CN220310394U - 一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，所述装置包括生产系统、洗水回收系统、脱水回收系统，生产系统通过共沉淀反应、陈化、洗涤、浆化、脱水、干燥等流程制备三元前驱体成品；洗水回收系统包括依次连接的洗水回收槽、第一过滤装置、第一回用水储槽，可以实现洗水的完全回收利用；脱水回收系统包括依次连接的脱水收集槽、第二过滤装置和第二回用水储槽，可以实现脱水的完全回收利用。采用本实用新型公开的装置生产三元前驱体，一方面洗水和脱水回收用作反应釜底水、洗釜水和排料管道冲洗水，可以减少反应工序纯水用量，降低纯水使用成本；另一方面可以减少生产废水量，大幅降低废水处理成本。
Description
技术领域
本实用新型属于三元前驱体制备技术领域，具体涉及一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置。
背景技术
三元前驱体的生产工艺流程包括：①硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰溶液配制镍钴锰三元液；②镍钴锰三元液、氨水、液碱共沉淀反应；③陈化、洗涤、浆化；④脱水、干燥；⑤筛分、除铁、包装。反应结束后，反应合格浆料会收集到对应的陈化槽6，然后经过洗涤、浆化得到洗涤合格浆料，再经过脱水、干燥、筛分、除铁、包装得到三元前驱体成品。洗涤和脱水过程中会产生洗涤和脱水废水，在现有技术中，洗涤和脱水产生的废水大多进入废水回收流程进行回收，一方面由于废水中残留部分三元前驱体产物，直接进行废水会导致这部分三元前驱体的浪费，降低了生产效率；另一方面由于废水的量较大，废水处理成本高，因此导致三元前驱体的生产成本高。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，将洗涤和脱水过程中会产生洗水和脱水回收再利用，减少生产废水量，减少生产纯水使用量，降低生产成本，具体包括以下内容：
一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，包括生产系统、洗水回收系统、脱水回收系统，所述生产系统包括依次连接的反应釜5、陈化槽6、洗涤装置7、浆化槽8、脱水装置9和干燥装置10；所述反应釜5、陈化槽6、浆化槽8和干燥装置10分别设置有进料口、出料口，所述洗涤装置7、脱水装置9分别设置有进料口、出渣口和出液口；所述洗水回收系统包括依次连接的洗水回收槽11、第一过滤装置12、第一回用水储槽13，所述洗水回收槽11和第一回用水储槽13分别设置有进液口和出液口，所述第一过滤装置12设置有进料口、出液口和出渣口，所述洗水回收槽11的进液口与洗涤装置7的出液口连接；所述第一过滤装置12的出渣口与陈化槽6的进料口连接、出液口与第一回用水储槽的进液口连接；所述第一回用水储槽13的出液口与反应釜5的进料口连接；所述脱水回收系统包括依次连接的脱水收集槽14、第二过滤装置15和第二回用水储槽16，所述脱水收集槽14、第二回用水储槽16分别设置有进液口、出液口，所述第二过滤装置15设置有进料口、出液口和出渣口，所述脱水收集槽14的进液口与脱水装置9的出液口连接；所述脱水收集槽14分别与浆化槽8的进液口、第二过滤装置15的进液口通过管道连接，所述管道上分别设置有第一阀门1、第二阀门2；所述第二过滤装置15的出渣口与陈化槽6的进料口连接、出液口与第二回用水储槽16连接；所述第二回用水储槽16分别与陈化槽6进料口、第一回用水储槽13进液口通过管道连接，所述管道上分别设置有第三阀门3、第四阀门4。需要注意的是，本实用新型所公开的装置中的反应釜、储槽、洗涤装置、过滤装置等各个部件均为市售成品，所述进料口、出料口、进液口、出液口、出渣口等的设置均为本领域技术人员知晓的现有技术，故在本申请中不再做详细介绍。
优选的，所述第一过滤装置12和第二过滤装置15均为微孔过滤机；所述洗涤装置7为压滤机。
优选的，所述陈化槽6与洗涤设备之间通过管道连接，所述管道上设置有第一输送泵16；所述浆化槽8与脱水装置9之间通过管道连接，所述管道上设置有第二输送泵17。
