CN112210665B - 一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备及方法。属于湿法冶金的吸附分离领域。该设备包括卤水汲取系统、除盐收卤系统、恒温吸附系统、尾液收集系统和热量循环加热系统，所述的卤水汲取系统入口连通有采集源，出口与除盐收卤系统的第一卤水箱连通；除盐收卤系统的第二卤水箱与恒温吸附系统连通，恒温吸附系统通过热量循环加热系统的盘管组件与尾液收集系统连通，热量循环加热系统分别与除盐收卤系统和尾液收集系统连通。本发明采用热泵降低了卤水粘度，同时解决了气温多变盐湖卤水吸附作业效率低的问题；采用的盘管组件和热泵回收余热加热卤水，使得恒温吸附系统的温升效率高，节约能耗，提高了采集效率；本发明具有运输方便等特点。

Description

一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备及方法

技术领域

本发明涉及一种吸附设备，特别涉及一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备及方法。属于湿法冶金的吸附分离领域。

背景技术

在冬季，盐湖地区气候比较恶劣，属于高寒地区，这些地方不便建厂。而现有从盐湖卤水中提取锂铷的技术及设备，需要固定的生产场地，包括盐田晾晒、除钠、除钾、以及除镁的生产设备和卤水浓缩设备；盐湖区域早晚温差大、卤水的温度低，在吸附法采集锂铷设备应用中，温度对卤水吸附系统的正常作业影响非常大；温度过低，会使吸附作业过程中的吸附单元出现结盐现象，造成吸附单元瘫痪，同时，随着温度变化，盐湖卤水的粘度也发生变化，导致不同温度、不同时间作业能耗发生巨大的波动，而且能耗非常大，不利于生产管理，同时也增加了生产成本；传统上，冬季是盐湖地区在盐田内进行除硝作业的季节，一般不会提取卤水进行锂铷提取的工作，这样生产周期长，经济效益相对较低；故此，能在冬季通过吸附系统在恒温状态下的控制对锂铷采集的生产有重要意义，恒温控制对设备能耗的控制、生产产量的保证、作业效率的提高，采集设备寿命的保证，生产成本的降低有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供了一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备及方法，本发明实现了在吸附锂铷作业期间恒温吸附系统的温度控制，在生产过程中对场地环境几乎不发生影响，特别是气温不稳定季节提卤作业提供了必要的生产条件保障。

本发明的技术方案是：一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备，包括卤水汲取系统、除盐收卤系统、恒温吸附系统、尾液收集系统和热量循环加热系统，所述的卤水汲取系统入口连通有采集源，出口与除盐收卤系统的第一卤水箱连通；除盐收卤系统的第二卤水箱与恒温吸附系统连通，恒温吸附系统通过热量循环加热系统的盘管组件与尾液收集系统连通，热量循环加热系统分别与除盐收卤系统和尾液收集系统连通。

进一步，所述的卤水汲取系统为潜污泵。

进一步，所述的恒温吸附系统包括增压泵和恒温吸附室，恒温吸附室入口通过增压泵与除盐收卤系统的第二卤水箱的右区连通。

进一步，所述的尾液收集系统包括第三卤水箱和第三液位计，第三液位计设置在第三卤水箱上。

进一步，所述的除盐收卤系统包括第一卤水箱、第二卤水箱、隔板和出水硝阀门，

所述第一卤水箱设置在第二卤水箱上方，所述第二卤水箱通过隔板将第二卤水箱分为左右两个区，左区和右区之间设置有用于液体流通的输送管；

所述第一卤水箱通过外部连接管与第二卤水箱左区连通；外部连接管进入第二卤水箱左区入口位置位于热量循环加热系统的盘管组件与第一热泵放热端之间；

第一卤水箱内倾斜设置有导向板，出水硝阀门设置在导向板低的一端，并位于第一卤水箱下端的外壁上；

所述第一卤水箱和第二卤水箱的右区分别设置有第一液位计和第二液位计。

进一步，所述的热量循环加热系统包括盘管组件、第一热泵、第二热泵、变频加热器、第一热泵吸热端、第一热泵放热端、第二热泵放热端和第二热泵吸热端；

所述盘管组件设置在第二卤水箱左区内，一端与尾液收集系统的第三卤水箱连通，另一端恒温吸附系统的恒温吸附室连通；

所述第一热泵一端与第一热泵吸热端连通，另一端与第一热泵放热端连通，第一热泵吸热端设置在第一卤水箱内，第一热泵放热端设置在第二卤水箱左区内，并位于所述盘管组件下方；

