。工業(yè)上通常采用板框式壓濾機(jī)和葉式(滾筒)過濾機(jī)。
采用現(xiàn)有的過濾方法進(jìn)行過濾時(shí)，由于重力和/或壓力差的作用，固體迅速沉降，在濾紙或?yàn)V布上形成一層致密的固體層，隨著時(shí)間的延長，固體層越來越厚，使液體通過越來越難，而使過濾效率越來越低。特別是對于細(xì)小顆粒的過濾，除了效率低下外，還容易發(fā)生穿濾，跑漏現(xiàn)象，造成固體產(chǎn)物的收率降低。工業(yè)上，每臺(tái)過濾機(jī)均需數(shù)人操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大?，F(xiàn)有的過濾方法的另外一個(gè)缺點(diǎn)是只能采取異位過濾的方法，即必須將欲過濾的漿液間斷或不間斷地移到過濾裝置中，然后再將固體取回，打漿再移至過濾裝置中，如果固體需多次洗滌，勞動(dòng)強(qiáng)度更大。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有過濾方法過濾效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大的缺點(diǎn)，提供一種過濾效率較高，勞動(dòng)強(qiáng)度較小的過濾方法。
本發(fā)明提供的過濾方法包括將一種過濾裝置放置于一種含有固體和液體的漿液上，用虹吸作用或壓力差的作用將液體吸出，所述過濾裝置包括一個(gè)漏斗1，一個(gè)管2和一個(gè)密閉的中空部分3，管2與漏斗1相通，中空部分3不與漏斗1和管2相通，漏斗1的下口用濾紙或?yàn)V布密封。所述過濾裝置如

圖1所示。
按照本發(fā)明提供的過濾方法進(jìn)行過濾時(shí)，按如圖2所示，將過濾裝置置于欲過濾的漿液中，在虹吸作用或壓力差的作用下，液體透過濾紙或?yàn)V布進(jìn)入管2中流出，固體則保留下來。隨液面下降，過濾裝置同步下降，直至將漿液中的液體全部濾出。
其中，中空部分的作用是提供浮力，使過濾裝置不下沉至漿液的底部。所述中空部分的體積由下式?jīng)Q定ρV≥m，式中。ρ為欲過濾漿液的密度，V為中空部分的體積，m為整個(gè)過濾裝置的質(zhì)量。所述中空部分在過濾裝置中的位置可以是任意的，但是優(yōu)選在整個(gè)過濾裝置的上部。
漏斗1的形狀可以是任意的形狀，可根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)。它既可以是規(guī)則的形狀，如錐形、圓筒形，也可以是不規(guī)則的形狀。其截面可以是規(guī)則的形狀，如圓形、橢圓形、多邊形，環(huán)形，也可以是不規(guī)則的形狀。
管2的作用是導(dǎo)出濾出的液體，它可以全部由軟管或全部由硬管組成，管的長度可根據(jù)盛有欲過濾的漿液的容器和盛濾液的容器間的距離而定。優(yōu)選情況下，所述管2由至少一段硬管和至少一段軟管組成，其中的一段硬管與漏斗1相連，該硬管的長度根據(jù)盛濾液的容器大小及欲過濾的漿液中的固體含量而定。一般來說，硬管的長度不小于盛有欲過濾的漿液的容器高度與過濾完畢后剩余固體的厚度之差。其上限則根據(jù)方便的原則及操作空間大小而定。
本發(fā)明提供的方法可以對靜止的漿液進(jìn)行過濾，也可以對被攪動(dòng)的漿液進(jìn)行過濾，當(dāng)溶液被攪動(dòng)時(shí)，如過濾裝置不被固定在一定范圍內(nèi)，則容易造成傾覆，或者發(fā)生漂移，與攪拌器發(fā)生碰撞。硬管的作用即是用來防止過濾裝置的漂移。在使用時(shí)，將硬管套在一個(gè)內(nèi)徑不小于硬管外徑的環(huán)狀物4中，并將環(huán)狀物4固定，這樣就可以避免過濾裝置在漿液中發(fā)生傾覆和漂移。因此，在更為優(yōu)選的情況下，本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置中，所述管2由至少一段硬管和至少一段軟管組成，其中，一段硬管與漏斗1相連，該硬管套在一個(gè)內(nèi)徑大于硬管外徑的環(huán)狀物4中，圖3給出了該過濾裝置安放在盛欲過濾漿液的容器9上的示意圖。
