專利名稱：可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化床裝置及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化床裝置 及其應(yīng)用方法，尤指一種逆向?qū)游鲆垣@得萃余物以及萃出 物，進而達成分離純化的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
超臨界二氧化碳相關(guān)的制程技術(shù)自從1978年第一座萃 取工廠開始運作以來，除了引發(fā)全球各地爭相建造萃取工廠 外，二氧化碳的應(yīng)用也迅速在其它領(lǐng)域展開，如層析、粉體 材料制造與加工、高分子合成與加工、食品與天然物的加工 與精煉等；以應(yīng)用屬性來說，超臨界二氧化碳在分離純化的 應(yīng)用具有低能耗與下游加工容易等優(yōu)點；其中，超臨界二氧 化碳在固體型態(tài)的天然物萃取技術(shù)上，其工業(yè)化可說是已經(jīng) 相當成功，所累積的工程技術(shù)也相當成熟，但在其它精餾與 純化上，則仍有相當大的研究與開發(fā)空間；雖然適用于液體 進料的超臨界分餾技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用于大量生產(chǎn)工廠，但仍需 與傳統(tǒng)的純化單元合并使用，并無法完全使用超臨界分餾技 術(shù)而獲得所需要的品質(zhì)與純度；使用固體吸附分離的超臨界 層析技術(shù)，雖然可以獲得所需要的純度而且也在1980年代 初期便已經(jīng)被商業(yè)化了，其中除了分析級的層析外，也有制 備級的層析被成功開發(fā)出來，但是在工業(yè)大量生產(chǎn)上仍未見 應(yīng)用的案例；近年，有研究人員將仿真移動床(simulated moving bed)的原理應(yīng)用于超臨界層析，使得連續(xù)式的分離純 化變?yōu)榭赡?；唯本項技術(shù)因為需使用數(shù)量相當多的高壓閥 門，或是特制的多通控制閥門，因此雖然每公斤固體吸附劑
的產(chǎn)出較大，人事成本也較低，但在設(shè)備投資上仍然偏高； 此外，因為使用固定床進行吸附，所以產(chǎn)能也因操作壓力的 限制而不易提高。而，傳統(tǒng)上，使用固體吸附劑進行分離純化，除了固定 床外，也有利用流化床者，使用空氣或各種液體的流化床技 術(shù)早已經(jīng)是相當成熟的工藝，但是直到近年才開始有人利用超臨界二氧化》友進行流化床的應(yīng)用與研究；德國漢堡大學(xué)的研究顯示，傳統(tǒng)的流化床理論或是設(shè)計概念也可以被應(yīng)用于 使用超臨界二氧化碳所造成的流體化床之中，雖然流體化床 技術(shù)已經(jīng)很成熟了 ，但是使用超臨界二氧化碳當作流體化介質(zhì)的應(yīng)用，則直到1998年才開始首度被應(yīng)用在粉體鍍膜上； 雖然在1998年的研討會上，Sunol并沒有流體化的直接證據(jù)， 但是已經(jīng)開始嘗試使用超臨界二氧化碳當作流體化的介質(zhì)， 在大約同時，德國漢堡大學(xué)Brunner的實驗室也開始投入相 當多的應(yīng)用與基礎(chǔ)研究；目前使用超臨界二氧化碳進行流化 床的應(yīng)用主要仍以粉粒表面鍍膜或是進行生醫(yī)藥粉體的包 覆為主，其它的應(yīng)用如化學(xué)反應(yīng)或是吸附分離純化則尚未見 開始，其主要原因是因粉體的輸送并不易在高壓的二氧化碳 之中進行，因此目前也僅能應(yīng)用于可批次操作的粉體粒子鍍 膜。傳統(tǒng)上，粉體的輸送以氣送或漿料泵為主，但在高壓的 二氧化碳環(huán)境之下，這些設(shè)備并不可行，除了機械式的輸送 外(1980年代所研究的磁穩(wěn)定流化床技術(shù))，則進一步應(yīng)用電 磁作用開發(fā)出可磁化粉體的輸送，其中包括下降流速的控制 與上提的輸送等。利用電磁作用進行可磁化粉體的輸送，可 以直接在管路中進行，因此非常適合于高壓二氧化碳環(huán)境下 使用。Rosensweig在Exxon公司的支持下，于1980年前便已 經(jīng)首先將磁穩(wěn)定流化床進行完整的研究與探討，之后的10
