CN110762961A - 无水氢氧化锂生产装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无水氢氧化锂生产装置包括盘式连续干燥器、除尘器和除湿器，所述盘式连续干燥器与除尘器连接，所述除尘器与除湿器连接，所述除尘器与除湿器之间的管线与惰性气体管线连接，所述盘式连续干燥器的侧壁设置若干惰性气体入口，所述除湿器引出管线与所述惰性气体入口连接，本发明还提供了一种上述装置的使用方法，包括向惰性气体管线内通入氮气，氮气加热后进入到盘式连续干燥器内；热氮气带出湿物料中蒸发的水份和少量粉尘，经除尘除湿后再返回系统循环利用；经过干燥的物料再经过冷却后排出，本发明能够在完成氢氧化锂干燥的同时达到产品质量稳定、收率高且能耗低的目的。
Description
技术领域
本发明属于无水氢氧化锂生产技术领域，具体涉及一种无水氢氧化锂生产装置及其使用方法。
背景技术
氢氧化锂水合物主要用于锂基润滑脂的制备和碱性蓄电池电解液添加剂；但当氢氧化锂作为二氧化碳吸收剂时，使用氢氧化锂无水物则更有利。在这种情况下，作为预处理，进行将氢氧化锂水合物加热而无水化的处理。
氢氧化锂型二氧化碳吸收剂以其重量轻、吸收效率高等优点而得到了越来越广泛的应用。另外，由于无水氢氧化锂吸水后可以生成水合氢氧化锂，在吸收二氧化碳的过程中能吸收掉一部分生成的水，在面具中使用会使出口气体湿度降低，气体到口内容易降温，使佩带起来更加舒服。除此之外，在低温(-10℃)条件下，温度湿度变化大的条件亦能使用，常用于潜艇、载人航天生命系统等密闭空间中二氧化碳的清除。
目前，无水氢氧化锂的生产方法有气流干燥法、真空干燥法、旋转炉干燥法等，气流法干燥强度大、生产效率高，但是由于气流速度高对粒子有一定的磨损和粉碎，尾气中粉尘含量高处理困难使得产品收率降低且对环境造成影响，另外气流干燥一般能耗较大；真空分批干燥生产效率低；旋转炉干燥由于物料的腐蚀性会在无水氢氧化锂产品中引入不期望的杂质。
发明内容
由于单水氢氧化锂含水质量分数很大，所以氢氧化锂干燥过程时间很长，另外氢氧化锂干燥过程中极易被碳化，因此氢氧化锂干燥过程需实现密闭操作，本发明提供的无水氢氧化锂生产装置在完成氢氧化锂干燥的同时还能够达到产品质量稳定、收率高且能耗低的目的，其具体方案如下：
一种无水氢氧化锂生产装置，包括盘式连续干燥器、除尘器和除湿器，所述盘式连续干燥器上端设置进料口和第一排气口，下端设置出料口，所述第一排气口连接第一排气管线，所述第一排气管线与所述除尘器的侧壁连接，所述除尘器的上端设置第二排气口，所述第二排气口通过第二排气管线与除湿器的上端连接，所述第二排气管线上设置第三排气口，其中，所述第二排气管线上与惰性气体管线连接，所述盘式连续干燥器的侧壁设置若干惰性气体入口，所述除湿器引出管线与所述惰性气体入口连接。
优选的是，所述盘式连续干燥器的进料口处设置螺旋加料器和进料闭风器，所述螺旋加料器的出料口与所述进料闭风器的一端连接，所述进料闭风器的另一端与所述盘式干燥器的进料口连接，所述盘式干燥器出料口处设置出料闭风器。
在上述任一方案中优选的是，所述螺旋加料器、进料口和出料口的侧壁均设置开口，这些开口处均引入惰性气体管线。
在上述任一方案中优选的是，所述除湿器与盘式连续干燥器之间的管线上设置气体加热器。
在上述任一方案中优选的是，所述盘式连续干燥器的下端设置加热介质进口和出口。
