一种磁分离装置的制作方法

本发明涉及催化剂颗粒分离回收技术领域，尤其涉及一种磁分离装置。

背景技术：

催化剂是在化学反应过程中可以改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。现在广泛应用在石油化工，生物工程等领域的工艺过程中。随着环保意识的增强和绿色化学的持续发展，研制环境友好型的催化剂越来越受到研究者的重视。

工业生产中加入催化剂虽然很大程度上加快了反应速度，但是昂贵的废催化剂增加了企业成本，所以催化剂颗粒回收成为了必然之举。在催化颗粒分离回收工艺中，大多采用了过滤的手段来回收细小的催化剂颗粒，可以达到减少昂贵的物料损失，提高产品品质以及减少废品排放，符合绿色环保的标准。但是过滤回收催化剂颗粒存在着回收效率低，催化剂颗粒容易遗漏造成损失等问题，尤其是对于细小颗粒的催化剂由于粒径小，会发生细小颗粒穿过过滤所用滤布的现象，造成催化剂颗粒回收不合格。

固体颗粒催化剂具有高活性、高选择性、反应条件温和、可循环使用等优点，但是在实际生产中容易遇到分离回收困难等问题。因此近年来将磁性颗粒引入固体催化剂赋予其磁力学性能，使其在保持较高的催化活性下，具有一定的磁性，利用外加磁场实现回收再利用这一理论成为研究热点。利用磁场作用力分离回收磁颗粒催化剂工艺可以替代过滤手段，并且此类磁颗粒催化剂既可以实现资源的再利用，又保护了环境，是一种环境友好型催化剂，是未来催化剂的发展方向。

磁颗粒催化剂在实际应用中，为了达到良好的催化性能，常常采用将粒径尺寸较小的磁颗粒引入催化剂的技术手段，此类方法可以增大催化剂颗粒与反应物的接触面积，从而利于达到高效催化效率的目的，但是与此同时也会造成催化剂颗粒回收困难，再利用率低，造成不必要的浪费等问题。

通过磁场作用力回收磁性颗粒的催化剂方法多种多样，在磁铁回收磁颗粒催化剂的工艺中，可采用电磁铁回收磁颗粒催化剂，通电时磁场作用力存在，当磁铁将磁颗粒催化剂吸附之后，断电之后电磁铁将失去磁性，磁颗粒催化剂脱离磁铁，以此达到磁颗粒催化剂的分离与收集工作。但是现有电磁铁分离磁颗粒催化剂的设备大都分离效率较低，而且电磁铁需要进行通断电，其存在能耗高的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磁分离装置，可实现磁颗粒催化剂的连续分离，提高了分离效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种磁分离装置，包括：

分离室，其内设有两个分离腔，所述分离腔上设有料液进口以及磁颗粒回收口；

圆筒，密封设置在分离腔的顶部；

磁铁，位于所述圆筒内，能沿圆筒轴向上下移动。

作为优选，还包括：

支架，滑动套设在圆筒外侧，并由所述磁铁带动移动；

托盘，安装在所述支架上，用于封堵料液进口。

作为优选，两个磁铁同步移动，且其中一个向上移动时，另一个向下移动。

作为优选，还包括驱动组件，所述驱动组件包括两个定滑轮，绕设在两个所述定滑轮外侧且两端各连接一个所述磁铁的钢丝绳，以及驱动所述钢丝绳两端上下移动的驱动电机。

作为优选，两个所述定滑轮对称设置在所述驱动电机的两侧。

作为优选，所述支架包括由磁铁吸附且滑动贴设在所述圆筒外壁上的圆弧形铁套，以及固接于所述圆弧形铁套的架体，所述托盘安装在所述架体未连接所述圆弧形铁套的一端上。

作为优选，所述圆弧形铁套的内侧壁上粘贴有碎布。

作为优选，两个所述分离腔之间通过隔板隔开，且两个所述分离腔共用所述磁颗粒回收口。

作为优选，所述磁颗粒回收口处设置有水封组件，所述水封组件用于启闭所述磁颗粒回收口。

作为优选，所述托盘上设有硅橡胶，所述硅橡胶能够封堵所述料液进口。

作为优选，所述分离腔上还设有水相出口，经磁分离后的液体从所述水相出口流出。

本发明的有益效果：

通过在分离腔内设置圆筒以及在圆筒内上下移动的磁铁，能够实现对磁颗粒催化剂的分离，而且通过设置两个分离腔，可实现磁颗粒催化剂的连续分离，提高了分离效率。

通过磁铁移动带动支架以及托盘移动，使得托盘能够封堵料液进口，对料液进口的开关可控制，不需安装阀门，节约成本。

进一步通过一根钢丝绳带动两个磁铁运动，只需要驱动电机提供很小的动力即可实现两个磁铁上下移动，可有效地降低整个装置的能耗。而且通过驱动电机，可调节移动的距离以及移动的频率，从而达到对两个磁铁的移动距离以及移动频率的调控。