年，許多創(chuàng)新的應(yīng)用，見念以及實-瞼室的-瞼i正廣泛地4皮才是出與發(fā)表，這些應(yīng)用為主的研究一直持續(xù)到1990年初期為止， 近10年的研究與文獻發(fā)表則著重在流體力學(xué)的探討與床體 行為的基本研究上，具體而言，攸關(guān)本發(fā)明關(guān)聯(lián)性較深的先 前技術(shù)有1 、磁閥(Magnetic Valve):利用電磁作用將可磁化的粒子阻擋在篩網(wǎng)之上，并利用 解除電流使粒子得以通過篩網(wǎng)而往下流動，進而控制粒子的 流動；但該技術(shù)對于導(dǎo)磁性材料的管柱并不適用，致使應(yīng)用 在高壓超臨界流體的設(shè)備管件上造成困難。2、 磁升(Magnetic Elevator):利用多組線圈交互通過電流將可磁化粉體粒子往上移 動；雖該技術(shù)可以利用電磁感應(yīng)輸送可磁化粉體粒子，唯不 易應(yīng)用于高壓管件中。3 、 垂直接觸連續(xù)式層析(continuous chromhatography by crossflow》在磁化流動床側(cè)邊裝置隔板將粒子引出流化床，另一邊 則持續(xù)將可磁化的粒子送入流化床當中，造成流化的粉體粒 子沿著與流體垂直方向的流動；在粉體進料處的流化床底部 送入混合物的進料，該進料內(nèi)的不同物質(zhì)則因與粒子不同的 吸附能力，而在流化床頂部不同處流出；由于單一床體的截 面積小，因此對于相對選擇性較低的成分并不易分離。4、 逆向接觸式連續(xù)層析(continuous chromatography by countercurrent):利用可磁化的懸浮液體(一種奈米流體)在電磁作用下穩(wěn) 定固體吸附劑，并讓固體吸附劑由上往下流動，而可磁化流 體由下往上流動，其中混合物進料與可磁化流體一起從萃取 管柱的中段送入，而萃出物從進料口下部流出而萃余物則從
進料口上部流出；本技術(shù)揭示與傳統(tǒng)吸收塔相似的分離方法與概念，但是使用奈米流體雖然易于粉體的輸送與流動，但 也增加回收^分體與再生時的困難。5、磁穩(wěn)定流化床的逆向?qū)游龃壯b置利用三個磁穩(wěn)定流化床進行分離純化，其中第 一個流化 床為吸附床，第二個為清洗床，第三個為去吸附床；制程概 念與上述逆向接觸式連續(xù)層析相仿，唯并未揭示如何輸送粉 體，因此也不適合于高壓操作。層析的材料；揭示應(yīng)用核 一 殼結(jié)構(gòu)的粉體作為磁穩(wěn)定流化床 的技術(shù)，并揭示如何制備與提升吸附選擇性，但并未揭示連 續(xù)操作的技術(shù)。7、使用可磁化與不可磁化的混合粉體作為磁穩(wěn)定流化 床的技術(shù)；引述資料未完全揭示如何利用少量可磁化粉體便 可獲得磁穩(wěn)定流化床的技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明關(guān)于一種可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化床的裝 置及其應(yīng)用方法，主要目的在于利用電磁作用將可磁化粉體 粒子與高壓流體或溶液進行逆向接觸，該粉體粒子被外加的 電流磁化之后，可藉由控制超臨界流體于特定的流速范圍 內(nèi)，使得粉體在高壓管柱內(nèi)形成穩(wěn)定的流化床；從而，本發(fā) 明在高壓的二氧化碳環(huán)境中，利用電磁作用進行可磁化粉體 的輸送裝置開發(fā)，進而將的應(yīng)用于連續(xù)式層析制程，期使綠 色的超臨界二氧化碳技術(shù)早日在分離純化上獲得工業(yè)化的 成功。就本發(fā)明的裝置而言，關(guān)于一種可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn) 定流化床裝置，主要包括(A) —個耐壓外管；其中該耐壓外管包括可耐高壓材料
