[发明专利]一种连续的气助吸附分离方法及设备

说明书

本发明涉及一种连续的气助吸附分离方法及设备。本发明连续的气助吸附分离在连续的气助吸附分离设备上进行，所述设备由气浮柱、设置于其顶部且能够连续转动的吸附剂薄膜和带滑轮的脱附槽和洗涤槽构成，气浮柱中首先泵入清液至液面刚好与吸附剂薄膜接触，打开气阀，控制气体连续通过气浮柱，然后将含待分离有机物或离子型物质的溶液连续泵入气浮柱中，上升气泡携带有机物或离子型物质向上传递，到达液面附近后被连续转动的吸附剂薄膜捕获并带出母液，接着，吸附剂薄膜连续通过脱附槽和洗涤槽完成脱附和洗涤，再生吸附剂薄膜重新用于吸附。本发明能实现全流程连续、吸附剂易于回收且适用于复杂溶液体系分离，分离效率高、分离效果好。

技术领域

本发明涉及一种吸附分离方法，特别涉及一种可全流程连续的气助吸附分离方法及设备。

背景技术

吸附分离技术通常包括吸附剂的制备、吸附剂用于溶质的吸附、将吸附剂从分离体系中去除然后吸附剂经脱附后循环利用。由于该技术具有成本低、过程简单和分离效率高等优点，已经在天然产物分离、金属分离、其它各种物质的分离和废水处理过程有着非常广泛的应用。尽管该技术在各种分离过程中已取得很大的进展，但仍然存在以下一些问题：一是吸附剂的分离回收困难，目前常用的方法是离心、过滤或装柱，离心或过滤存在能耗高、装柱存在装卸步骤繁琐且对吸附剂颗粒机械强度要求高等一系列问题，特别是当吸附剂粒径趋于纳米级后这种吸附剂的回收过程变得更加困难；二是无法实现整个吸附、洗涤和脱附过程的全流程连续；三是吸附分离过程无法适用于含颗粒的复杂溶液体系。

近几十年发展起来的气泡吸附分离技术，它是依据表面吸附的原理，以气泡作为载体使溶液中的颗粒、特定目标分子或离子等附着或吸附在“气-液”界面与母液分离的方法，曾于上世纪八十年代被美国列为十大化工新技术之一，该技术用于分子或离子的分离又名溶剂气浮，气泡通过远距离捕获目标分子将该分子运送到上溶剂层进而实现赋存，最终获得分离。

为解决吸附分离技术所存在的问题，本发明将气浮分离技术与吸附分离技术耦合，发展气助吸附分离新技术，即：气泡将溶液中的目标分子或离子运送到气浮柱顶部液面，这些分子或离子被上部与液面密切接触且连续转动的吸附剂薄膜吸附并连续带出溶液，实现连续的吸附分离过程，接着，吸附剂薄膜连续通过脱附槽中脱附液完成连续脱附过程，经脱附的吸附剂薄膜跟洗涤槽中洗涤液连续接触完成连续洗涤过程，最后经再生的吸附剂薄膜重新用于吸附过程，如此循环，完成全流程的连续气助吸附分离过程。这种耦合技术使得吸附剂的回收变得非常的简单，同时因吸附剂薄膜与溶液中颗粒易于分离使得该技术可适应于复杂的溶液体系，更重要的是可实现吸附、洗涤和脱附过程的全流程连续。气助吸附分离技术及其设备的研究将是一个崭新的研究方向，对于促进吸附分离技术的发展和拓宽气泡吸附分离技术的应用领域均有着良好的理论意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种可适用于复杂体系中目标物质的直接分离的全流程连续的气助吸附分离方法及设备，解决吸附分离过程所存在的吸附剂回收困难、吸附、洗涤和脱附过程难于全流程连续和无法适用于含颗粒的复杂分离体系等难题。

本发明的技术方案为：

一种连续的气助吸附分离方法，连续的气助吸附分离在连续的气助吸附分离设备上进行，所述设备由气浮柱、设置于其顶部且能够连续转动的吸附剂薄膜及带滑轮的脱附槽和洗涤槽构成，气浮柱中首先泵入清液至液面刚好与吸附剂薄膜接触，打开气阀，控制气体连续通过气浮柱，然后将含颗粒和待分离有机物或离子型物质的溶液连续泵入气浮柱中，上升气泡携带有机物或离子型物质向上传递，到达液面附近后被连续转动的吸附剂薄膜捕获并带出母液，颗粒则截留在母液中；接着，吸附剂薄膜连续通过脱附槽中脱附液完成连续脱附过程；经脱附的吸附剂薄膜与洗涤槽中洗涤液连续接触完成连续洗涤过程，最后经再生的吸附剂薄膜重新用于吸附过程，如此循环，气浮柱的底部清液从出口经U型调节管流入清液接收槽，完成全流程连续的气助吸附分离过程。

进一步地，还包括向气浮柱中加入表面活性剂或萃取剂，表面活性剂或萃取剂能够辅助气泡携带溶液中有机物或离子型物质向上传递。