CN218307923U

CN218307923U - 一种用于制备三元前驱体的反应釜

Info

Publication number: CN218307923U
Application number: CN202222174539.1U
Authority: CN
Inventors: 罗明明; 刘刚; 梁亮亮; 焦凯龙
Original assignee: Ningbo Ronbay Lithium Battery Material Co Ltd
Current assignee: Ningbo Ronbay Lithium Battery Material Co Ltd
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2032-08-18

Abstract

本实用新型涉及化工设备技术领域，公开了一种用于制备三元前驱体的反应釜，该反应釜包括反应釜本体以及固设于反应釜本体上的进料管和进气管，进料管和进气管均伸入反应釜本体的内腔中，且进气管临近进料管；进气管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出气孔，进料管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出料孔，每个出料孔至少对应一个出气孔，且各出气孔分别朝向对应的出料孔。该用于制备三元前驱体的反应釜改善了进料管出料口处凝结物料的问题。

Description

一种用于制备三元前驱体的反应釜

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，特别涉及一种用于制备三元前驱体的反应釜。

背景技术

反应釜是物理或者化学反应的容器，通过反应釜结构设计、参数设置和工艺设计的吻合，实现制备不同性能指标产品的目的。进料管是反应釜的重要部件之一，相关技术中，例如：三元前驱体制备过程中，进料管由于长时间使用，出料口处会凝结物料。而在出料口凝结的物料可能脱落在反应釜中，这将直接影响最终前驱体成品的性能。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于制备三元前驱体的反应釜，用于改善进料管出料口处凝结物料的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种用于制备三元前驱体的反应釜，包括反应釜本体以及固设于所述反应釜本体上的进料管和进气管，所述进料管和所述进气管均伸入所述反应釜本体的内腔中，且所述进气管临近所述进料管；其中：

所述进气管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出气孔，所述进料管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出料孔，每个所述出料孔至少对应一个所述出气孔，且各所述出气孔分别朝向对应的所述出料孔。从而使得由出气孔喷出的气流能够吹至对应的出料孔，提高出料孔处料液的流动速率和分散效果，降低甚至避免进料管2上各出料孔处凝结、堵塞的风险。

可选地，所述进气管与所述进料管之间的距离为3cm～8cm。

可选地，所述出气孔与所述出料孔一一对应。

可选地，包括固定于所述反应釜本体上、并伸入所述反应釜本体内腔中的进碱管，所述进碱管与所述进料管位于所述反应釜本体的同一个直径上，且所述进碱管位于所述反应釜本体轴线的一侧，所述进料管位于所述反应釜本体轴线的另一侧，所述进碱管与所述反应釜本体轴线之间的距离大于等于所述进料管与所述反应釜本体轴线之间的距离。

可选地，包括搅拌轴和固定于所述反应釜本体上、并伸入所述反应釜本体内腔中的进氨管，所述进气管、所述进料管、所述进氨管以及所述进碱管按所述搅拌轴的转动方向依次设置于同一圆周上。

可选地，在垂直于所述搅拌轴的平面上，所述进料管与所述搅拌轴之间的连接为第一连线，所述进氨管与所述搅拌轴之间的连接为第二连线，所述第一连线与所述第二连线之间的夹角为45°～90°。

可选地，所述进氨管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出氨孔，所述进碱管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出碱孔；

各所述出氨孔和/或各所述出碱孔和/或各所述出料孔均朝向所述搅拌轴。

可选地，包括固套于所述搅拌轴上的第一搅拌组件和第二搅拌组件，所述第一搅拌组件和所述第二搅拌组件在所述搅拌轴上间隔设置。

可选地，所述第一搅拌组件位于所述第二搅拌组件的上方，包括三斜叶搅拌桨；所述第二搅拌组件包括六直叶搅拌桨。

可选地，所述反应釜本体的内壁上设置有多个挡板，多个所述挡板均沿所述反应釜本体的高度方向延伸。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种用于制备三元前驱体的反应釜的主视图；

图2为图1所示的反应釜的俯视图。

图标：1-反应釜本体；2-进料管；3-进气管；3’-进氮管；4-进碱管；5-搅拌轴；6-进氨管；7-第一搅拌组件；8-第二搅拌组件；9-挡板；10-电机；11-排气管；12-人孔；13-蒸汽进管；14-冷凝水出管、15-溢流管道；151-溢流阀门；16-放空管；161-放空阀门。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

