本发明专利技术公开了一种一体化反应及分离系统，包括：进料装置，用于存储和输送反应原料；一体化反应及分离装置，其包含连接于进料装置的下游的反应釜；反应釜中设置有分离组件，用于在原料反应时进行固液相的动态分离，反应釜上连接有洗涤装置。其中，分离组件包括在反应釜壳体的中部贯穿设置的一中空转轴，中空转轴上间隔设置多个中空的分离膜片，且中空转轴的空腔与分离膜片的内腔连通，中空转轴沿轴向的第一端连接驱动元件，第二端用于输出分离后的母液清液和洗涤废液；反应釜内位于分离膜片的上部空间还设置有液体分布器，其与进料装置连通；底部设有排料口。同时还提供了一体化反应及分离工艺和应用，以提高反应效率，同时提高分离和洗涤效果。和洗涤效果。和洗涤效果。
【技术实现步骤摘要】
一种一体化反应及分离系统及工艺和应用
[0001]本专利技术属于化工处理制备
，涉及一种一体化反应及分离系统及工艺和应用。
技术介绍
[0002]在化工、制药、材料合成等领域，通常涉及液固、液液固、气液固等生成细小悬浮固体颗粒物的反应，这些反应过程结束后往往需要紧接着对物料进行固液分离，以便从母液中分离出固体颗粒物产品，而且部分合成反应制备的固体颗粒物还需通过洗涤工艺，去除其表面残留的母液之后，进入下一步的处理工段。
[0003]现有工艺流程中，反应、液固分离、产品洗涤常常分别在不同设备中进行，其中反应釜只能提供搅拌和满足反应必要的工艺条件，而无固液分离功能和洗涤功能，需要增加体外分离单元实现固液分离和体外洗涤单元实现浆料洗涤，这一方面会增加工艺流程复杂性，生产成本也较高；另一方面浓缩后的高固含量浆料回流至反应釜时会影响反应釜中的颗粒物浓度均布，从而影响反应效率，针对颗粒物制备反应工艺时其生成物颗粒的生长成形和产品品质的一致性也较差。针对该技术缺陷，现有技术中如沉淀法合成三元材料前驱体过程中通过降低体外固液分离单元浓液的回流量来减缓对反应釜生成物颗粒生长形貌的影响，但同时会降低工作效率。并且，常规的体外固液分离单元在分离过程中极易形成滤饼，降低了通量和分离效率，且工艺流程冗长，占地较大，控制操作繁琐。而在洗涤过程中，传统的板框、离心机等滤饼洗涤过程中存在跑料、洗涤不均匀以及产生大量洗涤废水带来的环保问题等。
[0004]基于此，本领域技术人员有必要提供一种一体化反应及分离系统及工艺和应用，以简化工艺流程，提高反应效率，同时提高分离和洗涤效果，从而实现对现工艺下的生产成本的有效降低和环保排放问题从源头上有效解决。
技术实现思路
[0005]针对上述现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种一体化反应及分离系统及工艺和应用，以简化工艺流程，提高反应效率，同时提高分离和洗涤效果，从而实现对现工艺下的生产成本的有效降低和环保排放问题从源头上有效解决。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]一种一体化反应及分离系统，包括：
[0008]进料装置，用于存储和输送反应原料；
[0009]一体化反应及分离装置，所述一体化反应及分离装置包含连接于进料装置下游的反应釜；所述反应釜中设置有至少一组分离组件，用于在原料反应时进行固液相的动态分离，所述分离组件包括在反应釜壳体的中部贯穿设置的一中空转轴，所述中空转轴上间隔设置多个中空的分离膜片，且中空转轴的空腔与分离膜片的内腔连通，所述中空转轴沿轴向的第一端连接驱动元件，第二端用于输出分离后的母液清液。
[0010]优选的，所述反应釜内平行于所述中空转轴还设置有液体分布器，所述液体分布器与所述进料装置连通；
[0011]所述反应釜内位于分离膜片的底部设有排料口。
[0012]优选的，所述分离膜片为中空圆盘状结构，其膜孔径为1nm～50μm，分离膜片的直径为50～5000mm。
