一种共沉淀反应系统及其出清系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种共沉淀反应系统及其出清系统，采用了整体可移动式出清模块，能够极大的方便出清系统的现场安装。共沉淀反应系统的出清系统均采用了一种整体可移动式出清模块，所述整体可移动式出清模块具体包含：框架式支座、清液输送及滤芯反冲洗管道系统和功能容器设备组，所述清液输送及滤芯反冲洗管道系统安装在管道类设施安装区，清液输送及滤芯反冲洗管道系统包含与滤芯的组别一一对应的清液输送管以及同样与滤芯的组别一一对应的反冲介质输送管，所述清液输送管的输出端通过一对一设置的控制阀与清液输送总管连接，清液输送管的输入端安装有管道视镜，管道视镜上连接有用于与对应滤芯的组别的清液出料结构连接的清液输入接口。连接的清液输入接口。连接的清液输入接口。

【技术实现步骤摘要】
一种共沉淀反应系统及其出清系统


[0001]本申请实施例涉及共沉淀反应系统及其出清系统。所述共沉淀反应系统适用于二次电池正极材料前驱体的制备，尤其适用于锂离子电池正极材料三元前驱体的制备。

技术介绍

[0002]化学共沉淀法在液相化学合成粉体材料中应用较为广泛，一般是原料溶液中添加适当的沉淀剂，使溶液中已经混合均匀的各组分按化学计量比共同沉淀出来，或在溶液中先反应沉淀出一种中间产物，再把它煅烧分解制备出目标产品。采用该工艺可根据实验条件对产物的粒度、形貌进行调控，产物中的有效组分可达到原子、分子级别的均匀混合。
[0003]目前，锂离子二次电池正极材料三元前驱体的制备是化学共沉淀法在新能源产业的重要应用。制备过程中，将硫酸镍(或氯化镍)、硫酸钴(或氯化钴)、硫酸锰(或氯化锰)配置成一定摩尔浓度的混合盐溶液，将氢氧化钠配置成一定摩尔浓度的碱溶液，用一定浓度的氨水作为络合剂，再将混合盐溶液、碱溶液和络合剂以一定的流量加入反应釜，控制反应釜的搅拌速率，反应浆料的温度和pH值，以及反应气氛(目前一般要求反应过程在氮气保护下完成)等，使盐、碱发生中和反应生成三元前驱体晶核并逐渐长大，当粒度达到预定值后，将反应产物过滤、洗涤、干燥，得到三元前驱体。可见，反应过程中需要控制的工艺参数较多，主要包括：盐和间的浓度、氨水浓度、盐溶液和碱溶液加入反应釜的速率、反应温度、反应过程的pH值、搅拌速率、反应时间、反应浆料固含量、反应气氛等等。三元前驱体制备完成后，再将三元前驱体与锂源按一定比例混合均匀，然后再进行煅烧，再将冷却后的物料进行破碎、粉碎、分级和干燥，得到锂离子二次电池正极材料。
[0004]为便于生产，目前还在反应釜旁部署了过滤浓缩器，实施“釜外浓缩”。在反应釜运行过程中，随着反应原料(盐溶液、碱溶液、氨水)加入反应釜，反应釜中的部分反应浆料进入过滤浓缩器，过滤浓缩器中安装有滤芯并设有搅拌结构，通过滤芯对反应浆料进行过滤后可从过滤浓缩器输出清液，清液作为母液可重新用于反应，而过滤浓缩器中的浓缩液则通过已浓缩浆料回流结构返回反应釜。过滤浓缩器中的搅拌结构一般包括位于过滤浓缩器中的主轴和安装在主轴上的搅拌桨，主轴由过滤浓缩器外部的电机带动，滤芯间隔布置在搅拌桨外围，当搅拌桨旋转时可以对浆料进行搅拌，防止浆料中的颗粒物沉降并延长滤芯上滤饼形成时间。但上述过滤浓缩器的内部结构设计导致过滤浓缩器体积较大，使得反应浆料在反应釜体外的过滤浓缩器中停留时间较长，而反应过程又受到多种工艺参数影响，一旦环境发生变化就会影响反应，因此，当浆料在过滤浓缩器中停留时间较长时，就会影响反应和三元前驱体粒度的一致性。
[0005]针对单独部署过滤浓缩器后带来的问题，一种解决方案是将过滤浓缩器取消，而将滤芯直接安装在反应釜中，这时，反应釜可称为共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备。由于反应与过滤浓缩均在共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备中进行，这样，反应浆料始终处于同一环境中，杜绝了单独部署过滤浓缩器对反应的影响。但是，需要指出：共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备对滤芯的防材料破损稳定性要求更高。因为如果一旦滤芯发生材料破
损，从滤芯上脱落的材料就会混入反应浆料，导致反应浆料污染。
[0006]另一方面，无论是采用单独部署过滤浓缩器的共沉淀反应系统还是采用共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备的共沉淀反应系统，滤芯过滤出的清液均需通过出清系统输出。目前，出清系统主要包括管道、阀门、反冲器等多个零部件，这些零部件是随着过滤浓缩器或共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备的现场安装再进行进行现场临时安装的，施工强度大、时间长，影响项目施工进度。

