CN209393172U - 一种新型过滤浓缩装置和主反应釜装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型过滤浓缩装置和主反应釜装置，包括筒体A,筒体B和其顶端的减速电机A,减速电机B以及其内部的搅拌桨A,搅拌桨B同时还包括其底端的排液阀A,排液阀B和最终浓缩产品出口A,最终浓缩产品出口B；筒体A顶端设有氮气进口、再生液进口、喷淋水进口,筒体A内壁上设有环形滤芯，筒体A侧壁上设有和滤芯底部连接的反吹口和清液出口以及与主反应釜连接的过滤浓缩液出口，筒体B的顶端设有原料进料口，筒体B的侧壁上设有溢流口与中间罐连通，中间罐与过滤浓缩装置顶部连通。本实用新型结构设计更先进合理，安装、拆卸、维护简单方便，能有效地解决料液分层、晃动、密封等问题，过滤精度更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备领域，具体的说，是一种新型过滤浓缩装置和主反应釜装置。
背景技术
未来动力电池的出货增加主要来自乘用车销量的推动，预计2018-2025年动力电池需求将保持30-40％的速度持续增长。三元电池将取代磷酸铁锂电池成为动力电池出货的主流。三元前驱体作为三元电池的核心原料，其产品的品质的高低直接决定三元电池的性能及安全可靠性。衡量三元前驱体品质高低的指标很多，其中TD、SEM、PSD等三个关键指标受是否使用过滤浓缩机的影响较大。采用过滤浓缩机生产的三元前驱体产品球型度好、密度高，正极容量高、循环好，过滤浓缩机已成为高品质三元前驱体生产的必备设备。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计更先进合理，安装、拆卸、维护简单方便，能有效地解决过滤浓缩机料液分层、晃动、密封等问题，设备可靠性和稳定性更高且运行维护成本更低，过滤精度更高，拦截效率更高，能回收更多有价产品的新型过滤浓缩装置和主反应釜装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种新型过滤浓缩装置，包括减速电机A、氮气进口、筒体A、过滤浓缩液出口、搅拌桨A、滤芯、反吹口、清液出口、排液阀A、最终浓缩产品出口A和人孔；减速电机A在筒体A顶端上；筒体A顶端设有与筒体A内部连通的再生液进口、喷淋水进口和氮气进口；搅拌桨A和滤芯均设在筒体A的内部，且搅拌桨A位于滤芯的中部，滤芯的周边与筒体A的内壁固定连接，滤芯在筒体A的内壁上下两层分布；减速电机A的输出轴与搅拌桨A的顶端传动连接用于带动搅拌桨A轴向转动，搅拌桨A设计为贴合下椎体曲线形状；筒体A的侧壁上固定设有反吹口和清液出口，反吹口和清液出口在筒体A的侧壁上下两层分布，均通过连接管与滤芯的底部连通；述筒体A的侧壁上固定设有过滤浓缩液出口且位于筒体A内上层滤芯的上端，过滤浓缩液出口通过气动卸料阀和连接管与主反应釜连接；筒体A下端设有与筒体A内部连通的排液阀A和最终浓缩产品出口A；筒体A上设置有人孔。
一种主反应釜装置，包括如新型过滤浓缩装置以及减速电机B、原液进料口、筒体B、搅拌桨B、溢流口、排液阀B、中间罐、最终浓缩产品出口B；过滤浓缩液出口通过管道与筒体B的下端连通，减速电机B在筒体B顶端上；筒体B顶端设有与筒体B内部连通的原液进料口；搅拌桨B设在筒体B的内部中间位置；减速电机B的输出轴与搅拌桨B的顶端传动连接用于带动搅拌桨B轴向转动；筒体B的侧壁上固定设有溢流口；溢流口通过连接管与中间罐连接，中间罐通过隔膜泵和连接管与过滤浓缩装置顶部连接；筒体B下端设有与筒体B内部连通的排液阀B和最终浓缩产品出口B。
本新型过滤浓缩装置的有益效果是：结构设计更先进合理，安装、拆卸、维护简单方便，有效地解决了过滤浓缩机料液分层的问题，产品品质更好，有效地解决了搅拌器晃动、封头强度不够等问题，设备可靠性更高，滤芯与内环管由插接配合改进为螺纹连接，无泄漏、便于拆卸、安装，实现了滤芯的重复利用，优化了阀门及环管组，降低了设备发生故障的概率，稳定性更高，滤芯孔径均匀，通量衰减慢，表面光滑，不易糊膜，运行维护成本更低，过滤精度更高，拦截效率更高，能回收更多有价产品。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，滤芯采用螺纹连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：便于设备检修或滤芯更换。
