CN110038319A - 一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置。该装置包括导流部分和阻流部分，其中导流部分包括萃取剂溢流管、溢流槽，阻流部分包括溢流槽阻流板、萃取槽中分挡板；所述萃取剂溢流管位于萃取槽的驱动侧，用于相邻两个萃取槽间萃取剂的导通；所述萃取槽中分挡板位于萃取槽中间位置；所述溢流槽有两个，分别位于萃取槽的驱动侧和操作侧，紧贴萃取槽的槽壁，且低于所述萃取槽中分挡板一定距离；所述溢流槽阻流板位于驱动侧的溢流槽的中间位置。采用本发明，萃取剂在单个萃取槽内的流动行程大幅提高，减少了原有槽内前后不同位置间浓度萃取剂的返混，显著提升了萃取效率。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备的溢流装置。
背景技术
萃取是湿法锂离子电池隔膜制造工艺的核心步骤，对最终产品性能及外观影响显著，是影响产能利用率及产品合格率的关键因素之一。萃取工艺的主体设备是萃取槽(如图1所示)，萃取槽通常由6～8个独立萃取单元组成，每个萃取单元内上下排布两层辊筒，油膜通过S型路线逐一穿过各个辊筒，与萃取剂充分接触，膜油被萃取剂溶解并随萃取剂排到槽外，油膜变为纯PE隔膜。新的萃取剂从最后一个萃取单元连续补入，各个单元之间萃取剂的流动以从后向前逐级溢流方式进行，且溢流方向与穿膜方向相反，形成逆流萃取。第一个萃取槽中萃取剂含油浓度最高，萃取剂溢流进入缓冲罐后被强制输送到回收系统。
以上萃取工艺已经在湿法隔膜行业广泛应用。但是受限于萃取剂对白油的溶解程度，在确保膜油被萃取干净的前提下，当前主流萃取设备供应商提供的萃取设备的车速普遍在50m/min以下，萃取剂循环用量高达5m3/h以上，是制约湿法隔膜产线提速降本的最大因素。同时萃取剂使用量越大，泄露到环境中的绝对量也越大，给环境安全带来更大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，在不改变设备尺寸、槽体容积、萃取行程的前提下，提高萃取效率。
本发明将原有单个萃取槽一分为二，并设计新型内部溢流装置，使每个萃取槽内部形成两级浓度梯度，显著减少原有槽内前后不同位置间浓度萃取剂的返混，即减少不同浓度萃取剂的二次混合，提高萃取效率。
具体来说，本发明采用的技术方案如下：
一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，包括萃取剂溢流管、溢流槽、溢流槽阻流板和萃取槽中分挡板(其中萃取剂溢流管、溢流槽为导流部分，溢流槽阻流板、萃取槽中分挡板为阻流部分)；所述萃取剂溢流管位于萃取槽的驱动侧，用于相邻两个萃取槽间萃取剂的导通；所述萃取槽中分挡板位于萃取槽中间位置；所述溢流槽有两个，分别位于萃取槽的驱动侧和操作侧，紧贴萃取槽的槽壁，且低于所述萃取槽中分挡板一定距离；所述溢流槽阻流板位于驱动侧的溢流槽的中间位置。
其中，驱动侧是指萃取设备安装电机等驱动装置的一侧，操作侧是生产过程中人员进行萃取设备操作的一侧。
进一步地，所述溢流槽的槽壁为齿形结构，以使得萃取剂垂直于溢流槽流入萃取槽。
进一步地，所述齿形结构的上沿比所述萃取槽中分挡板的上沿低10～20cm。
进一步地，所述萃取剂溢流管的入口管和出口管分别位于所述溢流槽的两端。
进一步地，在萃取槽驱动侧入口及出口位置分别切割一个溢流口，将相邻两个萃取槽的溢流出口及入口用不锈钢管焊接，形成所述萃取剂溢流管。
进一步地，所述萃取槽中分挡板位于萃取槽正中位置，将萃取槽分为体积相等的两部分，使得单个萃取槽内形成两级浓度梯度，具备萃取剂的导流和阻流双重功能。
进一步地，所述萃取槽中分挡板与所述溢流槽、所述溢流槽阻流板协同作用，使萃取剂沿与所述萃取槽中分挡板平行的方向流动，提高萃取行程。
进一步地，所述溢流槽阻流板与所述萃取槽中分挡板相连。
一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备，包括萃取槽，所述萃取槽内设有上面所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置。
本发明的有益效果是：
本发明提供的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，萃取剂在单个萃取单元内的流动行程大幅提高，减少原有槽内前后不同位置间浓度萃取剂的返混，显著提升萃取效率，在达到同样萃取效率的情况下，萃取剂的用量可以减少30％以上，既能节约物料能源用量，又能降低环境污染风险。本装置具有结构简单、投资低、效果显著的特点。
附图说明
图1是现有的萃取槽结构示意图。
图2是本发明的萃取设备溢流装置的结构示意图。图中数字标记为：1-萃取剂溢流入口管，2-驱动侧溢流槽，3-溢流槽阻流板，4-萃取剂溢流出口管，5-萃取槽中分挡板，6-操作侧溢流槽。
图3是溢流槽的放大图(截面图)。