附图说明

图1是本发明磁分离装置的主视图；

图2是本发明磁分离装置的俯视图；

图3是本发明磁分离装置隐藏分离室的结构示意图；

图4是本发明磁分离装置其中一个分离腔未进行分离时的状态示意图；

图5是本发明磁分离装置另一个分离腔未进行分离时的状态示意图。

图中：

1、分离室；2、圆筒；3、磁铁；4、支架；5、托盘；6、驱动组件；7、水封组件；11、分离腔；12、料液进口；13、磁颗粒回收口；14、隔板；15、水相出口；41、圆弧形铁套；42、架体；61、定滑轮；62、钢丝绳；63、驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种磁分离装置，如图1-5所示，该磁分离装置包括分离室1、圆筒2、磁铁3、支架4、托盘5、驱动组件6以及水封组件7，其中：

上述分离室1呈筒状结构，其整体高度为3米，其上部为圆柱形结构，其直径为2米。分离室1的下部为锥形结构，在其内部中间位置固设有一长2.8米、宽2米的隔板14，该隔板14将分离室1内部分成两个对称设置的分离腔11，在每个分离腔11的一侧均设有料液进口12，具体的，该料液进口12连接有外部管路，且该料液进口12向下的置于分离腔11的中心位置处，含有磁颗粒催化剂的料液经该料液进口12进入分离腔11内。

上述分离腔11上还设有磁颗粒回收口13，用于对分离后的磁颗粒催化剂的回收。本实施例中，磁颗粒回收口13仅设置一个，其设置在分离室1呈锥形结构的下部，也就是说，本实施例的上述两个分离腔11共用一个磁颗粒回收口13，每个分离腔11内分离出来的磁颗粒催化剂均经该磁颗粒回收口13回收。而且本实施例通过将分离室1的下部设置为锥形结构，有利于磁颗粒催化剂的自动下落堆叠，以便于后续的回收操作。

可以理解的是，本实施例中，上述每个分离腔11也可以根据需要各设置一个磁颗粒回收口13，此时可以进行不同种磁颗粒催化剂的回收，即实现一个装置同时分离两种磁颗粒催化剂。当然，也可以进行同种磁颗粒催化剂的回收，此时设置两个磁颗粒回收口13，可以根据需要进行单个分离腔11内磁颗粒催化剂的回收。考虑到制作成本，本实施例优选共用一个磁颗粒回收口13。

本实施例中，可参照图1和图2，每个分离腔11的上端均设有水相出口15，该水相出口15用于将分离后的料液输送出去。具体的，是在两个分离腔11的顶部开设有孔，将该孔连通外部管路形成水相出口15，当分离腔11内的料液填满分离腔11时，经磁分离后的料液可从该水相出口15流出。当该分离腔11内的磁分离结束后，残留在分离腔11的料液也可随磁颗粒催化剂一起经磁颗粒回收口13流出。

可以理解的是，本实施例还可以将连接水相出口15的外部管路上设置水泵，通过水泵将分离腔11内磁分离后的料液抽取出去。

如图1和图2所示，上述圆筒2设置有两个，且分别密封设置在两个分离腔11内。具体的，可参照图2，在分离腔11的顶部开设有通孔，上述圆筒2的一端开口并竖直焊接在该通孔的外周处，圆筒2的另一端封闭设置在分离腔11内。本实施例中，上述圆筒2的直径为250mm，高为15cm。

上述磁铁3为圆柱形永久磁铁，直径220mm，高为50mm，且该磁铁3的磁场强度为4000a/m，上述磁铁3设置有两个，且分别放置在上述两个圆筒2内，其用于对料液中的磁颗粒催化剂进行吸附。具体的，该磁铁3能够沿圆筒2轴向上下移动，当磁铁3位于下方极限位置(本实施例为圆筒2的底部)时，其吸附力最强，此时磁颗粒催化剂会吸附在圆筒2的底部，当磁铁3向上移动的过程中，对磁颗粒催化剂的吸附力逐渐降低，当磁铁3移动到上方极限位置时，此时磁颗粒催化剂自身重力会大于受到的磁场作用力，磁颗粒催化剂会从圆筒2底部脱落，并落入分离室1的底部。本实施例通过使用圆柱形永久磁铁，相较于现有技术中的电磁铁3，其无需通断电，可有效降低能源消耗。本实施例中，上述上方极限位置到下方极限位置的距离为10cm，而且磁铁3完成一次上下移动所需要的时间为5分钟。

