[发明专利]磁性催化剂颗粒连续原位分离装置及操作方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性催化剂颗粒原位分离装置，特别涉及永磁场存在条件下的磁性催化剂颗粒连续原位分离装置及操作方法。

背景技术

在化学合成，化工工业，石油工业中，应用了气、固、液三相反应器。为了使各种反应的发生进行，在反应过程中要使用各种类型的催化剂，催化剂可以加快反应速度或促成反应的完成。一般催化剂参与反应后，都予以回收再用。同时催化剂尽量希望用量少，消耗少，降低生产成本。为了加速化学反应速度，人为的把催化剂制成细小的颗粒，增大颗粒表面面积，增加了反应的传质面积，促进反应完成速度，减少消耗，增加产量。当反应结束后，一般进行催化剂与反应产物的分离步骤。一般的固液分离方法采用沉降，过滤工序来完成。因为催化剂颗粒过于细小，细小的颗粒易穿透滤布，与欲分离的产物又混在一起，造成无法很好的将催化剂与反应产物分离。另外细小催化剂颗粒形成的滤饼阻力很大，过滤的速度慢，给催化剂的回收造成困难。

鉴于上面所述存在的问题，为此将催化剂进行各种改性，一般将催化剂制成含有磁性物质的颗粒，磁性颗粒的催化剂在液体反应，及在气、固、液三相反应中，催化活性不受影响，因为含有磁性，可以利用磁场的作用，将催化剂与反应产物分离；同时还可以用磁场对磁性颗粒进行输送。

磁场的产生可以利用电磁场，当电流通过铜线绕的线圈时，产生了磁场；当将电流切断时，磁场立即消失。电磁铁的最大缺点是要消耗电能，同时在放大磁场时，就必须把绕的线圈变大，此时电流流动在线圈周围产生涡流，线圈发热，造成无法稳定的操作应用。

永磁铁钕铁硼的出现，扩大了磁场的应用领域。如永磁场装于高压容器中搅拌，代替了过去经常换密封圈的电磁机械搅拌反应器。同时在磁性颗粒的吸附，磁性物质的分离等领域逐渐得到了应用。钕铁硼磁铁的磁场强度高，体积小，而且永久含有磁性，这是电磁场无法比拟的。

电磁场及永磁场在对磁性催化剂颗粒分离操作过程中都有相同的特点：磁场存在，此时磁性颗粒在磁场的作用下，发生磁性颗粒吸附凝併而且聚集在一起，利用此现象，可以将磁性颗粒分离出；当将已分离出的磁性颗粒重新返回使用时，必须将磁性颗粒从磁场中取出，此时必须要卸掉磁场。如工业废水中含铁颗粒的回收，就是将含铁颗粒的工业废水流入在电磁铁磁场作用下的不锈钢管(管中放满细铁丝)，此时从不锈钢管中流出的水是不含铁颗粒，水是合格的；当不锈钢管中铁颗粒饱和吸满后，把电流切掉，用水将铁颗粒冲出来。若使用的是永磁铁，  则必须将永磁铁卸掉，才能用水将铁颗粒从不锈钢管中冲出。工业生产上磁场应用均为此特点。

发明内容

本发明的目的在于改善磁性颗粒回收的问题，提供一种永磁场存在条件下的磁性催化剂颗粒连续原位分离装置。

本发明的再一目的在于提供一种永磁场存在条件下的磁性催化剂颗粒连续原位分离装置的操作方法。

目前所有的磁分离方法，在对凝併后的磁性颗粒分离时，去掉磁场时都存在磁性颗粒的损失。现生产基本为连续操作，在一个连续过程中，当磁场卸掉时，磁性颗粒会被流体携带走。本发明利用磁性颗粒在磁场存在下的两个特性：一个是在磁场存在条件下，当磁场对磁性颗粒的吸引力大于流体对磁性颗粒冲力时，即使处于流动状态下，磁性颗粒仍会向磁场靠拢移动，而后产生聚结凝併；另一个特性就是，已被吸附团聚的磁性颗粒，在磁场存在的情况下，可以进行滑移，这就如同两块被吸着的磁铁，靠拉力是很难分开的，如若把两块磁铁互按反方向推移，则靠剪切力，铁块很容易被平移推开。同样，利用旋转的带一定切角的螺杆在转动中产生剪切力可以推动介质的平移，对于已凝併的磁性颗粒仍是一样作用。

本发明的永磁场存在条件下的磁性催化剂颗粒连续原位分离装置包括反应器搅拌马达，反应器，侧管，电动机，密封圈，叶片，环形永磁铁，螺旋推进器的筒体，螺旋推进器的主轴；

一反应器的顶部安装有反应器搅拌马达，反应器搅拌马达的搅拌浆伸入到反应器中，在反应器的侧壁安装有螺旋推进器；

所述的螺旋推进器由电动机，密封圈，叶片，螺旋推进器的筒体、螺旋推进器的主轴构成；在螺旋推进器的筒体中有螺旋推进器的主轴，在螺旋推进器的主轴上安装有叶片；螺旋推进器的主轴与驱动螺旋推进器的主轴旋转的电动机连接；螺旋推进器的主轴与螺旋推进器的筒体的连接处有密封圈；

在螺旋推进器的筒体的外壁安装有环形永磁铁，且环形永磁铁的磁场强度必须使螺旋推进器的筒体的纵向中心存在磁场作用；在伸入到反应器中的螺旋推进器的筒体上开有小孔，螺旋推进器的筒体的另一端连接有与螺旋推进器的筒体相通的侧管。