在上述任一方案中优选的是，所述第二排气管线上设置引风机。
在上述任一方案中优选的是，所述盘式连续干燥器下端设置冷却水上水口和冷却水出水口，所述冷却水上水口连接冷却水上水管所述冷却水出水口连接冷却水出水管。
本发明还提供了一种上述无水氢氧化锂生产装置的使用方法，按照先后顺序包括以下步骤：
(1)向惰性气体管线内通入氮气，向气体加热器内通入热交换的热蒸汽，将氢氧化锂水合物湿物料定量的加到螺旋加料器中，首先，在氮气保护下依次经螺旋加料器和进料闭风器进入到盘式连续干燥器内；
(2)氮气经过除湿器和气体加热器的处理后，由盘式连续干燥器侧壁上的惰性气体入口加入到盘式连续干燥器中，处理后的氮气携带出湿物料中蒸发的水份和少量粉尘由第一排气口排出，经除尘器回收少量氢氧化锂粉尘后经引风机排出送入除湿器除湿，除尘除湿后的气体再返回系统循环使用；
(3)湿物料自盘式连续干燥器顶部加入，在耙叶作用下，从上到下经过每层干燥盘连续地流过整个盘式连续干燥器，在此过程中与干燥盘内的加热介质进行间接换热，使得干燥盘上的湿物料吸热水分蒸发，盘式连续干燥器侧壁鼓入的热氮气携带蒸出的水分及少量粉尘从盘式连续干燥器的第一排气口处排出，加热介质换热后经加热介质排出口排出；
(4)随后已干物料在盘式连续干燥器底部两层盘冷却降温后从排料口排出。
本发明的有益效果为：本发明开发了一种新的无水氢氧化锂生产装置来解决无水氢氧化锂生产工艺中出现的能耗高、产品收率低、环境污染大、易碳化等问题，能够在完成氢氧化锂干燥的同时达到产品质量稳定、收率高且能耗低的目的。
附图说明
图1为按照本发明的无水氢氧化锂生产装置的一优选实施例示意图。
图中标注说明：1-螺旋加料器；2-盘式连续干燥器；3-气体加热器；4-除尘器；5-引风机；6-除湿器；7-进料管线；8-出料管线；9-惰性气体管线；10-第一排气管线；11-冷却水上水管；12-冷却水出水管；13-排出管；14-进水口；15-第二排气管线。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。
如图1所示，本发明提供了一种无水氢氧化锂生产装置，包括盘式连续干燥器2、除尘器4和除湿器6，所述盘式连续干燥器2的上端为封头式设计，所述盘式连续干燥器2上端设置进料口和第一排气口，所述进料口和第一排气口均设置在该封头结构上，该封头结构可提供很大的湿气空间，便于湿气排出，进一步减少尾气中粉尘夹带，所述盘式连续干燥器2的下端设置出料口，所述进料口用于加入氢氧化锂湿物料，所述第一排气口用于排出携带湿份及少量粉尘的气体，所述出料口用于排出处理完毕的干物料，所述第一排气口连接第一排气管线10，所述第一排气管线10与所述除尘器4的侧壁连接，所述除尘器的4上端设置第二排气口，所述第二排气口通过第二排气管线15与除湿器的6上端连接，所述第二排气管线15上设置第三排气口，所述第三排气口用于排出废气，其中，所述第二排气管线15上与惰性气体管线9连接，所述第二排气管线上15设置引风机5，所述引风机5可以为所述第二排气管线15内的气体流通提供动力，所述盘式连续干燥器2的侧壁设置若干惰性气体入口，所述惰性气体入口均匀排布在所述盘式连续干燥器2的侧壁上，所述除湿器6引出管线与所述惰性气体入口连接，由此，所述由所述惰性气体管线9鼓入的惰性气体可以经过所述除湿器6除