CN207786544U - 一种锂盐生产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂盐生产装置，包括依次相连的反应釜、反应冷凝器、压力控制器、尾气冷凝器，反应釜釜体上设置有夹套，夹套上部设置有热媒进口管，夹套下部设置有热媒出口管，热媒进口管上设置有温度控制器，反应釜内设置有搅拌器，反应釜顶部设置有反应气出口管、冷凝液回流管，反应冷凝器的气相进口通过反应气出口管与反应釜的气相出口连接，反应冷凝器的液相出口通过冷凝液回流管与反应釜的冷凝液回流口连接，反应冷凝器的气相出口通过压力控制器与尾气冷凝器的气相进口相连。本实用新型具有生产效率高，操作简单，生产周期长，绿色环保的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂盐生产装置。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高，使用寿命长，自放电低等特点，其应用领域和市场越来越广阔。电解液作为锂二次电池的四大关键原材料(正极、负极、电解液和隔膜)之一，被认为是锂二次电池的血液。而锂盐占据着电解液将近一半的成本，是电解液的主要核心技术。目前广泛使用的锂盐(如LiPO2F2)由于化学稳定性较差，对水、热都比较敏感，因此，锂盐的制备技术及装置是本领域技术人员的研究热点。
目前常用的锂盐的合成装置有以下两种：一种是将物料在反应釜中进行气液反应，另一种是将物料在交换塔中进行塔式交换反应。上述的合成装置结构复杂，反应系统排放次数多，生产周期短，溶剂损失大，造成产品转化率低，而且压力波动大，不能平稳操作。
如中国专利公告号CN206033638U，发明名称：一种锂盐制备装置。该实用新型公开了一种锂盐制备装置，包括热油加热器、回油管、进油管、反应釜、进气口、出气口、进料口、搅拌器、缓冲罐进料管、缓冲罐、压滤机进料管、板框压滤机，所述热油加热器上连通有回油管和进油管，所述进油管与反应釜的外壁中空层连通，所述回油管与反应釜的外壁中空层连通，所述反应釜顶部分别设置有进气口和出气口，所述反应釜顶部设置有进料口，所述反应釜内设置有搅拌器，所述反应釜与缓冲罐之间通过缓冲罐进料管连通，所述缓冲罐与板框压滤机之间通过压滤机进料管连通，所述板框压滤机与加热罐之间通过加热罐入料管连通，所述加热罐与反应釜之间通过尾气回收管连通。不足之处是结构复杂，反应过程压力波动大，生产周期短，反应系统排放次数多，溶剂损失大。
如中国专利公告号CN 203598810U，发明名称：锂盐制备装置。该实用新型提供了一种适合于小批量锂盐制备的装置，即一种锂盐制备装置，包括干燥箱、循环干燥装置和反应釜；其中：所述干燥箱上设有干燥系统出气口和干燥系统进气口，所述干燥系统出气口和干燥系统进气口分别连接循环干燥装置；所述干燥箱底部设有出料口连接反应釜的顶部进料口，反应釜底部的出料口连接干燥箱，干燥箱内设有缓冲瓶。不足之处是结构复杂，反应过程压力波动大，生产周期短，反应系统排放次数多，溶剂损失大。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供了一种锂盐生产装置，该锂盐反应装置具有生产效率高，操作简单，生产周期长，绿色环保等优点。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种锂盐生产装置，包括依次相连的反应釜、反应冷凝器、压力控制器和尾气冷凝器，所述反应釜釜体上设置有夹套，所述夹套上部设置有热媒进口管，所述夹套下部设置有热媒出口管，所述热媒进口管上设置有温度控制器，所述反应釜内设置有搅拌器，所述反应釜顶部设置有反应气出口管和冷凝液回流管，所述反应冷凝器的气相进口通过所述反应气出口管与所述反应釜的气相出口连接，所述反应冷凝器的液相出口通过所述冷凝液回流管与所述反应釜的冷凝液回流口连接，所述反应冷凝器的气相出口通过所述压力控制器与所述尾气冷凝器的气相进口相连。