按照本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案，所述管2由一段軟管和一段硬管組成，所述硬管與漏斗1相連并且套有一個(gè)內(nèi)徑大于硬管外徑的環(huán)狀物4中，并且，所述管2的出口與一個(gè)密閉的容器5相連，該容器5還與一個(gè)能降低容器5中壓力的裝置6相連，圖4給出了該過濾裝置安放在盛欲過濾漿液的容器9上的示意圖。所述能降低容器中的壓力的裝置6可以是真空泵。
按照本發(fā)明另外一個(gè)優(yōu)選的具體實(shí)施方案，所述管2由一段軟管和一段硬管組成，所述硬管與漏斗1相連，并且套在一個(gè)內(nèi)徑大于硬管外徑的環(huán)狀物4中，所述管2的出口有兩個(gè)，一個(gè)出口由閥7控制，另一個(gè)出口由閥8控制，閥8的出口與一個(gè)密閉的容器5相連，該容器5與一個(gè)真空泵6相連。圖5給出了該過濾裝置安放在盛欲過濾漿液的容器9上的示意圖。
其中，環(huán)狀物的內(nèi)徑應(yīng)大于硬管的外徑，使過濾裝置能自由上下移動(dòng)，環(huán)狀物4內(nèi)徑優(yōu)選為硬管外徑的1.5倍以下，更優(yōu)選為硬管外徑的1.0-1.2倍。環(huán)狀物4的高度以能使過濾裝置不發(fā)生傾斜為適宜。
下面，以圖5所示的過濾裝置為例，說明利用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行固液分離的過程。
如圖6所示，將圖5所示的過濾裝置放在欲過濾的漿液的液面上或懸浮于漿液中，并將環(huán)狀物4固定，在管2中充滿水，然后，在攪拌器10的攪拌下或不攪拌的條件下開始過濾。漿液中的液體通過虹吸作用，透過濾紙或?yàn)V布流出，打開閥7，液體自閥7中流出。與此同時(shí)，所述過濾裝置浮在液面上或懸浮于漿液中，并隨液面的下降而下降，直至無液體流出。為加快過濾速度，可以將閥7關(guān)閉，開啟閥8和真空泵6，由于管2出口處的壓力低于液面壓力，因此，過濾速度可大大加快。利用該裝置，可以邊攪拌，邊過濾，而且效果很好，為達(dá)到更好的效果，最好是先讓漿液靜止一段時(shí)間，待固體沉降后，再開始過濾。
本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置可以根據(jù)欲過濾的液體性質(zhì)，選取各種材料制成，如不銹鋼、陶瓷、塑料等。
本發(fā)明提供的方法具有如下優(yōu)點(diǎn)1.過濾效率較高。由于本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置與現(xiàn)有過濾裝置不同，是倒放在漿液的液面上，固體只是靠虹吸或抽濾時(shí)的引力吸附在濾紙或?yàn)V布的表面，量非常小，沒有重量作用下大量固體在濾布上的沉積，因此，不會(huì)在濾布上形成致密的、過厚的固體層，液體穿過更加容易，過濾效率更高。
2.操作時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度較小，本發(fā)明提供的方法可以在原位對漿液進(jìn)行過濾，只需將過濾裝置放入盛有漿液的容器中即可，減少了大量固體和液體的重復(fù)轉(zhuǎn)移，因而，只需一次性將過濾裝置放入容器中，就可長時(shí)間地利用該裝置對容器中的液體進(jìn)行原位過濾，大大減少了勞動(dòng)量。
3.得到的固體的收率高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法在過濾時(shí)，固體的收率得到大幅提高。
圖1是本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置示意圖；圖2是本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置在漿液中的放置示意圖；圖3是本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置示意圖；圖4是本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置示意圖；圖5是本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置示意圖；圖6是利用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行固液分離的示意圖。