优选的，所述洗水回收槽11的出液口与第一过滤装置12的进料口通过管道连接，所述管道上设置有第三输送泵18；所述第一回用水储槽13的出液口与反应釜5的进料口通过管道连接，所述管道上设置有第四输送泵19。
优选的，所述脱水收集槽14设置有出液口，出液口外接第一出液管，所述第一出液管分别与浆化槽8的进液口、第二过滤装置15的进液口通过管道连接，所述第一出液管上设置有第五输送泵20；所述第二回用水储槽16设置有出液口，出液口外接第二出液管，所述第二出液管分别与陈化槽6进料口、第一回用水储槽13进液口通过管道连接；所述第二出液管上设置有第六输送泵21。
一种采用本实用新型公开的带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置生产三元前驱体的方法，包括：
(1)生产流程：进行共沉淀反应；反应结束后将反应物料输送到陈化槽6陈化；然后，将陈化后的物料输送到洗涤装置7洗涤，洗涤后的物料输送到浆化槽8进行浆化；将浆化后的物料依次输送到脱水装置9和干燥装置10进行脱水、干燥，最终得到三元前驱体产物；
(2)洗水回用流程：将(1)中洗涤装置7洗涤产生的洗水输送到洗水收集槽，然后再将洗水收集槽中的洗水输送到第一过滤装置12进行过滤，产生的滤渣排入陈化槽6中回收、滤液排入到第一回用水储槽13；将第一回用水储槽13中的回用水输送到反应釜5中回用；
(3)脱水回用流程：将(1)中脱水装置9产生的脱水输送到脱水收集槽14，当脱水收集槽14中的脱水的固含量≤10g/L且Na含量≤100mg/L时，将脱水输送到浆化槽8用于浆化洗涤后的物料；当脱水收集槽14中的脱水的固含量＞10g/L或Na含量＞100mg/L时，将脱水输送到第二过滤装置15进行过滤，将产生的滤渣输送到陈化槽6中回用、滤液输送到第二回用水储槽16；将第二回用水储槽16中的脱水输送到第一回用水储槽13中回用、或输送到反应釜5出料口用于冲洗出料管道，所述出料管道为反应釜出料口外接的用于排出物料的管道。
优选的，所述(1)生产流程：共沉淀反应的温度为40-60℃；陈化时间为1-3h；洗涤所用洗水温度为70-90℃，洗水用量为3-6m3/t三元前驱体。
优选的，所述(2)洗水回用流程：将第一回用水储槽13中的回用水输送到反应釜5中，可以用作反应釜5底水、洗釜水、或反应釜5出料管道冲洗水。
本实用新型的有益效果：
(1)本实用新型公开的一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置包括生产系统、洗水回收系统、脱水回收系统，生产系统包括依次连接的反应釜5、陈化槽6、洗涤装置7、浆化槽8、脱水装置9和干燥装置10，可以通过共沉淀反应、陈化、洗涤、浆化、脱水、干燥等流程制备三元前驱体成品；洗水回收系统包括依次连接的洗水回收槽11、第一过滤装置12、第一回用水储槽13，可以实现洗水的完全回收利用；脱水回收系统包括依次连接的脱水收集槽14、第二过滤装置15和第二回用水储槽16，可以实现脱水的完全回收利用。采用本实用新型公开的装置生产三元前驱体，一方面洗水和脱水回收用作反应釜5底水、洗釜水和排料管道冲洗水，可以减少反应工序纯水用量，降低纯水使用成本；另一方面可以减少生产废水量，大幅降低废水处理成本。
(2)采用本实用新型公开的方法制备三元前驱体，用回收的洗水作为反应釜5底水，由于洗涤用水温度为70-90℃，因此所回收的洗水的温度为40-60℃左右，回收作为反应釜5底水，可以实现热量回收，既能节省反应釜5蒸汽用量，降低能耗，又能缩短反应釜5升温时间，提高生产效率。
(3)采用本实用新型公开的方法制备三元前驱体，当脱水中微粉和钠含量低时，可以用作浆化用水回收；当脱水中微粉和钠含量高时，可以经微孔过滤后回收供反应工序使用，脱水梯次回收可以确保全部回收，回收效率更高。
(4)采用本实用新型公开的方法制备三元前驱体，不仅可以回收洗水和脱水，而且还能回收洗水和脱水中的三元前驱体颗粒，可以减少产品的浪费，提高生产效率、降低生产成本。
附图说明
图1为本实用新型公开的装置的连接关系示意图；