制备三元前驱体时，反应后期料流大，出料口周围PH低，并且出口孔径小，料液无法及时分散而在出料口处快速反应结晶堵住出料口。本实施例提供一种用于制备三元前驱体的反应釜，以改善上述问题。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种用于制备三元前驱体的反应釜包括反应釜本体1以及固设于反应釜本体1上的进料管2和进气管3，进料管2和进气管3均伸入反应釜本体1的内腔中，且进气管3临近进料管2。具体地，进气管3上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出气孔，以向反应釜本体1中通入相应的气体；进料管2上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出料孔，以向反应釜本体1中注入反应所需的料液。其中，进料管2上的每个出料孔至少对应进气管3上的一个出气孔，且各出气孔分别朝向对应的出料孔，从而使得由出气孔喷出的气流能够吹至对应的出料孔，提高出料孔处料液的流动速率和分散效果，降低甚至避免进料管2上各出料孔处凝结、堵塞的风险。

进气管3中通入的气体可以为氮气或者氦、氩等惰性气体，示例性地，当进气管3中通入的气体为氮气时，氮气流量可以为5m³/h～8m³/h，例如：5m³/h。

氮气的通入能够防止料液氧化。

为了保证氮气通入的范围，一种可选的实现方式中，用于制备三元前驱体的反应釜还可以包括进氮管3’，进氮管3’与进气管3间隔设置，也用于向反应釜中通入氮气。

具体设置上述反应釜本体1时，反应釜本体1的材质可以为316L不锈钢。反应釜本体1的大小可以为10m³～20m³，例如：10m³；反应釜本体1的高度可以为2m～2.5m，例如：2.5m。

进气管3临近进料管2，一种可选的实现方式中，进气管3与进料管2之间的距离为3cm～8cm，例如：进气管3与进料管2之间的距离为5cm。

出气孔吹出的气流用于提高对应的出料孔处，料液的流动速率和分散效果，一种可选的实现方式中，出气孔与出料孔一一对应。

本实施例中，用于制备三元前驱体的反应釜可以包括固定于反应釜本体1上、并伸入反应釜本体1内腔中的进碱管4。进一步地，进碱管4与进料管2位于反应釜本体1的同一个直径上，且进碱管4位于反应釜本体1轴线的一侧，进料管2位于反应釜本体1轴线的另一侧，进碱管4与反应釜本体1轴线之间的距离大于等于进料管2与反应釜本体1轴线之间的距离。

进碱管4和进料管2相对，尽可能增大二者之间的距离，能够使得料液高效分散后再和碱液反应，制备出的三元前驱体球形度更好、性能更优良。

进一步地，用于制备三元前驱体的反应釜包括搅拌轴5和固定于反应釜本体1上、并伸入反应釜本体1内腔中的进氨管6，进气管3、进料管2、进氨管6以及进碱管4按搅拌轴5的转动方向依次设置于同一圆周上。

具体地，进气管3、进料管2、进氨管6以及进碱管4的材质均可以为不锈钢。

在垂直于搅拌轴5的平面上，以进料管2与搅拌轴5之间的连线为第一连线，进氨管6与搅拌轴5之间的连线为第二连线，一种可选的实现方式中，第一连线与第二连线之间的夹角为45°～90°。

进碱管4和进料管2相对，同时，进料管2和进氨管6更加接近，能够有效防止料液和碱液直接接触反应，而更有利于料液和氨水先进行络合。

一种可选的实现方式中，进氨管6上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出氨孔，进碱管4上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出碱孔；