的管件，其材料可以為不銹鋼、碳鋼、銅、或鋁等其它金屬。(B) —個低磁導(dǎo)的內(nèi)管；(C) 一個配置在內(nèi)管與耐壓外管間的電f茲線圈；電i茲線 圏以硅鋼片或其它導(dǎo)磁材料層包覆以增加內(nèi)管磁場穩(wěn)定性 與強度。(D) —個在內(nèi)管上具有比可磁化粉體粒子內(nèi)徑小的孔洞；(E) —個比可磁化粉體粒子的粒徑大的網(wǎng)孔篩板； 藉由電石茲作用控制含有可磁化粉體的流動。 就本發(fā)明的方法而言，主要是一種可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化床的應(yīng)用方法，以電磁作用將可磁化粉體粒子與高 壓流體或溶液進行逆向接觸，該粉體粒子被外加的電流磁化 之后，可藉由控制超臨界流體于特定的流速范圍內(nèi)，使得粉 體在高壓管柱內(nèi)形成穩(wěn)定的流化床。


圖1為本發(fā)明超臨界二氧化碳環(huán)境下使用磁穩(wěn)定的連續(xù) 式層析流程圖；圖2為本發(fā)明泄壓分離溶質(zhì)流程示意圖；圖3為本發(fā)明的磁閥及其裝置關(guān)系圖；圖4為高壓磁穩(wěn)定流化床示意圖。圖號i兌明100:管柱110:電》茲線圏120:網(wǎng)孔篩板130:上升導(dǎo)管140: 二氧化碳150:萃出物160:萃余物170流量計180磁閥190進料口192精餾段194洗滌段196再生段198回收段172調(diào)壓閥174分離槽176壓力計178閥門300二氧化碳310反應(yīng)液320粉體330二氧化碳500耐壓外管510內(nèi)管520過濾裝置530網(wǎng)孔篩板540電磁線圏550導(dǎo)磁材料層560螺絲580: 流體出入口具體實施方式
以下透過圖式，對于本發(fā)明的內(nèi)容、特點及實施例為一 說明，而使貴審查人員對于本發(fā)明有更進一步的理解。請參閱圖l所示，揭示本發(fā)明的流程1、在一個逆向接觸管柱100,設(shè)置多個電磁線圈UO，與網(wǎng)3L篩^反120,并以石茲閥180以/磁閥為例配合圖2所示控 制粉體往下流的流速。在每一個磁閥180的電磁線圈110上 方則保持 一 段低磁通量的空間使得可磁化粉體粒子在該空 間內(nèi)的密度可以盡量降低，并讓大部分的粉體被固定化在底 部。2、 控制電f茲線圈IIO電流的關(guān)與閉，在每一個磁閥180 上方加載定量的可^茲化粉體，并于配有多個電》茲線圈110的 上升導(dǎo)管中130,利用電流交互開關(guān)使得每間隔一個電磁線 圏110便有一段的可磁化粉體的固定床(或流化床)。3、 經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)與溫度控制的二氧化碳140,由管柱 IOO下方導(dǎo)入，使得管柱100內(nèi)的粉體開始流體化形成流化 床。4、 二氧化碳除可由管柱IOO頂端出口外，也分別于管 柱100不同高度處設(shè)置其它兩個出口 ，下方出口稱之為萃出 物150,上方出口稱之為萃余物160。三個出口皆須裝置過 濾器以防止粉體粒子被攜出管柱100外。另外可利用流量計 170,與》茲閥180,予以控制其流量，圖l則《義標示頂端出口 的流量控制裝置。5、 在萃出物與萃余物的出口處之間，設(shè)置一個進料口 190提供進料用，其可以使用計量泵加壓之后泵入管柱中， 進料的混合物中含有與固體吸附劑較大親和力的A與較弱 親和力的B。其進口處也需裝置逆止閥與過濾器。6、 當進料泵入管柱中段以后，將與使用磁閥控制流量 的固體吸附劑接觸進入下方的精餾段192，因此吸附力較大 的A往下流動，而吸附力壽交弱的B則#皮往上流動的二氧化^灰 沖提進入上方的洗滌段194。此處的精餾段(fractionation)與 洗滌段(stripping)是比照傳統(tǒng)蒸餾塔的用語。精餾段與洗滌段 內(nèi)可以設(shè)置1到多個的磁閥，則視所需要的床體高度而定。7、 在萃出物出口下方的管柱其功能主要在利用往上流