图2为本实用新型公开的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图1-2和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
参考附图1，图中箭头为物料输送方向。一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，包括生产系统、洗水回收系统、脱水回收系统，所述生产系统包括依次连接的反应釜5、陈化槽6、洗涤装置7、浆化槽8、脱水装置9和干燥装置10；所述反应釜5、陈化槽6、浆化槽8和干燥装置10分别设置有进料口、出料口，所述洗涤装置7、脱水装置9分别设置有进料口、出渣口和出液口；所述洗水回收系统包括依次连接的洗水回收槽11、第一过滤装置12、第一回用水储槽13，所述洗水回收槽11和第一回用水储槽13分别设置有进液口和出液口，所述第一过滤装置12设置有进料口、出液口和出渣口，所述洗水回收槽11的进液口与洗涤装置7的出液口连接；所述第一过滤装置12的出渣口与陈化槽6的进料口连接、出液口与第一回用水储槽13的进液口连接；所述第一回用水储槽13的出液口与反应釜5的进料口连接；所述脱水回收系统包括依次连接的脱水收集槽14、第二过滤装置15和第二回用水储槽16，所述脱水收集槽14、第二回用水储槽16分别设置有进液口、出液口，所述第二过滤装置15设置有进料口、出液口和出渣口，所述脱水收集槽14的进液口与脱水装置9的出液口连接；所述脱水收集槽14分别与浆化槽8的进液口、第二过滤装置15的进液口通过管道连接，所述管道上分别设置有第一阀门1、第二阀门2；所述第二过滤装置15的出渣口与陈化槽6的进料口连接、出液口与第二回用水储槽16连接；所述第二回用水储槽16分别与陈化槽6进料口、第一回用水储槽13进液口通过管道连接，所述管道上分别设置有第三阀门3、第四阀门4。
在本实用新型的一个实施例中，所述第一过滤装置12和第二过滤装置15均为微孔过滤机；所述洗涤装置7为压滤机。在本实用新型的一个实施例中，所述陈化槽6与洗涤设备之间通过管道连接，所述管道上设置有第一输送泵16；所述浆化槽8与脱水装置9之间通过管道连接，所述管道上设置有第二输送泵17。
在本实用新型的一个实施例中，所述洗水回收槽11的出液口与第一过滤装置12的进料口通过管道连接，所述管道上设置有第三输送泵18；所述第一回用水储槽13的出液口与反应釜5的进料口通过管道连接，所述管道上设置有第四输送泵19。
在本实用新型的一个实施例中，所述脱水收集槽14设置有出液口，出液口外接第一出液管，所述第一出液管分别与浆化槽8的进液口、第二过滤装置15的进液口通过管道连接，所述第一出液管上设置有第五输送泵20；所述第二回用水储槽16设置有出液口，出液口外接第二出液管，所述第二出液管分别与陈化槽6进料口、第一回用水储槽13进液口通过管道连接；所述第二出液管上设置有第六输送泵21。
参考附图2，图中箭头为物料输送方向。一种采用本实用新型公开的带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置生产三元前驱体的方法，包括：
(1)生产流程：进行共沉淀反应；反应结束后将反应物料输送到陈化槽6陈化；然后，将陈化后的物料输送到洗涤装置7洗涤，洗涤后的物料输送到浆化槽8进行浆化；将浆化后的物料依次输送到脱水装置9和干燥装置10进行脱水、干燥，最终得到三元前驱体产物；所述共沉淀反应的温度为40-60℃；陈化时间为1-3h；洗涤所用洗水温度为70-90℃，洗水用量为3-6m3/t三元前驱体。
(2)洗水回用流程：将(1)中洗涤装置7洗涤产生的洗水输送到洗水收集槽，然后再将洗水收集槽中的洗水输送到第一过滤装置12进行过滤，产生的滤渣排入陈化槽6中回收、滤液排入到第一回用水储槽13；将第一回用水储槽13中的回用水输送到反应釜5中回用，可以用作反应釜5底水、洗釜水、或反应釜5出料管道冲洗水，所述出料管道为反应釜出料口外接的用于排出物料的管道。