所述第二热泵一端与第二热泵放热端连通，另一端与第二热泵吸热端连通，第二热泵放热端和变频加热器均设置在第二卤水箱右区内，第二热泵吸热端设置在尾液收集系统的第三卤水箱内。

进一步，所述的第二卤水箱右区设置有温度感应器。

进一步，所述的一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备，还包括承载体，承载体为撬装平台；所述卤水汲取系统、除盐收卤系统、恒温吸附系统、尾液收集系统和热量循环加热系统均设置在撬装平台上。

一种适于采集锂铷的节能恒温吸附方法，具体股过程如下：潜污泵汲取采集源的卤水注入第一卤水箱中，第一热泵吸热端吸收卤水所带热量后，卤水中析出芒硝固体，第一卤水箱中的卤水经过固液分离；卤水收集经过外部连接管注入第二卤水箱，卤水由第一热泵放热端与盘管组件中间位置进入第二卤水箱左区，冷卤水由于密度大、向第二卤水箱左区底部沉积，同时受到第一热泵放热端加热，加热卤水密度减小向左区顶部运动，形成扰流混合，加速卤水升温，当卤水上升到盘管组件区域，盘管组件对卤水进一步加热；加热后卤水由输送管注入第二卤水箱右区底部，随着卤水液位上升，依次由第二热泵放热端和变频加热器加热；经过温度感应器控制，达到恒温吸附系统设定作业温度范围内，经过增压泵加压流入恒温吸附室，进行恒温吸附作业，恒温吸附作业后的卤水进入盘管组件放热后，汇入第三卤水箱；第三卤水箱的卤水经过第二热泵吸热端回收热量后外排。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用热泵除硝除渣回收热量技术，降低了卤水粘度，同时解决了气温多变盐湖卤水吸附作业效率低的问题。

2、本发明采用的盘管组件和热泵回收余热加热卤水，使得恒温吸附系统的温升效率高，节约能耗，提高了采集效率。

3、本发明为撬装式设备，便于运输、组装，对场地要求简单，解决了生产场地与收集源距离远、运输成本高的问题。

4、本发明解决了在气候恶劣的盐湖以及高寒地区不便建厂的情况下，进行提锂铷作业的难题。

附图说明

下面将结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明：

图1是本发明的流程图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的第一卤水箱结构图；

图中，1、采集源；2、潜污泵；3、第一卤水箱；4、第二卤水箱；5、增压泵；6、恒温吸附室；7、第三卤水箱；8、盘管组件；9、第一热泵；10、第二热泵；11、变频加热器；12、第一热泵吸热端；13、第一热泵放热端；14、温度感应器；15、第一液位计；16、第二液位计；17、隔板；18、输送管；19、第二热泵放热端；20、第二热泵吸热端；21、出水硝阀门；22、第三液位计；23、撬装平台；24、外部连接管；25、导向板；26、挡板。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2及附图3对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或者多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1和图2所示，一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备，包括卤水汲取系统、除盐收卤系统、恒温吸附系统、尾液收集系统和热量循环加热系统，所述的卤水汲取系统入口连通有采集源1，出口与除盐收卤系统的第一卤水箱3连通；除盐收卤系统的第二卤水箱4与恒温吸附系统连通，恒温吸附系统通过热量循环加热系统的盘管组件8与尾液收集系统连通，热量循环加热系统分别与除盐收卤系统和尾液收集系统连通。