動的新鮮二氧化碳清洗與再生其固體吸附劑，因此可稱之為再生段196。經(jīng)再生之后的固體吸附劑，被送入上升導(dǎo)管130, 以循環(huán)4吏用。8 、被二氧化碳沖提進入洗滌段的超臨界溶液被部分引 出管柱外面成為萃余物160，而部分只含B成分的往上溶液 則與從塔頂往下流動的固體吸附劑接觸將成分B從溶液中吸 附出來往下流動，因此沖提用的二氧化碳得以干凈地從塔頂 離開并回收循環(huán)使用。洗滌段194，上方的管柱其主要功能 在移除二氧化碳中的殘留物質(zhì)，因此可稱之回收段198。其中，值得一提的是，本方法制程的產(chǎn)物為兩個不同的 超臨界二氧化碳溶液，萃出物150，與萃余物160,其溶質(zhì) 成分的濃縮或是精制可以藉由在出口端設(shè)置分離槽或結(jié)晶 罐而達成。 一般溶解在二氧化碳中的溶質(zhì)可藉降壓或是調(diào)節(jié) 溫度而沉淀或析出，其中，降壓是最常見的方法。除了直接 降至常壓回收所有的溶質(zhì)外，工業(yè)生產(chǎn)時一般會降至42-56 大氣壓，使得二氧化碳易于回收，并減少循環(huán)時所需要的壓 縮或冷卻。工業(yè)上， 一般使用如圖2的技術(shù)手段為之。降壓 后溶質(zhì)會析出或沉淀并暫存于分離槽中，而由分離槽離開的 二氧化碳氣體則 一般利用冷卻將之液化儲存于二氧化碳儲 槽中，以方便回收使用。必要時，回收儲存前可以再予以精 餾純化。其中從萃出物150，與萃余物160,出口所回收的 二氧化碳氣體可以與由塔頂回收段198,上方所出來的二氧 化碳合流回收。除此之外，也可以藉由水洗而將溶質(zhì)移轉(zhuǎn)到 水溶液中。此一方法的優(yōu)點在于等壓操作，因此二氧化碳循 環(huán)所需要的壓縮功可以降至最低，進而減少操作成本。請參閱圖2,同時配合圖1所示，是本發(fā)明使用降壓手 段收集萃出物與萃余物的操作流程。其中從磁穩(wěn)定流化床的 層吸管柱100上端以及萃出物與萃余物出口 150與160出來 的二氧化碳先經(jīng)過調(diào)壓閥172,降低壓力并將超臨界二氧化 石友中的溶質(zhì)或不純物沉淀在分離槽中174,其中分離槽的壓 力使用壓力計176,讀出并提供電子訊號給予調(diào)壓閥172。 經(jīng)過泄壓分離出溶質(zhì)的二氧化碳經(jīng)過流量計170，與磁閥180 之后回收。而沉淀出來的溶質(zhì)或不純物成分，則藉由分離槽 底部的閥門178，予以排出收集，排出的方式可以是自動或 手動。對于固體吸附劑的補充與開機裝載，則可于管柱頂端 裝置一個與管柱相接的高壓粉體儲槽，其中為保持壓力平 衡，需要在粉體儲槽頂部與二氧化碳進料140,保持氣體的 連通。裝載粉體的過程須保持二氧化碳的流動。儲槽的開啟 除了可利用磁閥外，也可以采用傳統(tǒng)的機械式閥門。關(guān)機時， 固體吸附劑則可以分別于管柱100，下方與上升導(dǎo)管130, 下方設(shè)置開口移出粉體。為使固體吸附劑對溶質(zhì)具有選擇性，則可在可磁化的粉 體粒子材料表面批覆一層具有吸附選擇性的分子層或是膜 層。另外將可磁化粉體粒子材料與具有溶質(zhì)吸附選擇性的粉 體粒子材料混合，也 一 樣可以達到流體化以及吸附選擇性的 功能。本發(fā)明的制程方法其粉體的流動雖不是真正的連續(xù)，但 是利用磁閥的快速開與關(guān)控制粉體粒子往下掉落的流量，其 比傳統(tǒng)的仿真移動床色"i普[SMB(simulated moving bed)〗更4妄 近真實移動床色譜[TMB(true moving bed)]，因此本方法制程 的操作介于TMB與SMB之間。雖然可以使用疊層技術(shù) (superposition)加以仿真，或是其它復(fù)雜的計算方式力。以仿 真，但是簡要的操作參數(shù)設(shè)定可以使用計算真實移動床色譜 (TMB)時所使用的McCabe-Thiele方法，或是使用計算仿真 移動床色譜(SMB)時所是使用的三角形定理，加以估算所需 要的參數(shù)設(shè)定或是平衡板數(shù)的計算。對于吸附行為不屬于線 性的高濃度溶液，其平衡行為則可以使用Langmuir、 BET、 Freundlich等溫吸附模式加以預(yù)測。
