兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置及使用方法与流程

本发明属于化工机械领域，具体涉及兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置及使用方法。

背景技术：

生物医药、化工生产、矿物加工中产物的制备过程中，过滤、洗涤、干燥一般在不同的设备中进行，物料需要在不同的设备中转移，不仅操作繁琐，设备较多，占地面积大，而且由于是敞开体系，容易造成物料损失、泄露、交叉污染，一部分挥发有毒物质恶化生产条件。

目前，现有的过滤、干燥、洗涤一体机装置内部构造复杂，成本高，维修繁琐，仅用于食品、制药、精细化工产品生产，批次小，在无机化工，矿物加工等领域内难以大规模使用。同时，设施均需要外加洗涤水，为过滤物料质量的3～4倍，不仅增加了制水设备和工序，而且产生较多的洗涤废液，需要浓缩处理才能排放，提高能耗和成本。

另一方面，挥发性试剂浸出矿物有较大的潜在利用价值，例如用碳酸铵浸出氧化铜、氧化锌等矿物而溶解，溶液加热后分解生成氧化铜、氧化锌，碳酸铵可以加热全部挥发回收，如此能理论上没有试剂消耗，降低成本，但该方法存在氨溢出污染生产环境的隐患，此外盐酸浸出铁、铝用盐酸溶解，溶液再加热喷雾分解制备聚合氯化铁、聚合氯化铝，盐酸也可以回收利用，但氯化氢气体同样容易溢出造成污染。最后，环保中常见焚烧污泥中的常见重金属以氧化铜、氧化锌、氧化镉、氧化镍存在，由于处理难，成为棘手问题，氨络合是去除该类离子的有效方法，但由于氨污染并未被采用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置及使用方法。

本发明的技术方案如下：

兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置，包括真空过滤筒(4)和抽真空干燥系统a系统两部分，抽真空干燥系统(a)系统包括减压蒸发室、挥发组分存储槽、搅拌系统、气体压缩泵，此外还包括阀门a、阀门b、阀门c、阀门e、阀门f、阀门h-1、阀门j-1、阀门n-1、阀门k；搅拌系统位于减压蒸发室中心轴上，所述真空过滤筒在减压蒸发室上部，通过真空过滤筒底部的管道连接，所述气体压缩泵的气体入口连接减压蒸发室顶部，管道上安装有阀门k，气体压缩泵出口连接挥发组分存储槽和阀门e；所述挥发组分存储槽出液口处经过阀门b管道分流，分别与阀门a、阀门c、阀门h-1连接，其中阀门c连接液化水出口，阀门a位于减压蒸发室内上部空间，阀门h-1连接至真空过滤筒上部空间；所述减压蒸发室下端有蒸干固体出口阀门f；所述真空过滤筒有过滤料出口阀门j-1；所述真空过滤筒和气体压缩泵气体入口之间以管道连接，管道上安装有阀门n-1。

作为优选的，和抽真空干燥系统(a)系统配置的真空过滤筒4为1个及以上，采用相同的并联连接方式和1个抽真空干燥系统(a)连接，并联真空过滤筒4安装的n-1阀门、h-1阀门、j-1阀门对应为n-2阀门、h-2阀门j-2阀门，n-3阀门、h-3阀门j-3阀门……如此能增加抽真空系统处理量及减少设备占地面积。

在减压蒸发室外层有真空绝热室，通过阀门d连接至气体压缩机的气体入口端，真空绝热作用使热能耗散大大降低，用于蒸发过滤液。

在上述方案中，在阀门e所在的管道处连接有真空泵，空气压缩机能产生一定真空度，但效率低下，真空度有限，通过真空泵能弥补空气压缩泵的不足。

在上述方案中，真空过滤筒内气体密封性良好，有助于保证在后期真空干燥效率。真空过滤筒结构包括过滤物料入口、搅拌装置、水浴加热套、过滤板隔离、干燥物料排料阀。

作为优选的，减压蒸发室在挥发组分存储槽外层，以容器壁分隔，挥发组分存储槽安装有泄压阀g，两端通过管道分别连接至挥发组分存储槽和真空泵，在压力过高时能泄压，尤其在装置密封性略差时，会有少数气体富集在挥发组分存储槽中，泄压既能保证装置安全运行，又能减小压缩泵负荷。

在上述方案中，挥发组分存储槽结构包括蒸汽进气口、凝结液出口、储液室外壳、储液室内壳，储液室外壳与进气口、液化液体出口连接，储液室外壳底壁与减压蒸发室连接，储液室外壳与储液室内壳连接在一起，保持密封。采用特殊结构的挥发组分存储槽能达到以下效果：1)减压蒸发室中气体传热效果较差，可通过液化液体放热后能及时通过壁传热给少量未蒸馏的液体，二次加热提高蒸馏效率；2)储液室底壁与减压蒸发室倾角相同，能使后者均匀承受压力，提高稳定性；3)锥形储液室内壳结构有助于排料。

作为优选的，蒸发的装置中，储液室外壳和储液室内壳之间通过螺纹连接，通过垫片保持密封，可拆卸或拼接组合，长时间运转后可能产生的垢体，可以通过拆卸去除，再拼装组合重新使用。

兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置既可以用来对料浆过滤、洗涤、干燥，当浸出反应中使用挥发试剂，生成物质加热后能分解生成挥发性物质时，能够兼有浸出功能，浸出、过滤、洗涤、干燥对使用了挥发性操作十分有用，因为在密封装置中避免了气体溢出，污染环境。

过滤、洗涤、干燥使用方法，按照如下步骤进行：

1)物料准备阶段，向真空过滤筒中加入料浆，加热并搅拌；

2)真空绝热室、减压蒸发室抽真空阶段，开启阀门e、阀门k、阀门d，运行真空泵，排出真空绝热室、减压蒸发室中的空气；

3)过滤阶段，关闭阀门d、阀门e，关闭真空泵，开启搅拌装置搅拌物料，运行气体压缩泵，溶液通过过滤板过滤；

4)洗涤阶段，保持气体压缩泵运行，开启阀门h-1，将蒸馏水泵入至真空过滤筒，洗涤滤饼；

5)干燥及排料阶段，保持气体压缩泵运行，开启阀门n-1，密封真空过滤筒，滤饼上水分蒸发，保持搅拌，至物料干燥完毕，开启阀门j-1，干燥物料排出；

6)重复步骤1)～5)进入下一个操作周期，如此往复。

浸出、过滤、洗涤、干燥使用方法，按照如下步骤进行：

1)物料准备阶段，向真空过滤筒中加入料浆和挥发性浸出药剂，加热并搅拌，药剂和料浆反应，并且部分溶解；

1)物料准备阶段，向真空过滤筒中加入料浆，加热并搅拌；

2)真空绝热室、减压蒸发室抽真空阶段，开启阀门e、阀门k、阀门d，运行真空泵，排出真空绝热室、减压蒸发室中的空气；

3)过滤阶段，关闭阀门d、阀门e，关闭真空泵，开启搅拌装置搅拌物料，运行气体压缩泵，溶液通过过滤板过滤；

4)洗涤阶段，保持气体压缩泵运行，开启阀门h-1，将液化液体泵入至真空过滤筒，洗涤滤饼；

5)干燥及排料阶段，保持气体压缩泵运行，开启阀门n-1，密封真空过滤筒，滤饼上水分蒸发，挥发性浸出药剂挥发进入储液室，保持搅拌，至物料干燥完毕，开启阀门j-1，干燥物料排出；

6)重复步骤1)～5)进入下一个操作周期，如此往复。

本发明具有的有益效果包括：1)浸出、过滤、洗涤、干燥能在同一装置中进行，有利于连续化生产，同时节省设备及投资；2)没有洗涤废水产生，不需要外加蒸馏水洗涤，环保，节水；3)装置采用绝热真空室，降低了对流散热，节约能耗；4)装置结构紧凑，占地面积小。

附图说明

图1是本发明的兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置的结构示意图。

图2是本发明的兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置的有两个并联的真空过滤系统情况下结构示意图。

图3是本发明的挥发组分存储槽3结构示意图。

图4是本发明的搅拌系统5结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例1构建兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置

构建如图1所示的兼有浸出功能的过滤、洗涤、干燥装置包括如下构造：包括真空过滤筒4和抽真空干燥系统a系统：抽真空干燥系统a系统包括减压蒸发室2、挥发组分存储槽3、搅拌系统5、气体压缩泵6，此外还包括阀门a、阀门b、阀门c、阀门e、阀门f、阀门h-1、阀门j-1、阀门n-1、阀门k；所述减压蒸发室2在挥发组分存储槽3外层，以容器壁分隔，所述搅拌系统5位于抽真空干燥系统a系统主轴上，所述真空过滤筒4在减压蒸发室2上部，通过真空过滤筒底部的管道连接，所述气体压缩泵6的气体入口连接减压蒸发室2顶部，管道上安装有阀门k，气体压缩泵6出口连接挥发组分存储槽3和阀门e；所述挥发组分存储槽3出液口处经过阀门b管道分流，分别与阀门a、阀门c、阀门h-1连接，其中阀门c连接液化水出口，阀门a位于减压蒸发室2内上部空间，阀门h-1连接至真空过滤筒4上部空间；所述减压蒸发室2下端有蒸干固体出口阀门f；所述真空过滤筒4侧壁有过滤料出口阀门j-1；所述真空过滤筒4和气体压缩泵6气体入口之间以管道连接，管道上安装有阀门n-1，实施例仅采用了1个真空过滤筒4，但由于多个并联的真空过滤筒4操作一致，不影响多个真空过滤筒4同时运行的可行性。

在减压蒸发室2外层有真空绝热室1，通过阀门d连接至气体压缩机6的气体入口端，在阀门e所在的管道还连接有真空泵6。

真空过滤筒4内气体密封性良好，包括过滤物料入口4-1、搅拌装置4-2、水浴加热套4-3、抽滤板4-4、阀门j-1。

挥发组分存储槽3安装有泄压阀g，泄压阀g位于减压蒸发室2外部，两端通过管道分别连接至挥发组分存储槽3和真空泵7。

挥发组分存储槽3结构包括蒸汽进气口3-1、液化液体出口3-2、储液室外壳3-3、储液室内壳3-4，所述，储液室外壳3-3侧壁与蒸汽进气口3-1、液化液体出口3-2连接，所述储液室外壳3-3底壁与减压蒸发室2连接，所述储液室外壳3-3与储液室内壳3-4连接在一起，保持密封。

