聚合物分离装置的制作方法

文档序号:11117256阅读:833来源:国知局
聚合物分离装置的制造方法

本发明属于聚合物分离技术领域,具体涉及一种利用密度梯度分离不同类型微塑料的聚合物分离装置。



背景技术:

聚合物又称高分子化合物,聚合物作为重要的化工原料,在化工的各个领域具有广泛的应用,包括塑料、橡胶和纤维。

聚合物的合成包括加聚和缩聚,均是简单的小分子通过共价键的联合形成分子量从几千到几十万甚至几百万的,具有重复单元的长链物质。而在聚合物的合成过程中,反应过程会出现不同聚合度的聚合物副产物;同时,两种以上单体加聚过程中,合成聚合物的单体本身容易发生相同单体的聚合。因此,得到的聚合物往往是混合了目的聚合物以及副产聚合物的混聚合物,需要通过进一步的分离,才能得到纯的目的聚合物。

现有技术中对聚合物的分离多采用一单独的密度梯度容器,和几个连通密度梯度容器的排出管,由于密度梯度容器的结构设计不合理,且没有另外附加结构进一步的对聚合物分离,分离不够彻底,且随着分离聚合物排出的密度梯度溶液回收循环利用效率差。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种结构设计合理、分离彻底且对密度梯度溶液回收循环利用效率高的聚合物分离装置。

聚合物分离装置,包括密度梯度容器和沉淀容器;所述密度梯度容器的侧边设置有上中下布置且与密度梯度容器连通的上梯度液倒入口、中梯度液倒入口和下梯度液倒入口,在密度梯度容器的侧边设置有上中下布置且与密度梯度容器连通的上梯度液倒出口、中梯度液倒出口和下梯度液倒出口;所述上梯度液倒出口高度处于上梯度液倒入口和中梯度液倒入口之间,中梯度液倒出口高度处于中梯度液倒入口和下梯度液倒入口之间,下梯度液倒出口低于下梯度液倒入口的高度;

所述沉淀容器内通过两横向隔板间隔成上密封沉淀腔、中密封沉淀腔和下密封沉淀腔;

所述上梯度液倒出口通过管道与上密封沉淀腔连通,中梯度液倒出口通过管道与中密封沉淀腔连通,下梯度液倒出口通过管道与下密封沉淀腔连通;

所述上密封沉淀腔、中密封沉淀腔和下密封沉淀腔分别连通有排出管和低于排出管位置的循环管,上密封沉淀腔的循环管与上梯度液倒入口连通,中密封沉淀腔的循环管与中梯度液倒入口连通,下密封沉淀腔的循环管与下梯度液倒入口连通。

进一步地,梯度液倒出口与沉淀腔连接的管道上、排出管和循环管上均设置有控制阀。

进一步地,所述上梯度液倒入口、中梯度液倒入口和下梯度液倒入口处于密度梯度容器中的内入口端与密度梯度容器内壁平齐,并在每一梯度液倒入口的内入口端的下方设有向密度梯度容器内中央倾斜的倒入引导面;通过倒入引导面的设置,对进入密度梯度容器中的密度梯度溶液能够产生缓冲。

进一步地,所述上梯度液倒出口、中梯度液倒出口和下梯度液倒出口处于密度梯度容器中的内倒出端的上方分别设置有向密度梯度容器内中央倾斜的倒出引导面,每个梯度液倒出口的内倒出端口处于导出引导面的中部;这样处于倒出口下方密度大的溶液不会因为旋流而从倒出口排出,起到分离作用。

进一步地,为了使密度梯度容器中的溶液均匀分布,所述密度梯度容器内设置有搅拌机构,该搅拌机构包括处于密度梯度容器中轴线位置的转轴以及固定于转轴上的搅拌叶片。

更进一步地,所述搅拌叶片设置有三组,高度分别一一对应的处于上梯度液倒入口与中梯度液倒入口之间、处于中梯度液倒入口与下梯度液倒入口之间和处于下梯度液倒入口下方;高度处于上梯度液倒入口与中梯度液倒入口之间的搅拌叶片小于高度处于中梯度液倒入口与下梯度液倒入口之间的搅拌叶片,高度处于中梯度液倒入口与下梯度液倒入口之间的搅拌叶片小于高度处于下梯度液倒入口下方的搅拌叶片;不同大小搅拌叶片的设置,能够进行均匀的搅拌。