由于超臨界二氧化碳是在高壓之下操作，因此一般使用 碳鋼制造。但是因為碳鋼是容易導(dǎo)磁的材料，因此磁場并不 易控制在局部范圍內(nèi)。雖然不銹鋼或是其它的金屬材料其導(dǎo) 磁性較碳鋼為差，但是并不是本項裝置理想的耐壓材料。一般的非導(dǎo)磁材料層由于耐壓較差因此在制作上也必 須加大厚度，因此會讓設(shè)備成本增高。 一般在高壓設(shè)備制造時，所選用的材料是以金屬為主，凡是大約10大氣壓以上的設(shè)備或是管件，基于安全考量一般都是以金屬材料為首選 的材料。請參閱圖3所示，進一步說明本發(fā)明用于高壓操作的磁 閥裝置，由于該磁閥裝置是對稱設(shè)計，因此圖3僅顯示裝置 的對稱的一半。在一耐壓外管500,內(nèi)裝置一個低磁導(dǎo)材料 層的內(nèi)管510。該內(nèi)管應(yīng)有過濾裝置520以讓內(nèi)管5 10的內(nèi) 外壓力保持平衡，又可限制流體化的微粉僅能在內(nèi)管中流 動。該過濾裝置520的孔洞大小應(yīng)小于粉粒的直徑以有效限 制粉粒在內(nèi)管流動。該內(nèi)管510的材質(zhì)對于耐壓并不需特別 要求，但應(yīng)該要能耐磨，也應(yīng)該不與二氧化碳或是流動中的 流體產(chǎn)生作用。例如鐵氟龍、陶瓷、玻璃、或是在操作溫度 下不與流體作用的塑料或是其它不與二氧化碳作用的塑料材料等低磁導(dǎo)材料，都是良好的選擇。低磁導(dǎo)材料為磁化系數(shù)(磁化率)(magnetic susceptibility) 小于0的。當材料的磁化系數(shù)小于0時，外加的磁場在材料 內(nèi)部將會產(chǎn)生互相抵銷而降低外加磁場的強度。除了前述的 材料外，金屬材料中如金(-28 x IO力、鉛(-23xi(T6)、以及銅 (-0.1 x 10-6)等，也都具有抗磁性(diamagnetism),但以磁化系 數(shù)愈小愈好。在兩個磁閥180 (以磁閥為例)(如圖1、圖2所示) 裝置之間，應(yīng)該都要有網(wǎng)孔篩板530以輔助承載粉粒。然而， 如應(yīng)用于粉體輸送，如圖1所示的上升導(dǎo)管130，并不需要
網(wǎng)孔篩才反。在內(nèi)管510下端外圍則裝設(shè)電》茲線圈540受^茲閩180控 制，并以匸字型導(dǎo)磁材料層550包覆。較佳的導(dǎo)磁材料層如 硅鋼片。上述的單元，可以依據(jù)一節(jié)一節(jié)靠螺絲560或是快 速C型夾組裝接合便可構(gòu)成一個適合于高壓流體操作的連續(xù) 式逆向?qū)游龉苤Ｆ渲?，可在耐壓外?00設(shè)置流體出入口 580以供進料 與出料用。又，圖3的裝置如果單獨使用，或是串接使用，并讓入 口的超臨界二氧化碳預(yù)先混合鍍層所需的溶質(zhì)，則溶液與流 化床的粉體粒子接觸后，溶質(zhì)會吸附在粉體粒子表面，進而 在粉體粒子表面產(chǎn)生鍍層。待操作一段時間之后，取出粉體 則可獲得具有鍍層的粉體粒子，其中粉體粒子為可磁化粉體 粒子。若是使用不可磁化粉體粒子，則加入高于15wt。/。的可磁 化粉體粒子協(xié)助將混合的粉體流體化，也可同樣達成均勻鍍 層的目的。進口的超臨界二氧化碳溶液也可預(yù)先經(jīng)由一噴嘴 進入流化床使得形成噴霧增加膜層的成長速度，或是直接使 用降壓閥使得產(chǎn)生壓降導(dǎo)致溶質(zhì)在粉體粒子表面的析出，或 是析出的溶質(zhì)被流體化的粉體粒子所吸附，兩種情形都會在 粉體粒子表面產(chǎn)生膜層。在超臨界流體中的溶質(zhì)可藉由計量液體泵與超臨界二氧化碳混合后進入流化床；或是在進入流 化床之前提供二氧化碳與溶質(zhì)足夠的接觸時間，先讓二氧化 碳與溶質(zhì)達到飽和之后再進入流化床之中，遂行鍍膜的目 的。請參閱圖4所示的鍍層裝置，圖中二氧化碳300與欲鍍 層的反應(yīng)液310， 一起由裝置底部進入，與磁穩(wěn)定流化床中 的粉體320接觸，導(dǎo)致在粉體粒子表面鍍層。裝置頂端出口 的二氧化碳330,可利用如圖2的設(shè)計予以純化回收再循環(huán) 使用。