下面的實(shí)施例將對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)例1本實(shí)例說明本發(fā)明提供的方法所用過濾裝置。
用厚度為0.5毫米的不銹鋼板制成漏斗1和中空部分3，漏斗1和中空部分3的形狀如圖1所示。漏斗1為一錐形，該錐形的下口直徑為250毫米，上口(即與管2相連的口)直徑為30毫米，錐形漏斗高度為88毫米，中空部分的形狀是一個(gè)矩形挖出所述錐形后留下的部分，所述中空部分的體積為2685厘米3。管2全部由乳膠管構(gòu)成，乳膠管的內(nèi)徑為30毫米，外徑為32毫米。長度為5米。該過濾裝置的重量(不含乳膠管)為1.5公斤)。根據(jù)ρV≥m計(jì)算，該過濾裝置可以對密度0.56克/厘米3以上的漿液進(jìn)行過濾。
實(shí)例2本實(shí)例說明本發(fā)明提供的的方法所用過濾裝置。
本實(shí)例制成的過濾裝置與實(shí)例1制備的過濾裝置相同，只是所述管2由一段有機(jī)玻璃管和一段乳膠管組成，有機(jī)玻璃管與漏斗1直接相連。有機(jī)玻璃管的長度為2.3米，內(nèi)徑為30毫米，管壁厚度3毫米，重量為930克。在有機(jī)玻璃管上還套有一個(gè)環(huán)狀物4。環(huán)狀物4為內(nèi)徑37.5毫米，管壁厚4毫米，長度為120毫米的有機(jī)玻璃管。所述乳膠管的出口與有兩個(gè)出口的T形管相連，T形管的一個(gè)出口由閥7控制，另一個(gè)出口由閥8控制，閥8的出口與一個(gè)密閉并接有真空泵6的抽濾瓶5。該過濾裝置的示意圖如圖5所示。
實(shí)例3用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行固液分離。
用偏鋁酸鈉-硫酸鋁法制備擬薄水鋁石和氧化鋁。在一體積380升，有效體積300升的成膠罐中加入300毫升去離子水，去離子水充滿整個(gè)溢流管。在75℃的溫度和攪拌下，將濃度為200克Al2O3/升的偏鋁酸鈉和濃度為90克Al2O3/升的硫酸鋁溶液同時(shí)加入到成膠罐中，進(jìn)行成膠反應(yīng)。偏鋁酸鈉溶液的流量為400升/小時(shí)，硫酸鋁溶液的流量為410升/小時(shí)，成膠pH值為8.8。成膠反應(yīng)生成的漿液自溢流管流入一個(gè)裝有攪拌器的內(nèi)徑為1700毫米，高1800毫米的老化罐中。攪拌器直徑為1100毫米，1小時(shí)后再切換另一個(gè)相同的老化罐。將收集的漿液在75℃攪拌老化30分鐘，靜止30分鐘。
按如圖6所示的方法，將實(shí)例2所述的過濾裝置放置在老化罐中，并將環(huán)狀物4固定。用一塊濾布將漏斗下口密封，在管2中預(yù)先充滿水，然后，開啟閥門7，老化罐內(nèi)的液體開始流出，10分鐘后，流體流量逐步減小，關(guān)閉閥門7，打開閥門8，并啟動(dòng)真空泵，再過濾10分鐘后，老化罐內(nèi)的液體基本被吸干。
在老化罐內(nèi)加入3米375℃的去離子水，啟動(dòng)攪拌器，攪拌20分鐘，以洗滌得到的擬薄水鋁石。停止攪拌，靜止45分鐘。重復(fù)上述過濾步驟，只是由于加入的去離子水量遠(yuǎn)多于成膠得到的漿液中的液體量，因此，利用虹吸吸取上部清液的時(shí)間為25分鐘，其余同第一次過濾過程。再重復(fù)洗滌并過濾3次，每次過濾所用時(shí)間基本相同。最后一次過濾完成后，在老化罐內(nèi)加入500升去離子水，打漿，壓送至噴霧干燥塔，進(jìn)行干燥，干燥塔的溫度為450℃。
繼續(xù)按上述方法對其它老化罐內(nèi)的漿液過濾、洗滌和干燥。三次后，干燥塔的進(jìn)出料達(dá)到平衡，從第4次開始計(jì)算擬薄水鋁石的收率。以氧化鋁計(jì)，每次投料量為120.9公斤，第4-6次噴霧干燥后，得到的擬薄水鋁石的總量為459公斤，該擬薄水鋁石的固含量為75.0重％，SO42-含量為0.21重％，Na2O含量為0.02重％，因此，第4-6次實(shí)際得到的氧化鋁量為459×0.75×(1-0.21％-0.02％)＝343.5公斤。平均每次收率為343.5/(120.9×3)＝94.7重％。由于噴霧干燥塔尾氣帶走約5重％的較細(xì)的擬薄水鋁石粉，因此，老化、洗滌過程的實(shí)際平均收率為94.7％/(1-5％)＝99.7重％。
對比例1采用葉式過濾機(jī)進(jìn)行固液分離。