进一步地,在密度梯度容器的内顶部或整个内腔设置有超声发生器,以消除聚合物表面的小气泡,在聚合物处于密度梯度介质溶液中浸湿并超声片刻,制成待分离聚合物碎片溶液,便于聚合物的后续分离工作。

进一步地,每一个梯度液倒出口连通的管道内壁沿其圆柱形管身呈螺旋状设置,保证管体自身的稳定性及对分层梯度液导出的方便性。

进一步地,每一个梯度液倒出口连通的管道呈斜向下方向设置。

进一步地,密度梯度容器和沉淀容器固定设置在基座上,基座的下方设置有底座,基座的一端通过转轴可转动的设置于底座上,另一端设置有驱动基座上下晃动的驱动机构,该驱动机构包括电机、轴、设置于基座下端面的凸轮以及传动带;电机输出轴上设置有驱动轮,驱动轮与固定于轴上的从动轮通过传动带传动配合,驱动凸轮转动,带动基座上下晃动。

更进一步地,所述凸轮为两端部半径不等的半圆形部与连接两半圆形部之间的梯形部构成。

采用上述聚合物分离装置分离聚合物,将需要分离的混聚合物制成待分离的混聚合物溶液;然后配制出密度梯度溶液,将密度大的密度梯度溶液从下梯度液倒入口倒入密度梯度容器内底部,再将密度中等的密度梯度溶液从中梯度液倒入口倒入密度梯度容器内中部,最后将密度小的密度梯度溶液从上梯度液倒入口倒入密度梯度容器内上部,在密度梯度容器中形成阶梯型的密度梯度溶液;在配置阶梯型的密度梯度溶液时,避免密度相差较大的密度梯度溶液之间混合,以缩短沉淀时间;再将待分离的混聚合物溶液从密度梯度容器上端口处添加到密度梯度容器中,由于不同密度的聚合物溶液在密度梯度溶液中的沉降速率不同,它们能够被滞留在密度梯度溶液的不同位置,达到分离的效果,再依次打开上梯度液倒出口、中梯度液倒出口、下梯度液倒出口,使密度梯度容器上部密度小的流入上密封沉淀腔中,密度梯度容器中部密度中等的流入中密封沉淀腔,密度梯度容器中部密度大的流入下密封沉淀腔,这样相应密度的溶液在各自密封的沉淀腔中,可再一次进行分离,被分离出的聚合物从相应沉淀腔的排出管排出得以分离;而沉淀腔中沉淀出密度大的溶液分别通过对应的循环管回流到密度梯度容器中,使密度梯度溶液得以循环利用,同时使未分离彻底的聚合物溶液再次进入密度梯度容器进行沉淀分离,这样循环分离,使不同密度的聚合物分离彻底。

本发明结构简单、设计合理,分离快速,成本低廉,能实现一次性同时分离多种不同密度的聚合物,且分离彻底、对密度梯度溶液回收循环利用效率高,节省成本。

附图说明

图1为本发明聚合物分离装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。

图1为本发明聚合物分离装置的结构示意图,由图1所示,该装置包括密度梯度容器1和沉淀容器8;

密度梯度容器1的侧边设置有上中下布置且与密度梯度容器1连通的上梯度液倒入口2、中梯度液倒入口3和下梯度液倒入口4,在密度梯度容器1的侧边设置有上中下布置且与密度梯度容器1连通的上梯度液倒出口5、中梯度液倒出口6和下梯度液倒出口7;上梯度液倒出口5高度处于上梯度液倒入口2和中梯度液倒入口3之间,中梯度液倒出口6高度处于中梯度液倒入口3和下梯度液倒入口4之间,下梯度液倒出口7低于下梯度液倒入口4的高度;

沉淀容器8内通过两横向隔板(9-1、9-2)间隔成上密封沉淀腔10、中密封沉淀腔11、下密封沉淀腔12;

上梯度液倒出口5通过管道13与上密封沉淀腔10连通,中梯度液倒出口6通过管道14与中密封沉淀腔11连通,下梯度液倒出口7通过管道15与下密封沉淀腔12连通;

上密封沉淀腔10、中密封沉淀腔11和下密封沉淀腔12分别连通有排出管(16-1、16-2、16-3)和低于排出管位置的循环管(17-1、17-2、17-3),上密封沉淀腔10的循环管17-1与上梯度液倒入口2连通,中密封沉淀腔11的循环管17-2与中梯度液倒入口3连通,下密封沉淀腔12的循环管17-3与下梯度液倒入口4连通;