技术实现思路

[0007]本申请的实施例提供了多种共沉淀反应系统及其出清系统，采用了整体可移动式出清模块，能够极大的方便出清系统的现场安装。
[0008]第一个方面，提供了一种共沉淀反应系统及其出清系统。所述共沉淀反应系统为第一种共沉淀反应系统或为第二种共沉淀反应系统；当所述共沉淀反应系统为第一种共沉淀反应系统时，所述第一种共沉淀反应系统采用彼此独立的共沉淀反应单元和过滤浓缩单元，并且，所述第一种共沉淀反应系统中：所述共沉淀反应单元包含反应釜，所述反应釜具有外壳和内腔，所述反应釜的外壳上分别设有原料进料结构、待浓缩浆料出料结构和已浓缩浆料回流结构，所述原料进料结构、待浓缩浆料出料结构和已浓缩浆料回流结构分别与所述反应釜的内腔连通，所述反应釜的内腔中设有搅拌结构；所述过滤浓缩单元包含过滤浓缩器，所述过滤浓缩器具有外壳和滤芯，所述滤芯在所述过滤浓缩器的外壳中形成原液腔和清液腔，所述过滤浓缩器的外壳上分别设有待浓缩浆料进料结构、已浓缩浆料出料结构和清液出料结构，所述待浓缩浆料进料结构和所述已浓缩反应浆料出料结构分别与所述原液腔连通，所述清液出料结构与所述清液腔连通；所述待浓缩浆料出料结构用于通过管道与所述待浓缩浆料进料结构连接，所述已浓缩浆料出料结构用于通过管道与所述已浓缩浆料回流结构连接，所述原料进料结构用于与共沉淀反应原料供给设备连接，所述清液出料结构用于与出清系统连接；当所述共沉淀反应系统采用第二种共沉淀反应系统时，所述第二种共沉淀反应系统采用共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备，并且，所述第二种共沉淀反应系统中：所述共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备包含组装在一起的反应釜和滤芯，所述反应釜具有外壳和内腔，所述反应釜的外壳上分别设有原料进料结构、已浓缩浆料出料结构和清液出料结构，所述反应釜的内腔中设有搅拌结构，所述滤芯安装在所述过滤浓缩器的外壳中形成原液腔和清液腔；所述反应釜的内腔与所述原液腔连通，所述原料进料结构和已浓缩浆料出料结构分别与所述反应釜的内腔连通，所述原料进料结构用于与共沉淀反应原料供给设备连接，所述清液出料结构与所述清液腔连通，所述清液出料结构用于与出清系统连接；无论所述共沉淀反应系统为第一种共沉淀反应系统或为第二种共沉淀反应系统，对应的出清系统均采用了一种整体可移动式出清模块，所述整体可移动式出清模块具体包含：框架式支座，所述框架式支座包含支承底座以及设置在所述支承底座上的桥架，所述支承底座上位于所述桥架的一侧形成管道类设施安装区，所述桥架中形成功能容器类设施安装区；清液输送及滤芯反冲洗管道系统，所述清液输送及滤芯反冲洗管道系统安装在所述管道类设施安装区，所述清液输送及滤芯反冲洗管道系统包含与所述滤芯的组别一一对应的清液输送管以及同样与所述滤芯的组别一一对应的反冲介质输送管，所述清液输送管的输出端通过一对一设置的控制阀与清液输送总管连接，所述清液输送管的输入端安