作为本实用新型的优选实施方式，所述反应釜顶部还设置有反应物料进口管、溶剂进口管和氮气进口管。
作为本实用新型的优选实施方式，所述反应釜底部设置有反应产物出口管。
作为本实用新型的优选实施方式，所述搅拌器优选为磁力驱动机械搅拌器。
作为本实用新型的优选实施方式，所述尾气冷凝器设置有尾气出口管和溶剂回收管。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、生产效率高，操作简单，本实用新型的锂盐生产装置可通过压力控制器调节反应釜压力，保证了反应系统的压力处于一个较平稳的状态，减少了排放次数，大大提高了生产周期；
2、绿色环保，成本低，本实用新型的锂盐生产装置通过反应冷凝器和尾气冷凝器，将溶剂进行回收利用，降低了溶剂的消耗，减少了三废排放；
3、安全可控，本实用新型的锂盐生产装置通过温度控制器使反应处于一个适合的温度区间，保证反应过程平稳进行，减少了副产物的产生，提高了反应产物的收率及纯度。
附图说明
图1为本实用新型的锂盐生产装置的结构示意图。
图中，1为反应釜；2为反应冷凝器；3为尾气冷凝器；4为搅拌器；5为温度控制器；6为压力控制器；7为反应物料进口管；8为溶剂进口管；9为氮气进口管；10为热媒进口管；11为反应气出口管；12为冷凝液回流管；13为热媒出口管；14为溶剂回收管；15为尾气出口管；16为反应产物出口管；17为夹套
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的锂盐生产装置，包括依次相连的反应釜1、反应冷凝器2、压力控制器6、尾气冷凝器3，反应釜1釜体上设置有夹套17，夹套17上部设置有热媒进口管10，夹套17下部设置有热媒出口管13，热媒进口管10上设置有温度控制器5，反应釜1内设置有搅拌器4，反应釜1顶部设置有反应气出口管11、冷凝液回流管12，反应冷凝器2的气相进口通过反应气出口管11与反应釜1的气相出口连接，反应冷凝器2的液相出口通过冷凝液回流管12与反应釜1的冷凝液回流口连接，反应冷凝器2的气相出口通过压力控制器6与尾气冷凝器3的气相进口相连。反应釜1顶部还设置有反应物料进口管7、溶剂进口管8、氮气进口管9。反应釜1底部还设置有反应产物出口管16。尾气冷凝器3还设置有尾气出口管15和溶剂回收管14。
本实用新型的锂盐生产装置生产锂盐时的流程为(以二氟磷酸锂(LiPO2F2))的制备为例)：
如图1所示，在反应釜1投料之前，使用干燥氮气经氮气进口管9和反应气出口管11进行置换3次，以保证反应釜1的氛围符合锂盐制备的要求。依次通过反应物料进口管7和溶剂进口管8向反应釜1内加入反应物料六氟磷酸锂(LiPF6)和甲基环氧硅烷、溶剂碳酸二甲酯，热媒通过热媒进口管10和热媒出口管13循环对反应釜1进行加热，通过温度控制器5调节反应釜1的温度为50～150℃。通过压力调节器6调节反应釜1的压力为0.2～1.0MPa，反应2～12h后，停止反应，通过压力调节器6调节反应釜1的压力降至常压，尾气经反应冷凝器2及尾气冷凝器3两级冷凝，经溶剂回收管14回收溶剂，不凝气经尾气出口管15排放至尾气处理系统，反应产物由反应产物出口管16收集，经过滤、干燥后得到成品。
下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案进行描述，但本实用新型的保护范围并不限于这些实施例。
实施例1