图4是溢流槽阻流板及其附近结构的放大图。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图，对本发明的发明内容作进一步阐述。
本实施例提供一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，如图2所示，包括导流装置和阻流装置两部分。其中导流装置部分包括萃取剂溢流管(图中1为入口，4为出口)、溢流槽(图中2为驱动侧，6为操作侧)，阻流装置部分包括溢流槽阻流板3、萃取槽中分挡板5。
其中，萃取剂溢流管(图中1和4)的作用是以溢流方式导通相邻两个萃取槽间的萃取剂。本实施例中，在萃取槽驱动侧入口及出口位置分别切割一个溢流口，将相邻两个萃取槽的溢流出口及入口用不锈钢管焊接，形成萃取剂溢流管。
其中，溢流槽(图中2和6)用于改变萃取剂流动方向，并稳定流动状态。图3是溢流槽的放大图(截面图)。溢流槽紧贴萃取槽的槽壁安装，低于萃取槽中分挡板5一定距离，萃取槽的驱动侧、操作侧各有一个溢流槽。溢流槽的槽壁采用齿形结构，以使得萃取剂垂直于溢流槽流入萃取槽。齿形结构的上沿比萃取槽中分挡板5的上沿低10～20cm。
其中，溢流槽阻流板3的作用是将溢流槽分成两部分，定向改变萃取剂的溢流方向，使萃取剂垂直于溢流槽方向流入萃取槽。图4是溢流槽阻流板及其附近结构的放大图。
其中，萃取槽中分挡板5焊接在萃取槽中间位置，顶部略低于辊筒(图中未示意辊筒)；作用一是将萃取槽分为体积相等的两部分，在单个萃取槽内形成两级浓度梯度，作用二是与溢流槽协同作用使萃取剂沿与挡板平行的方向流动，提高萃取行程。
上述装置的具体工作过程参见图2，具体为：萃取剂从萃取剂溢流入口管1流入驱动侧溢流槽2，在萃取槽中分挡板5和溢流槽阻流板3的作用下，垂直于溢流槽流入萃取槽后半部分，然后进入操作侧溢流槽6，萃取剂沿着溢流槽继续一直流入萃取槽前半部分，最后进入前半部分驱动侧溢流槽，汇入萃取剂溢流出口管4后，流入前一个萃取槽。图2中的箭头表示萃取剂流动方向。
经过验证，本发明的改造后的萃取槽萃取效率提高30％左右，在不改变产线速度及产品规格的情况下，萃取剂循环用量仅为原来的2/3，显著减少萃取剂回收能源消耗及物料损失。
显然，以上描述的实施例仅仅是用于阐述本发明，而非对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域技术人员还可以在不脱离本发明原理的前提下，做出若干等同变形、改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，包括萃取剂溢流管、溢流槽、溢流槽阻流板和萃取槽中分挡板；所述萃取剂溢流管位于萃取槽的驱动侧，用于相邻两个萃取槽间萃取剂的导通；所述萃取槽中分挡板位于萃取槽中间位置；所述溢流槽有两个，分别位于萃取槽的驱动侧和操作侧，紧贴萃取槽的槽壁，且低于所述萃取槽中分挡板一定距离；所述溢流槽阻流板位于驱动侧的溢流槽的中间位置。
2.根据权利要求1所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，所述溢流槽的槽壁为齿形结构，以使得萃取剂垂直于溢流槽流入萃取槽。
3.根据权利要求2所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，所述齿形结构的上沿比所述萃取槽中分挡板的上沿低10～20cm。
4.根据权利要求1所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，所述萃取剂溢流管的入口管和出口管分别位于所述溢流槽的两端。
5.根据权利要求4所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，在萃取槽驱动侧入口及出口位置分别切割一个溢流口，将相邻两个萃取槽的溢流出口及入口用不锈钢管焊接，形成所述萃取剂溢流管。
6.根据权利要求1所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，所述萃取槽中分挡板位于萃取槽正中位置，将萃取槽分为体积相等的两部分，使得单个萃取槽内形成两级浓度梯度，具备萃取剂的导流和阻流双重功能。
7.根据权利要求1所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，所述萃取槽中分挡板与所述溢流槽、所述溢流槽阻流板协同作用，使萃取剂沿与所述萃取槽中分挡板平行的方向流动，提高萃取行程。
8.根据权利要求1所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置，其特征在于，所述溢流槽阻流板与所述萃取槽中分挡板相连。
9.一种湿法锂离子电池隔膜萃取设备，包括萃取槽，其特征在于，所述萃取槽内设有权利要求1～8中任一权利要求所述的湿法锂离子电池隔膜萃取设备用溢流装置。
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