當鍍層結(jié)束后，切斷電磁線圈540的電源開關(guān)即可讓鍍 膜的粉體粒子掉落并收集。如果讓粉體由本裝置上端連續(xù)進 料，而利用裝設(shè)的電流的開與關(guān)控制粉體粒子流動的流速， 也可輕易達成連續(xù)操作的目的。圖4中粉體的進料也可使用圖3所示的裝置，或是其它 機械式裝置，或是將粉體制作成漿料并使用液漿泵進料，其 中的液體也可一并由二氧化碳所干燥。當圖四裝置內(nèi)的流化 床粉體是一種含有催化作用的固體催化劑，則本裝置也可成 為 一催化反應(yīng)器進行催化反應(yīng)。綜上所迷，本發(fā)明確實符合產(chǎn)業(yè)利用性，且未于申請前 見于刊物或公開使用，亦未為公眾所知悉，且具有非顯而易 知性，符合可專利的要件，于是依法提出專利申請。然而上述所陳，為本發(fā)明產(chǎn)業(yè)上一較佳實施例，舉凡依 本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化，皆屬本案訴求標的的 范疇。
權(quán)利要求
1、一種可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化床裝置，主要包括一個耐壓外管；一個低磁導(dǎo)的內(nèi)管；一個配置在內(nèi)管與耐壓外管間的電磁線圈；一個在內(nèi)管上具有比可磁化粉體粒子內(nèi)徑小的孔洞；一個比可磁化粉體粒子的粒徑大的網(wǎng)孔篩板；藉由電磁作用控制含有可磁化粉體的流動。
2、 如權(quán)利要求1所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床裝置，其中該網(wǎng)孔篩板置于接近線圏底部位置。
3、 如權(quán)利要求1所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床裝置，其中該電^茲線圏以硅鋼片或其它導(dǎo)磁材料層包覆以 增加內(nèi)管磁場穩(wěn)定性與強度。
4、 如權(quán)利要求1所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床裝置，其中該耐壓外管包括可耐高壓材料的管件，其材料 可以為不銹鋼、碳鋼、銅、或鋁等其它金屬。
5、 如權(quán)利要求1所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床裝置，其中該低磁導(dǎo)的內(nèi)管包括鐵氟龍、陶瓷、玻璃、或 是在操作溫度下不與流體作用的塑料。
6、 如權(quán)利要求1所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床裝置，其中該耐壓外管制作1個以上的出口或入口，提供 高壓流體與進#牛流體的輸出與輸入。
7 、 一種可在高壓環(huán)境中的/f茲穩(wěn)定流化床的應(yīng)用方法， 以電磁作用將可磁化粉體粒子與高壓流體或溶液進行逆向 接觸，該粉體粒子被外加的電流磁化之后，可藉由控制超臨 界流體于特定的流速范圍內(nèi)，使得粉體在高壓管柱內(nèi)形成穩(wěn)定的流4b床。
8、如權(quán)利要求7所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床的應(yīng)用方法，其中該輸入的高壓流體含有溶質(zhì)的溶液，該 溶液經(jīng)過磁化穩(wěn)定的流化床時，可在粉體粒子表面鍍膜或形 成分子膜。
9、 如權(quán)利要求7所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床的應(yīng)用方法，其中該輸入的高壓流體含有一種反應(yīng)物流 體，而且該流化床是一種含有固體催化劑的磁穩(wěn)定流化床以 進行催化反應(yīng)。
10、 如權(quán)利要求7所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床的應(yīng)用方法，其中該高壓流體或溶液包括單成份或多成份 物質(zhì)在10 bar以上的氣體、液體、或是超臨界流體。
