[实用新型]流体中磁性颗粒的回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种流体中磁性颗粒的回收装置，特别涉及一种流体中磁性纳米颗粒的回收装置。

背景技术

纳米材料由于具有特有的小尺寸效应、表面特性和多种优异的物理、化学性能，使其具有广泛的潜在应用前景。纳米颗粒催化剂如TiO₂、过渡族金属、贵金属等是很好的催化剂材料。纳米颗粒催化剂具有很大的表面积，具有较高的表面活性，因而是优异的催化活性剂，特别是纳米颗粒催化剂在溶液中以悬浮态应用时，光催化降解效率很高。然而，若悬浮于溶液中的纳米颗粒催化剂不能回收，则会使成本显著提高。目前已开发出纳米颗粒催化剂与具有纳米磁性氧化铁的复合物，并应用于催化反应研究。在利用纳米颗粒催化剂催化性能的同时，可望利用磁性氧化铁的软磁特性采用外加磁场对催化剂颗粒收集。然而，怎样利用外加磁场高效地将纳米磁性颗粒(如纳米TiO₂复合磁性颗粒)从溶液中、特别是在流动状态下实现分离回收是实现应用的急待解决的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可从持续流动的流体中回收磁性颗粒的装置，特别是从持续流动的流体中回收磁性纳米颗粒的装置。

为实现上述目的，本实用新型包括：

一流体中磁性颗粒分离与吸附装置，包括用于吸附分离磁性物质的吸附管道4、蓄水容器14和排水容器3；所述吸附管道4的外部设有可产生磁场的装置5，所述吸附管道4的下端与所述蓄水容器14的顶部连通；所述吸附管道4的上端与所述排水容器3的底部连通；所述排水容器3的顶部设有上清水入口1和上排水口2；所述蓄水容器14设有入水口6、下清水入口8和下排水口9；

一磁性颗粒收集装置，包括收集器12和设于所述收集器12底部的可产生磁场的装置10，所述收集器12设有收集器入水口13和收集器排水口11；

所述蓄水容器14的底部与所述收集器12的收集器入水口13通过管道连接。

上述可产生磁场的装置5和10可以为电磁铁、磁铁、电磁线圈等装置。

其中，所述收集器12的容积应大于蓄水容器14和吸附管道4的总容积，可产生磁场的装置10的磁场强度以能将距磁体15～30mm的磁性颗粒吸引至磁体为宜；

蓄水容器14的容积大于吸附管道4的容积总和，蓄水容器14截面积大于吸附管道4的截面积总和，蓄水容器14的高度要大于吸附管道4的直径的1.5～2倍。

所述吸附管道4的材料可为任意强度可以达到支撑要求的材料，吸附管道4的材料优选为软磁性铁合金，可进一步提高吸附效果，提高装置的吸附效率。所述吸附管道4外部设有的可产生磁场的装置5，其磁场强度应能将管道中心处的磁性颗粒吸引并停留至吸附管道4的内壁。

所述吸附管道4为1根以上的一组管道，管道数量可根据排水量的需求来确定，或使多根管道的总截面积(即：单根管道截面积×管道数量)与入水口6管道的截面积相近。所述用于吸附分离磁性物质的吸附管道4的优选直径为15-60mm，吸附管道4长度为可产生磁场的装置5尺寸的2～3倍以上，以方便可产生磁场的装置5装卸。这样的结构，既可以充分利用磁场的作用有效吸附流过的液体中的磁性颗粒，使流出的液体中几乎没有残留磁性颗粒，又使液体可以同时通过多根管道流出，提高了液体中磁性粒子分离处理和回收的效率。

所述蓄水容器14中还设有搅拌器15，这样的结构，使附着于吸附管道4的内壁的磁性颗粒用水冲洗回收时，使附着于吸附管道4上的磁性颗粒容易悬浮于水中，提高回收效果。

本实用新型的回收装置实现磁性颗粒从溶液中分离和进行回收的原理是：将溶液从入水口6泵入蓄水容器14中，然后分流至数个直径较小的软磁性铁合金吸附管道4中，并通过可产生磁场的装置5在吸附管道4外侧加电磁场，利用外磁场的有效作用，将溶液中磁性颗粒从溶液吸引至铁合金管壁并在磁力作用下吸附在管壁上，实现将流动液体中的磁性颗粒分离出来并吸附于铁合金管壁上。而流体流过后通过上排水口2排出。当将流体排出后，或终止排放液体后，通过上清水入口1充入干净的水溶液，去除电磁场，让吸附于吸附管道管壁上的磁性颗粒落入水溶液中，然后将水溶液排入磁性颗粒收集器12中，利用收集器12底部的电磁铁10外加磁场，使磁性颗粒沉淀于容器的底部。以便随时取出颗粒清洗和再利用。