(3)脱水回用流程：将(1)中脱水装置9产生的脱水输送到脱水收集槽14，当脱水收集槽14中的脱水的固含量≤10g/L且Na含量≤100mg/L时，将脱水输送到浆化槽8用于浆化洗涤后的物料；当脱水收集槽14中的脱水的固含量＞10g/L或Na含量＞100mg/L时，将脱水输送到第二过滤装置15进行过滤，将产生的滤渣输送到陈化槽6中回用、滤液输送到第二回用水储槽16；将第二回用水储槽16中的脱水输送到第一回用水储槽13中回用、或输送到反应釜5出料口用于冲洗出料管道。
在本实用新型的一个实施例中，所述(1)生产流程：共沉淀反应的温度为45℃；陈化时间为1.5h；洗涤所用洗水温度为75℃，洗水用量为3.5m3/t三元前驱体。
在本实用新型的一个实施例中，所述(1)生产流程：共沉淀反应的温度为50℃；陈化时间为2h；洗涤所用洗水温度为80℃，洗水用量为4m3/t三元前驱体。
在本实用新型的一个实施例中，所述(1)生产流程：共沉淀反应的温度为55℃；陈化时间为2.5h；洗涤所用洗水温度为80℃，洗水用量为4m3/t三元前驱体。
在本实用新型的一个实施例中，所述(1)生产流程：共沉淀反应的温度为58℃；陈化时间为2.8h；洗涤所用洗水温度为85℃，洗水用量为5m3/t三元前驱体。
除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，其特征在于，包括生产系统、洗水回收系统、脱水回收系统，所述生产系统包括依次连接的反应釜、陈化槽、洗涤装置、浆化槽、脱水装置和干燥装置；所述洗水回收系统包括依次连接的洗水回收槽、第一过滤装置、第一回用水储槽，所述洗水回收槽的进液口与洗涤装置的出液口连接；所述第一过滤装置的出渣口与陈化槽的进料口连接、出液口与第一回用水储槽的进液口连接；所述第一回用水储槽的出液口与反应釜的进料口连接；所述脱水回收系统包括依次连接的脱水收集槽、第二过滤装置和第二回用水储槽，所述脱水收集槽的进液口与脱水装置的出液口连接；所述脱水收集槽分别与浆化槽的进液口、第二过滤装置的进液口通过管道连接，所述管道上分别设置有第一阀门、第二阀门；所述第二过滤装置的出渣口与陈化槽的进料口连接、出液口与第二回用水储槽连接；所述第二回用水储槽分别与反应釜出料口、第一回用水储槽进液口通过管道连接，所述管道上分别设置有第三阀门、第四阀门。
2.根据权利要求1所述的一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，其特征在于，所述第一过滤装置和第二过滤装置为微孔过滤机；所述洗涤装置为压滤机。
3.根据权利要求1所述的一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，其特征在于，所述陈化槽与洗涤设备之间通过管道连接，所述管道上设置有第一输送泵；所述浆化槽与脱水装置之间通过管道连接，所述管道上设置有第二输送泵。
4.根据权利要求3所述的一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，其特征在于，所述洗水回收槽的出液口与第一过滤装置的进料口通过管道连接，所述管道上设置有第三输送泵；所述第一回用水储槽的出液口与反应釜的进料口通过管道连接，所述管道上设置有第四输送泵。
5.根据权利要求4所述的一种带洗脱水回收功能的三元前驱体生产装置，其特征在于，所述脱水收集槽设置有出液口，出液口外接第一出液管，所述第一出液管分别与浆化槽的进液口、第二过滤装置的进液口通过管道连接，所述第一出液管上设置有第五输送泵；所述第二回用水储槽设置有出液口，出液口外接第二出液管，所述第二出液管分别与陈化槽进料口、第一回用水储槽进液口通过管道连接；所述第二出液管上设置有第六输送泵。
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2023
- 2023-04-27 CN CN202320984204.8U patent/CN220310394U/zh active Active
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |