碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统技术方案

本发明专利技术公开了碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统，包括：混合装置，具有碳酸锂固体入口、水入口和碳酸锂溶液出口；第一碳酸化装置，具有碳酸锂溶液入口、二氧化碳入口、第一反应后液出口、第一二氧化碳出口和第一循环反应后液入口；第一循环泵，具有第一泵入口和第一泵出口；第一换热器，具有第一反应后液入口和冷却后第一反应后液出口；第二碳酸化装置，具有第一反应后液进口、第二二氧化碳入口、第二反应后液出口、第二二氧化碳出口和第二循环反应后液入口；第二循环泵，具有第二泵入口和第二泵出口；第二换热器，具有第二反应后液入口和冷却后第二反应后液出口；第三碳酸化装置，具有第二反应后液进口、第三二氧化碳入口和碳酸氢锂溶液出口。

【技术实现步骤摘要】
碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统
本专利技术属于冶金生产领域，具体而言，本专利技术涉及碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统。
技术介绍
目前碳酸锂碳酸氢化生产均采用简单、间断的生产工艺，主要有三种操作方式：(1)单独反应釜方式，即将碳酸锂溶液一次性注入釜内，从反应釜顶部向溶液内插入二氧化碳管道，通过二氧化碳管道不断向溶液中鼓入二氧化碳，生成碳酸氢锂溶液，二氧化碳的利用效率大约为20-30％；(2)单独反应塔方式，即将碳酸锂溶液一次性注入反应塔内，从反应塔底部插入二氧化碳管道，通过二氧化碳管道不断向溶液中鼓入二氧化碳，生成碳酸氢锂溶液，二氧化碳的利用效率大约为30-40％；(3)两塔串联静态反应塔方式，即将碳酸锂溶液一次性注入串联的两个反应塔内，从第一反应塔底部通入二氧化碳，二氧化碳逐步被第一反应塔内的溶液吸收，生成碳酸氢锂溶液。剩余二氧化碳从第二反应塔顶部管道通入到第二反应塔内，由此，可进一步提高二氧化碳的利用率，二氧化碳的利用效率大约为50-70％。所有塔和釜均为夹套冷却方式，冷却效率较低。由此，现有碳酸锂碳酸氢化的生产技术有待进一步改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统。该系统实现了连续生产碳酸氢锂溶液，使得二氧化碳的利用率达90％以上，同时碳酸锂转化为碳酸氢锂的效率大于99％。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统，根据本专利技术的实施例，该系统包括：混合装置，所述混合装置具有碳酸锂固体入口、水入口和碳酸锂溶液出口；第一碳酸化装置，所述第一碳酸化装置具有碳酸锂溶液入口、二氧化碳入口、第一反应后液出口、第一二氧化碳出口和第一循环反应后液入口，所述二氧化碳入口设置在所述第一碳酸化装置的底部，所述第一循环反应后液入口设置在所述第一碳酸化装置的下部，所述碳酸锂溶液入口与所述碳酸锂溶液出口相连；第一循环泵，所述第一循环泵具有第一泵入口和第一泵出口，所述第一泵入口与所述第一反应后液出口相连；第一换热器，所述第一换热器具有第一反应后液入口和冷却后第一反应后液出口，所述第一反应后液入口与所述第一泵出口相连，所述冷却后第一反应后液出口与所述第一循环反应后液入口相连；第二碳酸化装置，所述第二碳酸化装置具有第一反应后液进口、第二二氧化碳入口、第二反应后液出口、第二二氧化碳出口和第二循环反应后液入口，所述第二二氧化碳入口设置在所述第二碳酸化装置的底部，所述第二循环反应后液入口设置在所述第二碳酸化装置的下部，所述第一反应后液进口与所述第一泵出口相连，所述第二二氧化碳入口与所述第一二氧化碳出口相连；第二循环泵，所述第二循环泵具有第二泵入口和第二泵出口，所述第二泵入口与所述第二反应后液出口相连；第二换热器，所述第二换热器具有第二反应后液入口和冷却后第二反应后液出口，所述第二反应后液入口与所述第二泵出口相连，所述冷却后第二反应后液出口与所述第二循环反应后液入口相连；第三碳酸化装置，所述第三碳酸化装置具有第二反应后液进口、第三二氧化碳入口和碳酸氢锂溶液出口，所述第三二氧化碳入口设置在所述第三碳酸化装置的底部，所述第二反应后液进口与所述第二泵出口相连，所述第三二氧化碳入口与所述第二二氧化碳出口相连；碳酸氢锂溶液槽，所述碳酸氢锂溶液槽与所述碳酸氢锂溶液出口相连。根据本专利技术实施例的碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统通过采用三个碳酸化装置串联的方式，实现了整个工艺的连续进料和连续出料；通过改变传统夹套式的冷却方式，采用外循环强制冷却换热器对碳酸化装置进行温度控制，有利于碳酸化装置中碳酸锂溶液向碳酸氢锂溶液转换，提高碳酸锂的氢化反应速率，整个工艺下来，碳酸锂转化为碳酸氢锂的效率大于99％；在碳酸化装置中，二氧化碳从底部通入，有利于提高二氧化碳与碳酸锂溶液的接触时间，进而提高二氧化碳的利用率，且因整个工艺采用三个碳酸化装置串联的方式，在前一碳酸化装置中未被吸收的二氧化碳可继续通入后一碳酸化装置中，从而可进一步提高二氧化碳的吸收率，二氧化碳的利用率达90％以上。