湿后再经过加热直接送入到所述盘式连续干燥器2内，所述盘式连续干燥器2的进料口处设置螺旋加料器1和进料闭风器，所述螺旋加料器1的出料口与所述进料闭风器的一端连接，所述进料闭风器的另一端与所述盘式连续干燥器进料口连接，所述盘式连续干燥器出料口处设置出料闭风器，所述螺旋加料器1、盘式连续干燥器进料口和盘式连续干燥器出料口的侧壁均设置开口，这些开口处均引入惰性气体管线9，通过闭风器进行密封并且在密封的进料以及出料口处通过氮气吹扫，可以防止漏气，避免多余的二氧化碳与物料接触，所述除湿器6与盘式连续干燥器2之间的管线上设置气体加热器3，所述气体加热器3可以对管线上的气体进行加热，所述盘式连续干燥器2的下端设置加热介质进口和出口，所述盘式连续干燥器2下端设置冷却水上水口和冷却水出水口，所述冷却水上水口连接冷却水上水管11所述冷却水出水口连接冷却水出水管12。
本发明还提供了一种上述无水氢氧化锂生产装置的使用方法，按照先后顺序包括以下步骤：
(1)向惰性气体管线9内通入氮气，向气体加热器3内通入热交换的热蒸汽，将氢氧化锂水合物湿物料定量的加到螺旋加料器1中，首先，在通过氮气的吹扫中依次经螺旋加料器1和进料闭风器进入到盘式连续干燥器2内；
(2)氮气经过除湿器6和气体加热器3的处理后，由盘式连续干燥器2侧壁上的惰性气体入口加入到盘式连续干燥器2中，处理后的氮气携带出湿物料中蒸发的水份和少量粉尘由第一排气口排出，经除尘器4回收少量氢氧化锂粉尘后经引风机5排出送入除湿器6除湿，除尘除湿后的气体再返回系统循环使用；
(3)在所述盘式连续干燥器2内，湿物料自盘式连续干燥器2顶部加入，在耙叶作用下，翻动搅拌的同时向加热盘外缘移动，并在外缘落到下方的大干燥盘外缘，并向里移动落入下一层小干燥盘中，大小盘上下交替排列，物料得以连续地流过整个盘式连续干燥器2，而此过程中，盘式连续干燥器2底部鼓入的热蒸汽通入到干燥盘内对干燥盘上的湿物料水分蒸发，在通过盘式连续干燥器2侧壁鼓入的氮气与湿物料直接进行换热和干燥并将湿物料中的水分从自盘式连续干燥器2的第一排气口处排出，热蒸汽与物料换热后蒸汽冷凝水与气体加热器冷凝水汇合经冷凝水出水管汇聚后一同排出；
(4)随后已干物料在盘式连续干燥器底部两层盘冷却降温后从排料口排出。
上述过程中，物料流向：由前道工序来的氢氧化锂水合物湿物料，定量的加到盘式连续干燥器2中，进行干燥作业，向盘式连续干燥器2干燥盘内通入加热介质进行干燥作业，物料在盘式连续干燥器2内流动过程中完成传热传质过程，达到干燥的目的，已干物料在盘式连续干燥器底部两层冷却盘冷却降温后从出料口排出，少量粉尘被气流携带出盘式连续干燥器2，由湿式除尘器4回收。
气体流向：气体经气体加热器3加热后进入盘式连续干燥器2干燥盘内，携带出蒸发的水份和少量粉尘，经湿式除尘器4回收少量氢氧化锂粉尘后经引风机5排出送入除湿器6除湿，除尘除湿后的气体再返回系统循环使用，当气体中二氧化碳含量超限后，系统向外排气并补充新鲜气体。
加热介质流向：加热介质分成两路，一路进气体加热器3内加热氮气，一路进入盘式连续干燥器2的干燥盘内加热物料，与物料换热后经排出管13排放再利用。
其中所述惰性气体管线9鼓入的气体还可选用压缩空气或空气代替氮气，控制总新进气量200Nm3/h以内，产品二氧化碳增量小于0.1％。
本发明具有以下优势：