[0013]优选的，所述反应釜上连接有洗涤装置，所述洗涤装置包括用于供应洗涤介质的供水箱，所述供水箱通过供液阀连接至所述液体分布器，用于对分离后的固体物料进行洗涤。
[0014]优选的，所述反应釜的下游依次连接洗涤废液罐和多级膜分离单元，所述多级膜分离单元采用纳滤膜和/或反渗透膜，用于对洗涤后的洗涤废液进行分离，所述多级膜分离单元设有浓液出口和清液出口，清液出口循环连接至供水箱。
[0015]进一步的，所述洗涤装置还包括带清洗液流量阀的清洗管道，所述清洗管道连接至所述液体分布器；所述反应釜的底部还设有用于排出清洗后废液和残余母液的排尽口，所述洗涤废液罐的前端与换热单元连通，用于降低洗涤废液的温度。
[0016]进一步的，所述反应釜内还设有扰流元件；所述扰流元件的截面设为梳齿状，多个间隔均布的梳齿间隔插入相邻分离膜片的间隔区域内。
[0017]进一步的，所述进料装置包括原料存储单元，所述原料存储单元通过带进料阀的进料管道连接至液体分布器。
[0018]进一步的，所述反应釜上还连接有反冲洗装置，所述反冲洗装置包括带反冲阀的反冲管道，反冲管道连接至反冲罐，所述反冲罐的底部还与所述中空转轴的第二端连通。
[0019]进一步的，所述中空转轴沿轴向的第二端通过缓冲罐分别连接至反冲罐和母液罐；所述缓冲罐与反冲罐和母液罐的连接管道上设有清液视镜。
[0020]进一步的，所述供水箱上设有供水箱热源流量阀，并设有温度传感器，用于调节供水箱内洗涤介质的温度。
[0021]进一步的，所述反应釜上设有反应釜热源流量阀，用于调节反应釜内体系的温度；所述反应釜上还设有带排气流量阀的排气管道；所述反应釜上还设有压力表，用于监测反应釜内的操作压力。
[0022]根据本专利技术上述提供的一体化反应及分离系统，还可以提供一种一体化反应及分离工艺，包括如下步骤：
[0023]S1、反应原料连续计量进入一体化反应及分离装置的反应釜内，通过调节进料流量控制反应釜内的压力，反应原料在釜内反应的同时，通过分离组件对反应后的物料进行母液清液和固体物料的分离；
[0024]S2、待反应釜中的固体物料满足物化特性时，停止对反应釜的进料，反应釜中得到浆料产品。该技术方案中固体物料的物化特性包括反应产物的粒径、振实密度、比表面积，以及固体催化剂的催化活性等，不同反应体系采用的物化特性可能不同。
[0025]进一步的，所述一体化反应及分离工艺，还包括如下步骤：
[0026]S3、通过洗涤装置向反应釜中加入洗涤介质，洗涤介质在压力的驱动下，对反应釜中的浆料进行洗涤，产生的洗涤废液储存至洗涤废液罐；对反应釜内洗涤合格后的浆料产品，通过排料阀存储至合格产品储罐。
[0027]优选的，所述步骤S3包括洗涤之前浆料产品的浓缩过程，通过控制分离组件的转速进行浆料浓缩，使固体物料在分离组件膜片表面逐渐形成滤饼；排出残余母液，对固体颗粒物开始洗涤过程。
[0028]进一步的，上述步骤更具体的为：
[0029]步骤S1中，反应原料在釜内反应的同时，驱动分离组件中位于反应釜中部的中空转轴的第一端转动，带动在中空转轴上间隔设置且相互连通的分离膜片旋转，反应生成的母液清液在压力的驱动下，从分离膜片表面渗透汇至中空转轴的空腔内，经中空转轴的第二端排出，反应体系中的固体颗粒物则被截留在分离膜片的表面；并且，反应釜中的固体颗粒物在分离膜片的旋转和扰流元件的共同作用下，均匀悬浮分布在反应釜中；
[0030]步骤S3中，开启洗涤装置中供水箱出口的水洗泵，同时控制中空转轴的转速，洗涤介质在压力的驱动下，从分离膜片的表面渗透汇至中空转轴在完成对浆料的洗涤并经中空转轴的第二端排出后，经换热单元冷却后储存至洗涤废液罐；其中，对于反应釜内的浆料产品，取样检测产品中杂质含量合格后，浆料卸至合格产品储罐；洗涤废液罐中的洗涤废液，通过多级膜分离单元的纳滤膜和/或反渗透膜分离后，清液回流至供水箱循环使用。