各出氨孔和/或各出碱孔和/或各出料孔均朝向搅拌轴5。

为了提高料、碱、氨在反应釜本体1中的分散性，一种可选的实现方式中，进料管2上的出料孔、进氨管6上的出氨孔以及进碱管4上的出碱孔均朝向上述搅拌轴5。

具体地，进气管3、进料管2、进氨管6以及进碱管4上孔的数量均可以为3～18个，例如：上述各管上孔的数量均为5个。

一种具体实现方式中，反应釜包括固套于搅拌轴5上的第一搅拌组件7和第二搅拌组件8，第一搅拌组件7和第二搅拌组件8在搅拌轴5上间隔设置。

示例性地，第一搅拌组件7位于第二搅拌组件8的上方，包括三斜叶搅拌桨；第二搅拌组件8包括六直叶搅拌桨。

具体地，第二搅拌组件8与反应釜本体1底壁的垂直距离为0.4～1m，例如：0.5m。第一搅拌组件7距离反应釜本体1顶部的距离为0.8～1.5m，例如：0.8m。

进气管3、进料管2、进氨管6、进碱管4垂直方向距离第二搅拌组件20～50厘米，例如：20厘米。第二搅拌组件8的强剪切力作用促进氮气、料液、氨水、碱液的混合和分散。进料管2靠近六直叶搅拌桨，其强剪切力作用有效提高料液的分散性。

一种可选的实现方式中，反应釜本体1的内壁上设置有多个挡板9，多个挡板9均沿反应釜本体1的高度方向延伸。挡板9能有效防止反应釜本体1内形成水平旋流，提高搅拌混合效果。

上层三斜叶搅拌桨设计能使浆料上下运动，上层三斜叶搅拌桨和挡板9的配合能避免涡流的产生。

示例性地，挡板9的数量为3～6个，例如：4个；挡板9沿反应釜本体1的周向均布。

具体设置上述反应釜本体1时，反应釜本体1包括釜体和盖体，盖体上可以设有电机10、排气管11、人孔12等，电机10和搅拌轴5连接，用于驱动搅拌轴5。反应釜的其他结构可以参照现有技术，例如：釜体上设有蒸汽进管13、冷凝水出管14、溢流管道15，溢流管道上设置溢流阀门151，釜体底部设置放空管16，放空管上设置放空阀门161。

本实施例中提到的三元前驱体可以为锂离子电池镍钴锰三元正极材料前驱体。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，包括反应釜本体以及固设于所述反应釜本体上的进料管和进气管，所述进料管和所述进气管均伸入所述反应釜本体的内腔中，且所述进气管临近所述进料管；其中：

所述进气管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出气孔，所述进料管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出料孔，每个所述出料孔至少对应一个所述出气孔，且各所述出气孔分别朝向对应的所述出料孔。

2.根据权利要求1所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，所述进气管与所述进料管之间的距离为3cm～8cm。

3.根据权利要求1所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，所述出气孔与所述出料孔一一对应。

4.根据权利要求1所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，包括固定于所述反应釜本体上、并伸入所述反应釜本体内腔中的进碱管，所述进碱管与所述进料管位于所述反应釜本体的同一个直径上，且所述进碱管位于所述反应釜本体轴线的一侧，所述进料管位于所述反应釜本体轴线的另一侧，所述进碱管与所述反应釜本体轴线之间的距离大于等于所述进料管与所述反应釜本体轴线之间的距离。

5.根据权利要求4所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，包括搅拌轴和固定于所述反应釜本体上、并伸入所述反应釜本体内腔中的进氨管，所述进气管、所述进料管、所述进氨管以及所述进碱管按所述搅拌轴的转动方向依次设置于同一圆周上。

6.根据权利要求5所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，在垂直于所述搅拌轴的平面上，所述进料管与所述搅拌轴之间的连接为第一连线，所述进氨管与所述搅拌轴之间的连接为第二连线，所述第一连线与所述第二连线之间的夹角为45°～90°。

7.根据权利要求5所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，所述进氨管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出氨孔，所述进碱管上沿其自身的延伸方向间隔设置有多个出碱孔；

8.根据权利要求5-7任一项所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，包括固套于所述搅拌轴上的第一搅拌组件和第二搅拌组件，所述第一搅拌组件和所述第二搅拌组件在所述搅拌轴上间隔设置。

9.根据权利要求8所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，所述第一搅拌组件位于所述第二搅拌组件的上方，包括三斜叶搅拌桨；所述第二搅拌组件包括六直叶搅拌桨。

10.根据权利要求1-7任一项所述的用于制备三元前驱体的反应釜，其特征在于，所述反应釜本体的内壁上设置有多个挡板，多个所述挡板均沿所述反应釜本体的高度方向延伸。