本发明采集源1中的卤水经过卤水汲取系统的提升进入除盐收卤系统的第一卤水箱3中，通过热量循环加热系统吸热进行固液分离，析出芒硝固体；卤水再注入第二卤水箱4，通过热量循环加热系统放热将卤水进行加热后进入恒温吸附系统进行恒温吸附作业；吸附后的尾液流经盘管组件8进入尾液收集系统，经过热量循环加热系统吸热回收热量后外排。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，所述的卤水汲取系统为潜污泵2。

所述的恒温吸附系统包括增压泵5和恒温吸附室6，恒温吸附室6入口通过增压泵5与除盐收卤系统的第二卤水箱4的右区连通。

所述的尾液收集系统包括第三卤水箱7和第三液位计22，第三液位计22设置在第三卤水箱7上。所述第三卤水箱中的卤水定期外排。

所述的除盐收卤系统包括第一卤水箱3、第二卤水箱4、隔板17和出水硝阀门21，

所述第一卤水箱3设置在第二卤水箱4上方，所述第二卤水箱4通过隔板17将第二卤水箱4分为左右两个区，左区和右区之间设置有用于液体流通的输送管18；

所述第一卤水箱3通过外部连接管24与第二卤水箱4左区连通；外部连接管24进入第二卤水箱4左区入口位置位于热量循环加热系统的盘管组件8与第一热泵放热端13之间；

如图3所示，第一卤水箱3内倾斜设置有导向板25，出水硝阀门21设置在导向板25低的一端，并位于第一卤水箱3下端的外壁上；

优选的，在导向板25低的一端上端倾斜设置有挡板26，挡板26的倾斜方向与导向板25相反，挡板26固定在第一卤水箱3内壁上，且与第一卤水箱3底部有一定距离形成流通通道，通道通过连通管与出水硝阀门21连通。结盐析出的芒硝定期通过出水硝阀门外排。

所述第一卤水箱3和第二卤水箱4的右区分别设置有第一液位计15和第二液位计16。

所述的热量循环加热系统包括盘管组件8、第一热泵9、第二热泵10、变频加热器11、第一热泵吸热端12、第一热泵放热端13、第二热泵放热端19和第二热泵吸热端20；

优选的，所述第一热泵吸热端12、第一热泵放热端13、第二热泵放热端19和第二热泵吸热端20均为盘管。

所述盘管组件8设置在第二卤水箱4左区内，一端与尾液收集系统的第三卤水箱7连通，另一端恒温吸附系统的恒温吸附室6连通；

所述第一热泵9一端与第一热泵吸热端12连通，另一端与第一热泵放热端13连通，第一热泵吸热端12设置在第一卤水箱3内，第一热泵放热端13设置在第二卤水箱4左区内，并位于所述盘管组件8下方；

所述第二热泵10一端与第二热泵放热端19连通，另一端与第二热泵吸热端20连通，第二热泵放热端19和变频加热器11均设置在第二卤水箱4右区内，第二热泵吸热端20设置在尾液收集系统的第三卤水箱7内。

所述的第二卤水箱4右区设置有温度感应器14。

如图1所示，一种适于采集锂铷的节能恒温吸附方法，具体股过程如下：

潜污泵汲取采集源的卤水注入第一卤水箱中，第一热泵吸热端吸收卤水所带热量后，卤水中析出芒硝固体，第一卤水箱中的卤水经过固液分离；卤水收集经过外部连接管注入第二卤水箱，卤水由第一热泵放热端与盘管组件中间位置进入第二卤水箱左区，冷卤水由于密度大、向第二卤水箱左区底部沉积，同时受到第一热泵放热端加热，加热卤水密度减小向左区顶部运动，形成扰流混合，加速卤水升温，当卤水上升到盘管组件区域，盘管组件对卤水进一步加热；加热后卤水由输送管注入第二卤水箱右区底部，随着卤水液位上升，依次由第二热泵放热端和变频加热器加热；经过温度感应器控制，达到恒温吸附系统设定作业温度范围内，经过增压泵加压流入恒温吸附室，进行恒温吸附作业，恒温吸附作业后的卤水进入盘管组件放热后，汇入第三卤水箱；第三卤水箱的卤水经过第二热泵吸热端回收热量后外排，达到节能、同时稳定恒温吸附锂铷作业的目的。