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种一体化反应及分离系统，其特征在于，包括：进料装置，用于存储和输送反应原料；一体化反应及分离装置，所述一体化反应及分离装置包含连接于进料装置的下游的反应釜；所述反应釜中设置有至少一组分离组件，用于在原料反应时进行固液相的动态分离，所述分离组件包括在所述反应釜壳体的中部贯穿设置的一中空转轴，所述中空转轴上间隔设置多个中空的分离膜片，且所述中空转轴的空腔与所述分离膜片的内腔连通，所述中空转轴沿轴向的第一端连接驱动元件，第二端用于输出分离后的母液清液。2.根据权利要求1所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述反应釜内平行于所述中空转轴还设置有液体分布器，所述液体分布器与所述进料装置连通；所述反应釜内位于所述分离膜片的底部设有排料口。3.根据权利要求2所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述分离膜片为中空盘状结构，所述分离膜片的膜孔径为1nm～50μm；和/或；所述分离膜片为圆形结构，直径为50～5000mm。4.根据权利要求1所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述反应釜上连接有洗涤装置，所述洗涤装置包括用于供应洗涤介质的供水箱，所述供水箱通过供液阀连接至所述反应釜，用于对反应分离后的固体物料进行洗涤。5.根据权利要求4所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述反应釜的下游依次连接洗涤废液罐和多级膜分离单元，所述多级膜分离单元采用纳滤膜和/或反渗透膜，用于对洗涤后的洗涤废液进行分离，所述多级膜分离单元设有浓液出口和清液出口，清液出口循环连接至供水箱。6.根据权利要求5所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述洗涤装置还包括带清洗液流量阀的清洗管道，所述清洗管道连接至所述反应釜；所述反应釜的底部还设有用于排出清洗后废液和残余母液的排尽口，所述洗涤废液罐的前端与换热单元连通，用于降低洗涤废液的温度。7.根据权利要求1所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述反应釜内还设有扰流元件；所述扰流元件的截面设为梳齿状，多个间隔均布的梳齿间隔插入相邻分离膜片的间隔区域内。8.根据权利要求1所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述反应釜上还连接有反冲洗装置，所述反冲洗装置包括带反冲阀的反冲管道，所述反冲管道连接至反冲罐，所述反冲罐的底部还与所述中空转轴的第二端连通。9.根据权利要求8所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述中空转轴沿轴向的第二端通过缓冲罐分别连接至反冲罐和母液罐；所述缓冲罐与反冲罐和母液罐的连接管道上设有清液视镜。10.根据权利要求4所述的一体化反应及分离系统，其特征在于：所述供水箱上设有供水箱热源流量阀，并设有温度传感器，用于调节供水箱内洗涤介质的温度；
和/或；所述反应釜上设有反应釜热源流量阀，用于调节反应釜内体系的温度；所述反应釜上还设有带排气流量阀的排气管道；所述反应釜上还设有压力表，用于监测反应釜内的操作压力。11.一种一体化反应及分离工艺，其特征在于，包括如下步骤：...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨积志，李海波，夏辉鹏，黄磊，
申请(专利权)人：上海安赐环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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