11、 如權(quán)利要求7所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床的應(yīng)用方法，其中該可磁化粉體為一種可經(jīng)電磁作用而形 成磁性的粉體粒子所組成，或是一種混摻有可磁化與不可磁 化粉體粒子的混合粉體，其中可磁化粉體粒子最少含15重 量百分比以上。
12、 如權(quán)利要求7所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床的應(yīng)用方法，其中該可磁化粉體為一種可磁化粉體粒子表 面鍍有 一層吸附選擇性的混生粉體粒子所組成，或含有部分 可磁化粉體粒子與部分具吸附選擇性的粉體粒子的混合粉 體，其中可磁化粉體粒子不低于15重量百分比。
13、 如權(quán)利要求7所述的可在高壓環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化 床的應(yīng)用方法，該步驟包括A、 在一個逆向接觸管柱設(shè)置多個電磁線圈與網(wǎng)孔篩板 當作磁閥控制粉體粒子往下流的流速，在每 一 個磁閥的電磁 線圏上方則保持 一 段低磁通量的空間使得可磁化粉體粒子 在該空間內(nèi)的密度低于底部；B、 于每一個磁閥加載定量的可磁化粉體，并于配有多 個電磁線圈的上升導(dǎo)管中每間隔一個電磁線圏便加載可磁 化粉體； C、 經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)與溫度控制的高壓流體或溶液由管柱下方導(dǎo)入，使得管柱內(nèi)的粉體變成流體化形成流化床；D、 高壓流體或溶液除由管柱頂端出口外，也分別于管柱不同高度處設(shè)置最少兩個出口 ，下方出口稱的為萃出物， 上方出口稱的為萃余物；E、 并在萃出物與萃余物的出口處之間，設(shè)置一個進料 口提供進料用；F、 當進料輸入管柱以后，將與使用磁閥控制流量的流 體化粉體粒子接觸進入下方的精餾段，其中與粉體粒子吸附 力較大的成份往下流動，而吸附力較弱的成份則被往上流動 的高壓流體或溶液沖提進入上方的洗滌段；G、 在萃出物出口下方的管柱其功能在利用往上流動的 高壓流體或溶液清洗與再生其流體化的粉體，再生之后的粉 體，被送入上升導(dǎo)管以循環(huán)使用；H、 被高壓流體或溶液沖提進入洗滌段的溶液被部分引 出管柱外面成為萃余物，而部分只含低親合力成份的往上溶 液則與從塔頂往下流動的粉體粒子接觸將低親合力成份從 溶液中吸附出來并往下流動，因此沖提用的高壓流體或溶液 得以干凈地從塔頂離開并回收循環(huán)使用，洗滌段上方的管柱 其主要功能在移除溶液中的殘留物物質(zhì)，因此可稱的回收 段；在A至H的操作之下，高壓流體或溶液與固體吸附劑不 斷循環(huán)使用，而進料混合物則分離出與流體化的粉體親合力 較大的萃出物以及與固體吸附劑親和力較弱的萃余物，遂達 成分離純化的目的。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種可在高壓(其中高壓指高于10大氣壓以上的壓力)環(huán)境中的磁穩(wěn)定流化床裝置及其應(yīng)用方法，其中逆向?qū)游鏊璧墓腆w吸附劑由可被磁化并具有吸附選擇性的粉體粒子所組成，或是可磁化粉體與具有吸附選擇性粉體的混合粉體，該粉體粒子被外加的電流磁化之后，可藉由控制超臨界流體于特定的流速范圍內(nèi)，使得粉體在高壓管柱內(nèi)形成穩(wěn)定的流化床；本發(fā)明進一步揭示一種適合于高壓流體并具有開關(guān)作用的磁穩(wěn)定流化床裝置，以實現(xiàn)本發(fā)明的分離純化方法；本發(fā)明進一步揭示本發(fā)明裝置在粉體粒子鍍膜以及進行催化反應(yīng)的技術(shù)。
文檔編號B01D11/02GK101116805SQ200610104229
公開日2008年2月6日 申請日期2006年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者張仲讓, 梁明在, 王詩涵 申請人:亞炬企業(yè)股份有限公司