上述磁铁3通过驱动组件6驱动沿圆筒2轴向上下移动。具体的，可参照图3，上述驱动组件6包括两个定滑轮61、钢丝绳62以及驱动电机63，其中上述两个定滑轮61对称设置在驱动电机63的两侧，且两个定滑轮61的轴心处于同一水平面上。钢丝绳62水平设置，其两端分别绕设在一个定滑轮61的外侧以换向为竖直状态，且该钢丝绳62的两端分别连接于一个磁铁3，钢丝绳62的中间位置处连接于驱动电机63的输出端，通过驱动电机63转动，能够带动钢丝绳62左右平行传动，进而钢丝绳62能够带动磁铁3进行上下移动。本实施例中，上述驱动电机63仅设置一个，其带动钢丝绳62左右平行传动时，钢丝绳62两端的磁铁3一个处于向上移动的状态，另一个处于向下移动的状态。通过一根钢丝绳62带动两个磁铁3运动，且通过一个驱动电机63带动钢丝绳62传动，仅需驱动电机63提供很小的动力即可实现两个磁铁3上下移动，可有效地降低整个装置的能耗，而且也进一步降低了整个装置的制造成本。

本实施例中，上述驱动电机63为直流电机，通过直流电机带动钢丝绳62，可调节钢丝绳62移动的距离与平行移动的频率，从而达到对两个磁铁3的移动距离以及移动频率的调控。

本实施例中，在上述驱动电机63驱动钢丝绳62移动，进而带动两个磁铁3上下移动时，当其中一个磁铁3向上移动时，另一个磁铁3则向下移动，即通过上述驱动组件6的结构，能够实现两个分离腔11的不同工作状态。具体的，可参照图4和图5，当其中一个分离腔11的磁铁3移动到圆筒2底部(即下方极限位置，图4为右侧的分离腔11，图5为左侧的分离腔11,)时，磁颗粒催化剂的分离速率达到最大值，此时另一个分离腔11内的磁铁3被带动移动至上方极限位置，其内磁颗粒催化剂分离速率达到最小值，即停止磁颗粒催化剂分离，此时该分离腔11内的磁颗粒催化剂受到磁场作用力最小，因此磁颗粒脱落至分离室1下方的磁颗粒回收口13处。反之当该分离腔11内的磁颗粒催化剂分离速率达到最大值时，另一个分离腔11内停止磁分离工作，分离出的磁颗粒催化剂脱落。上述两种状态是磁铁3分别位于移动轨迹的上方极限位置与下方极限位置处所体现的状态，当两磁铁3移动至除上方极限位置与下方极限位置以外的任何位置，两个分离腔11内皆处于磁颗粒催化剂的分离工作状态。

本实施例中，考虑到当其中一个磁铁3上移到上方极限位置后，其不具有磁分离功能或者磁分离功能较弱，如果持续进入未分离的料液，会导致料液未分离即从水相出口15溢出。为解决上述问题，本实施例在圆筒2外侧滑动套设有一支架4，在支架4下端安装有一托盘5，具体的：

如图3所示，上述支架4包括由磁铁3吸附且滑动贴设在圆筒2外壁上的圆弧形铁套41，以及固接于圆弧形铁套41的架体42，其中上述圆弧形铁套41的内侧壁上粘贴有碎布，通过磁铁3对圆弧形铁套41的吸附作用，圆弧形铁套41可以在磁铁3吸附作用力下跟随磁铁3而上下移动。进一步的，本实施例的上述圆筒2的外壁为光滑面，能够保证上述圆弧形铁套41沿圆筒2外壁顺利滑动。

上述架体42由四根钢筋组成，架体42上部连接圆弧形铁套41，下部连接托盘5，托盘5上方设有硅橡胶，该硅橡胶能够封堵料液进口12，其具有良好的密封作用。本实施例中，上述托盘5为圆形托盘5，托盘5面积略大于料液进口12的横截面积，具体托盘5面积可以为料液进口12的横截面积的1.1倍，以避免托盘5过大，阻碍被吸附团聚的磁颗粒催化剂的脱落。

进一步的，本实施例的上述托盘5位于料液进口12的正下方，以保证托盘5能够准确的封堵料液进口12。

本实施例通过设置圆弧形铁套41和托盘5，当磁铁3向上移动至上方极限位置时，圆弧形铁套41随磁铁3上移，并带动托盘5将料液进口12封堵，进而避免未分离的料液持续进入而无法进行磁分离。

本实施例中，在磁颗粒回收口13处设置有水封组件7，该水封组件7用于启闭磁颗粒回收口13。即在分离腔11内进行磁分离时，水封组件7将该磁颗粒回收口13关闭，当需要取出磁分离催化剂时，则通过水封组件7将磁颗粒回收口13打开，随后取出磁分离催化剂。

本实施例的上述磁分离装置，通过设置两个分离腔11，在达到较高的分离效率的同时，能够减少分离设备的添加，节约了成本。可实现磁颗粒催化剂的连续分离，提高了分离效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。