管道(13、14、15)、排出管(16-1、16-2、16-3)和循环管(17-1、17-2、17-3)上均设置控制阀,通过控制阀来自动控制其中的介质流通;

上梯度液倒入口2、中梯度液倒入口3和下梯度液倒入口4处于密度梯度容器1中的内入口端与密度梯度容器内壁平齐,并在每一梯度液倒入口的内入口端的下方设有向密度梯度容器内中央倾斜的倒入引导面(18-1、18-2、18-3);

上梯度液倒出口5、中梯度液倒出口6和下梯度液倒出口7处于密度梯度容器1中的内倒出端的上方分别设置有向密度梯度容器1内中央倾斜的倒出引导面(19-1、19-2、19-3),每个梯度液倒出口的内倒出端口处于导出引导面的中部;

密度梯度容器1内设置有搅拌机构,该搅拌机构包括处于密度梯度容器1中轴线位置的转轴20以及固定于转轴上的搅拌叶片(21-1、21-2、21-3);

搅拌叶片设置有三组,高度分别一一对应的处于上梯度液倒入口2与中梯度液倒入口3之间、处于中梯度液倒入口3与下梯度液倒入口4之间和处于下梯度液倒入口4下方;高度处于上梯度液倒入口2与中梯度液倒入口3之间的搅拌叶片21-1小于高度处于中梯度液倒入口3与下梯度液倒入口4之间的搅拌叶片21-2,高度处于中梯度液倒入口3与下梯度液倒入口4之间的搅拌叶片21-2小于高度处于下梯度液倒入口4下方的搅拌叶片21-3;

在密度梯度容器1的内顶部或整个内腔设置有超声发生器;

每一个梯度液倒出口连通的管道内壁沿其圆柱形管身呈螺旋状设置;每一个梯度液倒出口连通的管道呈斜向下方向设置;

密度梯度容器1和沉淀容器8固定设置在基座22上,基座22的下方设置有底座23,基座22的一端通过转轴可转动的设置于底座23上,另一端设置有驱动基座22上下晃动的驱动机构,该驱动机构包括电机24、轴25、设置于基座22下端面的凸轮26以及传动带27;电机24输出轴上设置有驱动轮,驱动轮与固定于轴25上的从动轮通过传动带27传动配合,驱动凸轮26转动,带动基座22上下晃动;凸轮26为两端部半径不等的半圆形部与连接两半圆形部之间的梯形部构成。

本发明的工作过程为:将需要分离的混聚合物制成待分离的混聚合物溶液;然后配制出密度梯度溶液,将密度大的密度梯度溶液从下梯度液倒入口倒入密度梯度容器内底部,再将密度中等的密度梯度溶液从中梯度液倒入口倒入密度梯度容器内中部,最后将密度小的密度梯度溶液从上梯度液倒入口倒入密度梯度容器内上部,在密度梯度容器中形成阶梯型的密度梯度溶液;再将待分离的混聚合物溶液从密度梯度容器上端口处添加到密度梯度容器中,由于不同密度的聚合物溶液在密度梯度溶液中的沉降速率不同,它们能够被滞留在密度梯度溶液的不同位置,达到分离的效果,再依次打开上梯度液倒出口、中梯度液倒出口、下梯度液倒出口,使密度梯度容器上部密度小的流入上密封沉淀腔中,密度梯度容器中部密度中等的流入中密封沉淀腔,密度梯度容器中部密度大的流入下密封沉淀腔,这样相应密度的溶液在各自密封的沉淀腔中,可再一次进行分离,被分离出的聚合物从相应沉淀腔的排出管排出得以分离;而沉淀腔中沉淀出密度大的溶液分别通过对应的循环管回流到密度梯度容器中,使密度梯度溶液得以循环利用,同时使未分离彻底的聚合物溶液再次进入密度梯度容器进行沉淀分离,这样循环分离,使不同密度的聚合物分离彻底。

本发明可以对聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯,以及它们的衍生聚合物进行有效的分离;另需要说明的是,本发明中所提及到的上梯度液倒入口、中梯度液倒入口、下梯度液倒入口、上密封沉淀、中密封沉淀腔和下密封沉淀腔的数量可根据需要来设定,可设置多个梯度液倒入口以及相对应数量的密封沉淀腔,这些都是可以实现的。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1