一种锂盐生产装置，包括依次相连的反应釜1(材质为S316/内衬PFA，容积20m3)、反应冷凝器2(管程材质为PFA，管壳式)、压力控制器6、尾气冷凝器3(管程材质为N-PTFE，管壳式)，反应釜1釜体上设置有夹套17，夹套17上部设置有热媒进口管10，夹套17下部设置有热媒出口管13，热媒进口管10上设置有温度控制器5，反应釜1内设置有搅拌器4(磁力驱动机械搅拌器)，反应釜1顶部设置有反应气出口管11、冷凝液回流管12，反应冷凝器2的气相进口通过反应气出口管11与反应釜1的气相出口连接，反应冷凝器2的液相出口通过冷凝液回流管12与反应釜1的冷凝液回流口连接，反应冷凝器2的气相出口通过压力控制器6与尾气冷凝器3的气相进口相连。反应釜1顶部还设置有反应物料进口管7、溶剂进口管8、氮气进口管9。反应釜1低部还设置有反应产物出口管16。尾气冷凝器3还设置有尾气出口管15和溶剂回收管14。
实施例2
一种锂盐生产装置，包括依次相连的反应釜1(材质为S316/内村PFA，容积15m3)、反应冷凝器2(管程材质为PFA，螺旋盘管式)、压力控制器6、尾气冷凝器3(管程材质为N-PTFE，管壳式)，反应釜1釜体上设置有夹套17，夹套17上部设置有热媒进口管10，夹套17下部设置有热媒出口管13，热媒进口管10上设置有温度控制器5，反应釜1内设置有搅拌器4(磁力驱动机械搅拌器)，反应釜1顶部设置有反应气出口管11、冷凝液回流管12，反应冷凝器2的气相进口通过反应气出口管11与反应釜1的气相出口连接，反应冷凝器2的液相出口通过冷凝液回流管12与反应釜1的冷凝液回流口连接，反应冷凝器2的气相出口通过压力控制器6与尾气冷凝器3的气相进口相连。反应釜1顶部还设置有反应物料进口管7、溶剂进口管8、氮气进口管9。反应釜1低部还设置有反应产物出口管16。尾气冷凝器3还设置有尾气出口管15和溶剂回收管14。
实施例3
一种锂盐生产装置，包括依次相连的反应釜1(材质为S304/内村PFA，容积25m3)、反应冷凝器2(管程材质为PFA，螺旋盘管式)、压力控制器6、尾气冷凝器3(管程材质为PFA，列管式)，反应釜1釜体上设置有夹套17，夹套17上部设置有热媒进口管10，夹套17下部设置有热媒出口管13，热媒进口管10上设置有温度控制器5，反应釜1内设置有搅拌器4(磁力驱动机械搅拌器)，反应釜1顶部设置有反应气出口管11、冷凝液回流管12，反应冷凝器2的气相进口通过反应气出口管11与反应釜1的气相出口连接，反应冷凝器2的液相出口通过冷凝液回流管12与反应釜1的冷凝液回流口连接，反应冷凝器2的气相出口通过压力控制器6与尾气冷凝器3的气相进口相连。反应釜1顶部还设置有反应物料进口管7、溶剂进口管8、氮气进口管9。反应釜1低部还设置有反应产物出口管16。尾气冷凝器3还设置有尾气出口管15和溶剂回收管14。
Claims (5)
1.一种锂盐生产装置，包括依次相连的反应釜、反应冷凝器、压力控制器和尾气冷凝器，其特征在于，所述反应釜釜体上设置有夹套，所述夹套上部设置有热媒进口管，所述夹套下部设置有热媒出口管，所述热媒进口管上设置有温度控制器，所述反应釜内设置有搅拌器，所述反应釜顶部设置有反应气出口管和冷凝液回流管，所述反应冷凝器的气相进口通过所述反应气出口管与所述反应釜的气相出口连接，所述反应冷凝器的液相出口通过所述冷凝液回流管与所述反应釜的冷凝液回流口连接，所述反应冷凝器的气相出口通过所述压力控制器与所述尾气冷凝器的气相进口相连。
2.根据权利要求1所述的锂盐生产装置，其特征在于，所述反应釜顶部还设置有反应物料进口管、溶剂进口管和氮气进口管。
3.根据权利要求1所述的锂盐生产装置，其特征在于，所述反应釜底部设置有反应产物出口管。
4.根据权利要求1所述的锂盐生产装置，其特征在于，所述搅拌器为磁力驱动机械搅拌器。
5.根据权利要求1所述的锂盐生产装置，其特征在于，所述尾气冷凝器设置有尾气出口管和溶剂回收管。
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