1、盘式连续干燥器内同时实现氢氧化锂的干燥和冷却，减化了生产环节，使物料的品质得到进一步保障；
2、盘式连续干燥器设置多点进气，使得盘式连续干燥器内热风分布更均匀，干燥效果更好；
3、气体除尘除湿后循环使用，保证产品达标的同时降低了生产成本；
4、盘式连续干燥器进出口设置闭风器，闭风器的密封设置氮气吹扫系统，防止系统漏气，避免多余的CO2与物料接触；
5、螺旋加料器密封设置氮气吹扫系统；
6、物料在盘式连续干燥器内停留时间稳定可调，确保所得产品质量稳定达标。
本领域技术人员不难理解，本发明的无水氢氧化锂生产装置及其使用方法包括上述本发明说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无水氢氧化锂生产装置，包括盘式连续干燥器、除尘器和除湿器，所述盘式连续干燥器上端设置进料口和第一排气口，下端设置出料口，所述第一排气口连接第一排气管线，所述第一排气管线与所述除尘器连接，所述除尘器的上端设置第二排气口，所述第二排气口通过第二排气管线与除湿器的上端连接，所述第二排气管线上设置第三排气口，其特征在于，所述第二排气管线上与惰性气体管线连接，所述盘式连续干燥器的侧壁设置若干惰性气体入口，所述除湿器引出管线与所述惰性气体入口连接。
2.根据权利要求1所述的无水氢氧化锂生产装置，其特征在于，所述盘式连续干燥器的进料口处设置螺旋加料器和进料闭风器，所述螺旋加料器的出料口与所述进料闭风器的一端连接，所述进料闭风器的另一端与所述进料口连接，所述出料口处设置出料闭风器。
3.根据权利要求2所述的无水氢氧化锂生产装置，其特征在于，所述螺旋加料器、进料口和出料口的侧壁均设置开口，这些开口处均引入惰性气体管线。
4.根据权利要求1所述的无水氢氧化锂生产装置，其特征在于，所述除湿器与盘式连续干燥器之间的管线上设置气体加热器。
5.根据权利要求1所述的无水氢氧化锂生产装置，其特征在于，所述盘式连续干燥器的下端设置加热介质进口和出口。
6.根据权利要求1所述的无水氢氧化锂生产装置，其特征在于，所述第二排气管线上设置引风机。
7.根据权利要求1所述的无水氢氧化锂生产装置，其特征在于，所述盘式连续干燥器下端设置冷却水上水口和冷却水出水口，所述冷却水上水口连接冷却水上水管所述冷却水出水口连接冷却水出水管。
8.一种无水氢氧化锂生产装置的使用方法，按照先后顺序包括以下步骤：
(1)向惰性气体管线内通入氮气，向气体加热器和干燥盘内通入热交换的加热介质，然后将氢氧化锂水合物湿物料定量的加到螺旋加料器中，首先，在通过氮气的吹扫中依次经螺旋加料器和进料闭风器进入到盘式连续干燥器内；
(2)从盘式干燥器第一排气口排出的携带出湿物料中蒸发的水份和少量粉尘的氮气经除尘器回收少量氢氧化锂粉尘后再经引风机排出送入除湿器除湿，除尘除湿后的气体再返回系统循环使用；
(3)湿物料自盘式连续干燥器顶部加入，在耙叶作用下，从上到下经过每层干燥盘连续地流过整个盘式连续干燥器，在此过程中与干燥盘内的加热介质进行间接换热，使得干燥盘上的湿物料吸热水分蒸发，盘式连续干燥器侧壁鼓入的热氮气携带蒸出的水分及少量粉尘从盘式连续干燥器的第一排气口处排出，加热介质换热后经加热介质排出口排出；
(4)随后已干物料在盘式连续干燥器底部两层盘冷却降温后从排料口排出。
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