实施例3

在实施例2的基础上，所述的一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备，还包括承载体，承载体为撬装平台23；所述卤水汲取系统、除盐收卤系统、恒温吸附系统、尾液收集系统和热量循环加热系统均设置在撬装平台23上。本发明在撬装平台23上进行运行维护，尽可能节省人工操作程序实现短程控制。以此来解决建厂问题、生产成本高、场地需固定、运输成本高以及需配置多人进行设备运行管理问题。

优选的，所述恒温吸附系统的温度控制15℃~35℃。

优选的，所述盘管组件8采用导热性良好的材质，热交换效率更加充分。

优选的，所述第一卤水箱3、所述第二卤水箱4、所述第三卤水箱7、所述恒温吸附室6以及所有连接管道外衬保温材料，保温材料包括：聚乙烯、丙纶、聚苯乙烯、聚氨酯等高分子材料的发泡体。

优选地，所述恒温吸附室6的恒温吸附柱材质采用绝热性优良的材质。恒温吸附室为现有技术，这里就不做详细说明。

本发明设置的热量循环加热系统，解决了恒温吸附系统卤水温度较低、工作温度不稳定以及高能耗的问题，所述变频加热器11和所述第一热泵9作为启动热源，通过所述潜污泵2将采集源1中卤水汲取注入所述除盐收卤系统，当所述第一液位计15、第二液位计16分别显示所述第一卤水箱3、所述第二卤水箱4的卤水液位达到系统设定液位范围内时，启动热源工作，当所述温度感应器14显示卤水温度达到系统设定温度范围上限时，开启所述增压泵5，将卤水注入所述恒温吸附室6，待所述第三液位计22显示卤水液位达到系统设定液位范围内时关闭所述增压泵5，启动所述第二热泵10；待所述温度感应器14显示卤水温度达到系统设定温度范围上限时，开启增压泵5，恒温吸附系统进入作业状态；正常作业时所述第一热泵9从所述第一卤水箱3中吸收热量，在所述第二卤水箱4中释放热量加热所述左区下部卤水，所述盘管组件8加热所述左区上部卤水，所述左区加热卤水通过所述输送管18穿过所述隔板17进入所述右区底部，依次经过所述第二热泵加热端19、所述变频加热器11加热保证恒温吸附系统的热源；恒温吸附后的尾液余热、第一热泵9、第二热泵10作为维持热源，当维持热源无法维持恒温吸附系统运行时，所述变频加热器11作为补充热源。当所述温度感应器14反映的温度达到所述恒温吸附系统设置的温度上限时，所述温度感应器控制所述变频加热器11关闭，当尾液提供给所述盘管组件8、第一热泵9、第二热泵10的热量不充足时，所述温度感应器14反映的温度低于所述恒温吸附系统设置的温度下限时，所述温度感应器14控制所述变频加热器11启动，对所述第二卤水箱4中的卤水进行加热，即保证了所述恒温吸附作业的温度控制在一定的范围内，实现了对所述恒温吸附的温度控制。

以上实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知部件和常用结构或常用手段，此处不再一一详细说明。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备的节能恒温吸附方法，其特征是：该适于采集锂铷的节能恒温吸附设备，包括卤水汲取系统、除盐收卤系统、恒温吸附系统、尾液收集系统和热量循环加热系统，所述的卤水汲取系统入口连通有采集源（1），出口与除盐收卤系统的第一卤水箱（3）连通；除盐收卤系统的第二卤水箱（4）与恒温吸附系统连通，恒温吸附系统通过热量循环加热系统的盘管组件（8）与尾液收集系统连通，热量循环加热系统分别与除盐收卤系统和尾液收集系统连通；