装有管道视镜，所述管道视镜上连接有用于与对应滤芯的组别的清液出料结构连接的清液输入接口，所述反冲介质输送管的输入端通过一对一设置的控制阀与反冲介质输送总管连接，所述反冲介质输送管的输出端与一一对应的清液输送管的旁路连接；功能容器设备组，所述功能容器设备组架设在所述桥架上并位于所述功能容器类设施安装区中，所述功能容器设备组包含反冲器，所述反冲器的外壳上分别设有反冲介质输入结构和反冲介质输出结构，所述反冲介质输出结构与所述反冲介质输送总管连接。第一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共沉淀反应系统，其特征在于：所述共沉淀反应系统为第一种共沉淀反应系统或为第二种共沉淀反应系统；当所述共沉淀反应系统为第一种共沉淀反应系统时，所述第一种共沉淀反应系统采用彼此独立的共沉淀反应单元和过滤浓缩单元，并且，所述第一种共沉淀反应系统中：所述共沉淀反应单元包含反应釜，所述反应釜具有外壳和内腔，所述反应釜的外壳上分别设有原料进料结构、待浓缩浆料出料结构和已浓缩浆料回流结构，所述原料进料结构、待浓缩浆料出料结构和已浓缩浆料回流结构分别与所述反应釜的内腔连通，所述反应釜的内腔中设有搅拌结构；所述过滤浓缩单元包含过滤浓缩器，所述过滤浓缩器具有外壳和滤芯，所述滤芯在所述过滤浓缩器的外壳中形成原液腔和清液腔，所述过滤浓缩器的外壳上分别设有待浓缩浆料进料结构、已浓缩浆料出料结构和清液出料结构，所述待浓缩浆料进料结构和所述已浓缩浆料出料结构分别与所述原液腔连通，所述清液出料结构与所述清液腔连通；所述待浓缩浆料出料结构用于通过管道与所述待浓缩浆料进料结构连接，所述已浓缩浆料出料结构用于通过管道与所述已浓缩浆料回流结构连接，所述原料进料结构用于与共沉淀反应原料供给设备连接，所述清液出料结构用于与出清系统连接；当所述共沉淀反应系统采用第二种共沉淀反应系统时，所述第二种共沉淀反应系统采用共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备，并且，所述第二种共沉淀反应系统中：所述共沉淀反应与过滤浓缩一体化设备包含组装在一起的反应釜和滤芯，所述反应釜具有外壳和内腔，所述反应釜的外壳上分别设有原料进料结构、已浓缩浆料出料结构和清液出料结构，所述反应釜的内腔中设有搅拌结构，所述滤芯安装在所述过滤浓缩器的外壳中形成原液腔和清液腔；所述反应釜的内腔与所述原液腔连通，所述原料进料结构和已浓缩浆料出料结构分别与所述反应釜的内腔连通，所述原料进料结构用于与共沉淀反应原料供给设备连接，所述清液出料结构与所述清液腔连通，所述清液出料结构用于与出清系统连接；无论所述共沉淀反应系统为第一种共沉淀反应系统或为第二种共沉淀反应系统，对应的出清系统均采用了一种整体可移动式出清模块，所述整体可移动式出清模块具体包含：框架式支座，所述框架式支座包含支承底座以及设置在所述支承底座上的桥架，所述支承底座上位于所述桥架的一侧形成管道类设施安装区，所述桥架中形成功能容器类设施安装区；清液输送及滤芯反冲洗管道系统，所述清液输送及滤芯反冲洗管道系统安装在所述管道类设施安装区，所述清液输送及滤芯反冲洗管道系统包含与所述滤芯的组别一一对应的清液输送管以及同样与所述滤芯的组别一一对应的反冲介质输送管，所述清液输送管的输出端通过一对一设置的控制阀与清液输送总管连接，所述清液输送管的输入端安装有管道视镜，所述管道视镜上连接有用于与对应滤芯的组别的清液出料结构连接的清液输入接口，所述反冲介质输送管的输入端通过一对一设置的控制阀与反冲介质输送总管连接，所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志，赵聪，康彬，何劲松，杨光耀，
申请(专利权)人：成都思达能环保设备有限公司，
类型：新型
国别省市：