另外，根据本专利技术上述实施例的碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述第一碳酸化装置和所述第二碳酸化装置、所述第三碳酸化装置的长径比分别独立的为6-8。由此，有利于提高二氧化碳的吸收率和碳酸锂的氢化反应率。在本专利技术的一些实施例中，所述第一碳酸化装置和所述第二碳酸化装置、所述第三碳酸化装置的底部分别独立的布置有与第一二氧化碳入口、第二二氧化碳入口和第三二氧化碳入口相连通的多层环形盘管，所述多层环形盘管上布置有多个雾化喷嘴。由此，可进一步提高二氧化碳的吸收率和碳酸锂的氢化反应率。在本专利技术的一些实施例中，在所述第一碳酸化装置、所述第二碳酸化装置和所述第三碳酸化装置之间均布置有气体连通管道，所述气体连通通道上设置有多个压力表和阀门。由此，可进一步提高二氧化碳的吸收率和碳酸锂的氢化反应率。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的采用碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统实施碳酸锂连续碳酸氢化反应的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统，其特征在于，包括：混合装置，所述混合装置具有碳酸锂固体入口、水入口和碳酸锂溶液出口；第一碳酸化装置，所述第一碳酸化装置具有碳酸锂溶液入口、二氧化碳入口、第一反应后液出口、第一二氧化碳出口和第一循环反应后液入口，所述二氧化碳入口设置在所述第一碳酸化装置的底部，所述第一循环反应后液入口设置在所述第一碳酸化装置的下部，所述碳酸锂溶液入口与所述碳酸锂溶液出口相连；第一循环泵，所述第一循环泵具有第一泵入口和第一泵出口，所述第一泵入口与所述第一反应后液出口相连；第一换热器，所述第一换热器具有第一反应后液入口和冷却后第一反应后液出口，所述第一反应后液入口与所述第一泵出口相连，所述冷却后第一反应后液出口与所述第一循环反应后液入口相连；第二碳酸化装置，所述第二碳酸化装置具有第一反应后液进口、第二二氧化碳入口、第二反应后液出口、第二二氧化碳出口和第二循环反应后液入口，所述第二二氧化碳入口设置在所述第二碳酸化装置的底部，所述第二循环反应后液入口设置在所述第二碳酸化装置的下部，所述第一反应后液进口与所述第一泵出口相连，所述第二二氧化碳入口与所述第一二氧化碳出口相连；第二循环泵，所述第二循环泵具有第二泵入口和第二泵出口，所述第二泵入口与所述第二反应后液出口相连；第二换热器，所述第二换热器具有第二反应后液入口和冷却后第二反应后液出口，所述第二反应后液入口与所述第二泵出口相连，所述冷却后第二反应后液出口与所述第二循环反应后液入口相连；第三碳酸化装置，所述第三碳酸化装置具有第二反应后液进口、第三二氧化碳入口和碳酸氢锂溶液出口，所述第三二氧化碳入口设置在所述第三碳酸化装置的底部，所述第二反应后液进口与所述第二泵出口相连，所述第三二氧化碳入口与所述第二二氧化碳出口相连；碳酸氢锂溶液槽，所述碳酸氢锂溶液槽与所述碳酸氢锂溶液出口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种碳酸锂连续碳酸氢化反应的系统，其特征在于，包括：混合装置，所述混合装置具有碳酸锂固体入口、水入口和碳酸锂溶液出口；第一碳酸化装置，所述第一碳酸化装置具有碳酸锂溶液入口、二氧化碳入口、第一反应后液出口、第一二氧化碳出口和第一循环反应后液入口，所述二氧化碳入口设置在所述第一碳酸化装置的底部，所述第一循环反应后液入口设置在所述第一碳酸化装置的下部，所述碳酸锂溶液入口与所述碳酸锂溶液出口相连；第一循环泵，所述第一循环泵具有第一泵入口和第一泵出口，所述第一泵入口与所述第一反应后液出口相连；第一换热器，所述第一换热器具有第一反应后液入口和冷却后第一反应后液出口，所述第一反应后液入口与所述第一泵出口相连，所述冷却后第一反应后液出口与所述第一循环反应后液入口相连；第二碳酸化装置，所述第二碳酸化装置具有第一反应后液进口、第二二氧化碳入口、第二反应后液出口、第二二氧化碳出口和第二循环反应后液入口，所述第二二氧化碳入口设置在所述第二碳酸化装置的底部，所述第二循环反应后液入口设置在所述第二碳酸化装置的下部，所述第一反应后液进口与所述第一泵出口相连，所述第二二氧化碳入口与所述第一二氧化碳出口相连；第二循环泵，所述第二循环泵具有第二泵入口和第二泵出口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜国山，汪德华，周文龙，唐建文，羡鹏飞，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11