所述的除盐收卤系统包括第一卤水箱（3）、第二卤水箱（4）、隔板（17）和出水硝阀门（21），

所述第一卤水箱（3）设置在第二卤水箱（4）上方，所述第二卤水箱（4）通过隔板（17）将第二卤水箱（4）分为左右两个区，左区和右区之间设置有用于液体流通的输送管（18）；

所述第一卤水箱（3）通过外部连接管（24）与第二卤水箱（4）左区连通；外部连接管（24）进入第二卤水箱（4）左区入口位置位于热量循环加热系统的盘管组件（8）与第一热泵放热端（13）之间；

第一卤水箱（3）内倾斜设置有导向板（25），出水硝阀门（21）设置在导向板（25）低的一端，并位于第一卤水箱（3）下端的外壁上；

所述第一卤水箱（3）和第二卤水箱（4）的右区分别设置有第一液位计（15）和第二液位计（16）；

所述的热量循环加热系统包括盘管组件（8）、第一热泵（9）、第二热泵（10）、变频加热器（11）、第一热泵吸热端（12）、第一热泵放热端（13）、第二热泵放热端（19）和第二热泵吸热端（20）；

所述盘管组件（8）设置在第二卤水箱（4）左区内，一端与尾液收集系统的第三卤水箱（7）连通，另一端恒温吸附系统的恒温吸附室（6）连通；

所述第一热泵（9）一端与第一热泵吸热端（12）连通，另一端与第一热泵放热端（13）连通，第一热泵吸热端（12）设置在第一卤水箱（3）内，第一热泵放热端（13）设置在第二卤水箱（4）左区内，并位于所述盘管组件（8）下方；

所述第二热泵（10）一端与第二热泵放热端（19）连通，另一端与第二热泵吸热端（20）连通，第二热泵放热端（19）和变频加热器（11）均设置在第二卤水箱（4）右区内，第二热泵吸热端（20）设置在尾液收集系统的第三卤水箱（7）内；

具体过程如下：潜污泵汲取采集源的卤水注入第一卤水箱中，第一热泵吸热端吸收卤水所带热量后，卤水中析出芒硝固体，第一卤水箱中的卤水经过固液分离；卤水收集经过外部连接管注入第二卤水箱，卤水由第一热泵放热端与盘管组件中间位置进入第二卤水箱左区，冷卤水由于密度大、向第二卤水箱左区底部沉积，同时受到第一热泵放热端加热，加热卤水密度减小向左区顶部运动，形成扰流混合，加速卤水升温，当卤水上升到盘管组件区域，盘管组件对卤水进一步加热；加热后卤水由输送管注入第二卤水箱右区底部，随着卤水液位上升，依次由第二热泵放热端和变频加热器加热；经过温度感应器控制，达到恒温吸附系统设定作业温度范围内，经过增压泵加压流入恒温吸附室，进行恒温吸附作业，恒温吸附作业后的卤水进入盘管组件放热后，汇入第三卤水箱；第三卤水箱的卤水经过第二热泵吸热端回收热量后外排。

2.根据权利要求1所述的一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备的节能恒温吸附方法，其特征是：所述的卤水汲取系统为潜污泵（2）。

3.根据权利要求1所述的一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备的节能恒温吸附方法，其特征是：所述的恒温吸附系统包括增压泵（5）和恒温吸附室（6），恒温吸附室（6）入口通过增压泵（5）与除盐收卤系统的第二卤水箱（4）的右区连通。

4.根据权利要求1所述的一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备的节能恒温吸附方法，其特征是：所述的尾液收集系统包括第三卤水箱（7）和第三液位计（22），第三液位计（22）设置在第三卤水箱（7）上。

5.根据权利要求1所述的一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备的节能恒温吸附方法，其特征是：所述的第二卤水箱（4）右区设置有温度感应器（14）。

6.根据权利要求1所述的一种适于采集锂铷的节能恒温吸附设备的节能恒温吸附方法，其特征是：还包括承载体，承载体为撬装平台（23）；所述卤水汲取系统、除盐收卤系统、恒温吸附系统、尾液收集系统和热量循环加热系统均设置在撬装平台（23）上。