进一步，滤芯上增设有导流板。
采用上述进一步方案的有益效果是：改善固液状态，混合均匀，有利于产品颗粒均匀性，收窄PSD。
进一步，滤芯采用的材料为金属间化合物。
采用上述进一步方案的有益效果是：金属间化合物形成的金属膜滤芯具备高精度、大通量、耐腐蚀的特点，减少浓缩机内阻碍物，更利于浓缩机内的料液充分混合，减少积料，提高产品成品率。
进一步，金属间化合物为TiAl或NiAl或FeAl的其中一种。
采用上述进一步方案的有益效果是：TiAl或NiAl或FeAl金属间化合物多孔膜材料颗粒连接紧密，开孔率高，基材孔径大，膜层孔径小，基材与膜材料一致。
进一步，滤芯采用的材料为PE或PA或陶瓷的其中一种。
采用上述进一步方案的有益效果是：PE、PA或陶瓷滤芯，机械性能较好，不会发生老化破裂，耐酸、耐碱、耐醛、耐脂肪烃、耐放射性辐照及耐水等化学性能优良，耐有机溶剂的性能也很好。
进一步，滤芯呈环状。
采用上述进一步方案的有益效果是：环状滤芯能够增大滤芯的接触面积，提升过滤效率。
进一步，筒体A上设置有用于检测筒体A内液位的液位计。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以准确监测液位，从而实现自动运行，并降低了因液位失控导致故障，提高设备连续稳定运行。
附图说明
图1为本实用新型结构图；
图2为本实用新型滤芯俯视图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、减速电机A，2、再生液进口，3、喷淋水进口，4、氮气进口，5、筒体A，6、过程浓缩液出口，7、搅拌桨A，8、滤芯，9、反吹口10、清液出口，11、排液阀A，12、减速电机B，13、原液进料口，14、筒体B，15、搅拌桨B，16、溢流口，17、排液阀B，18、中间罐，19、最终浓缩产品出口A,20、最终浓缩产品出口A，21、人孔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1：
如图1、图2所示，本实例中一种新型过滤浓缩装置和主反应釜装置，包括减速电机A1、再生液进口2、喷淋水进口3、氮气进口4、筒体A5、过程浓缩液出口6、搅拌桨A7、滤芯8、反吹口9、清液出口10、排液阀A11、减速电机B12、原液进料口13、筒体B14、搅拌桨B15、溢流口16、排液阀B17、中间罐18、最终浓缩产品出口A19、最终浓缩产品出口A20、人孔21。
减速电机A1在筒体A5顶端上，减速电机A1的输出轴与搅拌桨A7的顶端传动连接用于带动搅拌桨A轴向转动；筒体A5顶端设有与筒体A5内部连通的再生液进口2、喷淋水进口3和氮气进口4，工作时，通过调节浓缩机顶部氮气(或其他惰性气体)压力增大或减小来实现对过滤通量的调节。当工作完成后，再生液进口2喷出化学再生液对滤芯8进行清洗再生，喷淋水进口3喷出液体对筒体A5内部进行清洗；搅拌桨A7和滤芯8均设在筒体A5的内部，且搅拌桨A7位于滤芯的中部，滤芯的周边与筒体A5的内壁固定连接，滤芯8在筒体A5的内壁上下两层分布，滤芯8呈环状并采用螺纹连接，采用螺纹连接便于设备检修或更换，滤芯8呈环状能够增大滤芯8的接触面积，提升过滤效率，滤芯8采用TiAl或NiAl或FeAl金属间化合物中的其中一种制成金属膜滤芯或采用的材料为PE或PA或陶瓷的其中一种制成非金属膜滤芯。金属膜滤芯具备高精度、大通量、耐腐蚀的特点，减少浓缩机内阻碍物，更利于浓缩机内的料液充分混合，减少积料，提高产品成品率，TiAl或NiAl或FeAl金属间化合物多孔膜材料颗粒连接紧密，开孔率高，基材孔径大，膜层孔径小，基材与膜材料一致，PE、PA或陶瓷材料滤芯，机械性能较好，不会发生老化破裂，耐酸、耐碱、耐醛、耐脂肪烃、耐放射性辐照及耐水等化学性能优良，耐有机溶剂的性能也很好；滤芯增设导流板，能够改善固液状态，混合均匀，有利于产品颗粒均匀性，收窄PSD；搅拌桨A7设计为贴合下椎体曲线形状，将底部易沉料的部分加强搅拌影响，减少物料浪费；筒体A5的侧壁上固定设有反吹口9和清液出口10，反吹口9和清液出口10在筒体A5的侧壁上下两层分布，均通过连接管与滤芯8的底部连通，在过滤过程中，根据设定的间断时间或过滤压力梯度或流量下降等参数进行反吹，更加彻底的卸除过滤管表面的固体滤饼，过滤后的清液通过连接管从清液出口10排出；筒体A5的侧壁上固定设有过滤浓缩液出口6且位于筒体A5内上层滤芯8的上端，过滤浓缩液出口6通过气动卸料阀和连接管与主反应釜连接，从而实现了自动排液和液面平衡功能，对于浓度的平衡更加精准，同时降低了整体流量平衡调节的难度，降低了自控系统的复杂程度及操作难度；筒体A5下端设有与筒体A5内部连通的排液阀A11和最终浓缩产品出口A19；筒体A5上设置有人孔21，方便设备进行检修；筒体A5上合理设置高度，搅拌筒体A5较高，有利于搅拌，设备稳定运行，摆动小；通过有限元计算，合理设计封头壁厚，封头壁较厚能够确保设备高浓度搅拌时的稳定性；筒体A上设置有用于检测筒体A内液位的液位计，液位计可以准确监测液位，从而实现自动运行，并降低了因液位失控导致故障，提高设备连续稳定运行。
减速电机B12在筒体B14顶端上,减速电机B12的输出轴与搅拌桨B15的顶端传动连接用于带动搅拌桨B15轴向转动；筒体B14顶端设有与筒体B14内部连通的原液进料口13；搅拌桨B15设在筒体B14的内部中间位置,对筒体B14内的原液进行搅拌；筒体B14的侧壁上固定设有溢流口16；溢流口16通过连接管与中间罐18连接，中间罐18通过隔膜泵和连接管与过滤浓缩装置顶部连接，反应釜中料液随溢流口排放到中间罐，通过隔膜泵将料液输送至浓缩机；筒体B14下端设有与筒体B14内部连通的排液阀B17和最终浓缩产品出口B20。
工作原理：原液通过原液进料口13先持续进入筒体B14，在筒体B14内通过搅拌桨B15搅拌进行反应，以生成的产物作为晶核，将新生成的产物团聚成颗粒，该颗粒随反应时间逐渐增大，最终形成所需的产品颗粒形貌。在长晶过程中，由于所需周期较长且反应釜容积有限，需将中间产物继续维持在适宜的反应条件下继续反应长晶。筒体B14中料液随溢流口16排放到中间罐18中通过隔膜泵将料液输送至过滤浓缩装置中，在搅拌的作用下继续进行反应。搅拌的强度可以通过减速电机(变频)调节不同的转速(0-200r/min)，以满足反应需要。过滤浓缩装置内设置有过滤所需滤芯8，滤芯8过滤，将不含产物浆料的清液排出系统外，作为其他工序用水使用，由于清液的持续排出，实现了对物料浆料的逐渐浓缩，同时通过浓缩机与反应釜的连通管实现两个罐体内的物料浓度平衡，过滤通量与反应釜进料量进行匹配，通过调节浓缩机顶部氮气(或其他惰性气体)压力增大或减小来实现对过滤通量的调节。在生产过程中，反应釜、中间罐18、浓缩机内的浆料浓度逐渐上升，颗粒粒径随反应时间逐渐长大，达到反应所需的周期后，一起排出到产品罐内，经过后续离心分离、干燥等环节，形成了产品三元前驱体。当工作完成后，再生液进口2喷出化学再生液对滤芯8进行清洗再生，喷淋水进口3喷出液体对筒体A5内部进行清洗，减少膜污染，恢复过滤通量，实现长期稳定运行。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：包括减速电机A(1)、再生液进口(2)、喷淋水进口(3)、氮气进口(4)、筒体A(5)、过滤浓缩液出口(6)、搅拌桨A(7)、滤芯(8)、反吹口(9)、清液出口(10)、排液阀A(11)、最终浓缩产品出口A(19)和人孔(21)；所述减速电机A(1)在所述筒体A(5)顶端上；所述筒体A(5)顶端设有与所述筒体A(5)内部连通的再生液进口(2)、喷淋水进口(3)和氮气进口(4)；所述搅拌桨A(7)和所述滤芯(8)均设在所述筒体A(5)的内部，且所述搅拌桨A(7)位于所述滤芯(8)的中部，所述滤芯(8)的周边与所述筒体A(5)的内壁固定连接，所述滤芯(8)在所述筒体A(5)的内壁上下两层分布；所述减速电机A(1)的输出轴与所述搅拌桨A(7)的顶端传动连接用于带动所述搅拌桨A(7)轴向转动，所述搅拌桨A(7)设计为贴合下椎体曲线形状；所述筒体A(5)的侧壁上固定设有所述反吹口(9)和所述清液出口(10)，所述反吹口(9)和所述清液出口(10)在所述筒体A(5)的侧壁上下两层分布，均通过连接管与所述滤芯(8)的底部连通；所述筒体A(5)的侧壁上固定设有所述过滤浓缩液出口(6)且位于所述筒体A(5)内上层所述滤芯(8)的上端，所述过滤浓缩液出口(6)通过气动卸料阀和连接管与主反应釜连接；所述筒体A(5)下端设有与所述筒体A(5)内部连通的所述排液阀A(11)和所述最终浓缩产品出口A(19)；所述筒体A(5)上设置人孔(21)。