在储液室外壳3-3和储液室内壳3-4之间细口端通过螺纹连接，在另一端粗口端有能和储液室外壳3-3啮合的螺丝环3-5和垫片3-6，保持储液室外壳3-3和储液室内壳3-4间密封，可拆卸或拼接组合。

搅拌系统5结构包括搅拌电机5-1、主轴5-2、锥形螺旋叶片5-3，锥形螺旋叶片5-3锥角与储液室内壳3-4锥角刚好一致。

实施例2利用实施例1构建的装置过滤、洗涤、干燥50kg干基27％的氢氧化镁浆液

氢氧化镁来源于氢氧化钠与氯化镁溶液反应，含量大量氯化钠杂质，采用实施例1构建的装置过滤、洗涤、干燥氢氧化镁浆液，按照如下步骤进行：

1)物料准备阶段，向真空过滤筒4中加入50kg氢氧化镁料浆，通过水浴加热套4-3加热至95℃并搅拌；

2)真空绝热室1、减压蒸发室2抽真空阶段，开启阀门e、阀门k、阀门d，运行真空泵6抽真空5min-1，排出真空绝热室1、减压蒸发室2中的空气；

3)过滤阶段，关闭阀门d、阀门e，关闭真空泵7，开启搅拌装置4-2搅拌氢氧化镁浆液，运行气体压缩泵6，溶液通过过滤板4-4过滤；

4)洗涤阶段，保持气体压缩泵6运行，开启阀门h-1，将蒸馏水泵入至真空过滤筒4洗涤；

5)干燥及排料阶段，保持气体压缩泵6运行，开启阀门n-1，密封真空过滤筒4，滤饼上残留水分蒸发，保持搅拌，至氢氧化镁干燥完毕，开启阀门j-1，排出干燥后的氢氧化镁；

6)重复步骤1)～5)进入下一个操作周期，重复一次。

经过两次过滤、洗涤、干燥操作，得到氢氧化镁干料中氯化钠含量小于100ppm，氢氧化镁含水率小于8％。

实施例3利用实施例1构建的装置操作碳酸铵浸出化铜，过滤、洗涤、干燥50kg含氧化铜的矿石。

1)物料准备阶段，向真空过滤筒4中加入含氧化铜的矿石和碳酸铵溶液，加热并搅拌，碳酸铵和氧化铜反应并溶解氧化铜；

2)真空绝热室1、减压蒸发室2抽真空阶段，开启阀门e、阀门k、阀门d，运行真空泵7，排出真空绝热室1、减压蒸发室2中的空气；

3)过滤阶段，关闭阀门d、阀门e，关闭真空泵7，开启搅拌装置4-2搅拌物料，运行气体压缩泵6，溶液通过过滤板4-4过滤；

4)洗涤阶段，保持气体压缩泵6运行，开启阀门h-1，将冷凝碳酸铵溶液泵入至真空过滤筒4，洗涤滤饼；

5)干燥及排料阶段，保持气体压缩泵6运行，开启阀门n-1，密封真空过滤筒4，滤饼上碳酸铵蒸发，保持搅拌，至物料干燥完毕，开启阀门j-1，干燥物料排出；

6)重复步骤1)～5)进入下一个操作周期，重复一次。

经过两次浸出、过滤、洗涤、干燥操作，得到氧化铜回收率在85％以上，浸出渣无明显氨味。

实施例5利用实施例1构建的装置操作碳酸铵浸出、过滤、洗涤、干燥50kg含铜、锌、镉重金属超标的焚烧污泥

1)物料准备阶段，向真空过滤筒4中加入污泥和碳酸铵溶液，加热并搅拌，碳酸铵和焚烧污泥反应并溶解氧化铜、氧化锌、氧化镉；

2)真空绝热室1、减压蒸发室2抽真空阶段，开启阀门e、阀门k、阀门d，运行真空泵7，排出真空绝热室1、减压蒸发室2中的空气；

3)过滤阶段，关闭阀门d、阀门e，关闭真空泵7，开启搅拌装置4-2搅拌物料，运行气体压缩泵6，溶液通过过滤板4-4过滤；

4)洗涤阶段，保持气体压缩泵6运行，开启阀门h-1，将冷凝碳酸铵溶液泵入至真空过滤筒4，洗涤滤饼；

5)干燥及排料阶段，保持气体压缩泵6运行，开启阀门n-1，密封真空过滤筒4，滤饼上碳酸铵蒸发，保持搅拌，至物料干燥完毕，开启阀门j-1，干燥物料排出；

6)重复步骤1)～5)进入下一个操作周期，重复一次。

经过两次浸出、过滤、洗涤、干燥操作，得到焚烧泥中铜、锌、镉均减少80％以上。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除