按實(shí)例3的方法制備擬薄水鋁石，過濾、洗滌并干燥，不同的只是將本發(fā)明提供的裝置換為葉式過濾機(jī)(直徑為1.8米，共三個(gè)濾葉，每個(gè)濾葉有10個(gè)葉片)，進(jìn)行異位過濾。第一次過濾所用時(shí)間為45分鐘，每次洗滌后過濾所用時(shí)間為90分鐘。老化、洗滌過程的實(shí)際平均收率為62.5重％。
實(shí)例3和對比例1的結(jié)果表明(1)采用本發(fā)明提供的方法可原位對大量漿液進(jìn)行快速過濾，而采用現(xiàn)有過濾方法，不僅不能原位過濾，必須將所有漿液全部從盛有它的容器中移出，再過濾(異位過濾)，而且所用時(shí)間也較長，說明本發(fā)明提供的過濾裝置效率更高。(2)采用本發(fā)明提供的方法對漿液進(jìn)行過濾時(shí)無穿濾、跑漏現(xiàn)象，因而，得到的固體收率較現(xiàn)有技術(shù)有大幅度提高。(3)由于本發(fā)明提供的過濾裝置可以進(jìn)行原位過濾，因而大大減少了操作時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種過濾方法，其特征在于，該方法包括將一種過濾裝置放置于一種含有固體和液體的漿液上，用虹吸作用或壓力差作用將液體吸出，所述過濾裝置包括一個(gè)漏斗1，一個(gè)管2和一個(gè)密閉的中空部分3，管2與漏斗1相通，中空部分不與漏斗1和管2相通，漏斗1的下口用濾紙或?yàn)V布密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述中空部分的體積由式ρV≥m決定，式中ρ為欲過濾漿液的密度，V為中空部分的體積，m為整個(gè)過濾裝置的質(zhì)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述管2由至少一段硬管和至少一段軟管組成，其中的一段硬管與漏斗1相連，該硬管的長度不小于盛有欲過濾漿液的容器的高度與過濾完畢后剩余的固體厚度之差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述與漏斗1相連的硬管上套有一個(gè)內(nèi)徑大于硬管外徑的環(huán)狀物4。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述管2由一段硬管和一段軟管組成，所述硬管上套有一個(gè)內(nèi)徑大于硬管外徑的環(huán)狀物4，并且，所述管2的出口與一個(gè)密閉容器5相連，該容器5還與一種能降低容器中壓力的裝置6相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述裝置6是真空泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述管2由一段軟管和一段硬管組成，所述硬管上套有一個(gè)內(nèi)徑大于硬管外徑的環(huán)狀物4，并且，所述管2的出口有兩個(gè)，一個(gè)出口由閥7控制，另一個(gè)出口由閥8控制，閥8控制的出口與一個(gè)密閉容器5相連，該容器5與一個(gè)真空泵6相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、5和7中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述環(huán)狀物4的內(nèi)徑為硬管外徑的1.5倍以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述環(huán)狀物4的內(nèi)徑為硬管外徑的1.01-1.2倍。
全文摘要
一種過濾方法,包括將一種過濾裝置放置于一種含有固體和液體的漿液上,用虹吸作用或壓力差作用將液體吸出,所述過濾裝置包括一個(gè)漏斗1,一個(gè)管2和一個(gè)密閉的中空部分3,管2與漏斗1相通,中空部分不與漏斗1和管2相通,漏斗1的下口用濾紙或?yàn)V布密封。該方法過濾效率較高,大大減少了過濾所用勞動(dòng)量,且固體收率更高。
文檔編號B01D29/085GK1357401SQ0013414
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月7日
發(fā)明者楊清河, 李大東, 石亞華, 黃海濤, 康小洪 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院