2.根据权利要求1所述的一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：所述滤芯(8)采用螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：所述滤芯(8)上增设有导流板。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：所述滤芯(8)采用的材料为金属间化合物。
5.根据权利要求4所述的一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：所述的金属间化合物为TiAl或NiAl或FeAl。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：所述滤芯(8)采用的材料为PE或PA或陶瓷。
7.根据权利要求1至3任一项所述的一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：所述滤芯(8)呈环状。
8.根据权利要求1至3任一项所述的一种新型过滤浓缩装置，其特征在于：所述筒体A(5)上设置有用于检测所述筒体A(5)内液位的液位计。
9.一种主反应釜装置，其特征在于：包括如权利要求1至8任一项所述的新型过滤浓缩装置以及减速电机B(12)、原液进料口(13)、筒体B(14)，搅拌桨B(15)、溢流口(16)、排液阀B(17)、中间罐(18)、最终浓缩产品出口B(20)；所述过滤浓缩液出口(6)通过管道与所述筒体B(14)的下端连通，所述减速电机B(12)在所述筒体B(14)顶端上；所述筒体B(14)顶端设有与所述筒体B(14)内部连通的原液进料口(13)；所述搅拌桨B(15)设在所述筒体B(14)的内部中间位置；所述减速电机B(12)的输出轴与所述搅拌桨B(15)的顶端传动连接用于带动所述搅拌桨B(15)轴向转动；所述筒体B(14)的侧壁上固定设有所述溢流口(16)；所述溢流口(16)通过连接管与所述中间罐(18)连接，所述中间罐(18)通过隔膜泵和连接管与过滤浓缩装置顶部连接；所述筒体B(14)下端设有与所述筒体B(14)内部连通的所述排液阀B(17)和所述最终浓缩产品出口B(20)。
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|---|---|---|---|
| CN201821816290.7U CN209393172U (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 一种新型过滤浓缩装置和主反应釜装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109382058A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-26 | 四川思达能环保科技有限公司 | 一种新型过滤浓缩装置和主反应釜装置 |
| CN111298496A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-19 | 四川思达能环保科技有限公司 | 用于实现反应与过滤浓缩的装置及方法 |
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2018
- 2018-11-02 CN CN201821816290.7U patent/CN209393172U/zh active Active
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