一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器，由两级及两级以上的管道反应器串联而成。管道反应器包括前段、中段、后段，前段内置填料，端面沿轴向设有硫酸锂溶液进口，侧面沿径向设有氢氧化钠溶液进口；管道反应器中段带有夹套，夹套上设有温控水进口与出口。反应原料硫酸锂和氢氧化钠溶液连续不断地进入苛化反应器，反应产物苛化液则从反应器的末端出口连续不断地进入后续工序，实现了连续进料、连续反应、连续出料，是一种连续苛化反应器，显著提高了生产效率。本发明专利技术提高了苛化反应速率，可自动化控制，降低了能耗，节约了生产成本，结构新颖独特、简单紧凑、占地面积小，操作方便，运行稳定可靠。运行稳定可靠。运行稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器


[0001]本专利技术属于氢氧化锂生产
，具体涉及一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器。

技术介绍

[0002]氢氧化锂用途广泛，主要用于化学化工、电池、石油、冶金、玻璃、陶瓷等行业，同时也是国防工业、原子能工业和航天工业的重要原料。近年来，随着新能源、新材料、电子、航空航天等领域的快速发展，对氢氧化锂的需求不断增加。
[0003]目前氢氧化锂主流生产工艺是硫酸锂苛化法（CN 114956128 A），即往硫酸锂溶液中加入氢氧化钠进行苛化反应，反应完成后所得氢氧化锂和硫酸钠混合溶液即为苛化液，苛化反应如下：2NaOH+Li2SO4→
Na2SO4+2LiOH
·
H2O通过低温冷冻析出副产物硫酸钠，浓缩、干燥后得到副产品元明粉，冷冻母液经浓缩、重结晶、干燥后得到氢氧化锂。
[0004]长期以来氢氧化锂生产中的苛化反应都是在间歇式反应釜中进行，只能单批次反应，即将硫酸锂溶液加入到反应釜中，再加入氢氧化钠固体或溶液进行机械搅拌，完成苛化反应后停止搅拌，然后出料，将苛化液送至后续工序继续加工成氢氧化锂产品（CN 104944447B、CN 110407235B、CN 111439760A、CN 110950363 A）。现有的间歇操作的苛化反应装置不仅生产效率低，而且设备投资大，生产周期长，劳动强度高，维修费用高。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器器，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器，连续苛化反应器由两级及两级以上的管道反应器串联而成。
[0007]所述的管道反应器包括前段、中段、后段，段与段通过法兰联结。
[0008]进一步的，所述的管道反应器前段和中段为直管，后段为弯管；中段与前段直径之比为1.3~2.5，长度之比为2~3，后段的直径与中段的直径相等。
[0009]进一步的，管道反应器前段内置填料，端面沿轴向设有硫酸锂溶液进口，侧面沿径向设有氢氧化钠溶液进口；管道反应器中段带有夹套，夹套上设有温控水进口与出口。
[0010]进一步的，管道反应器前段内置填料为三角螺旋、筛网、波纹片、螺旋片，填料材质为不锈钢、陶瓷、塑料。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的技术效果和优点如下：1. 反应原料硫酸锂和氢氧化钠溶液连续不断地从各自的进口进入苛化反应器，反应产物苛化液则从反应器的末端出口连续不断地进入后续工序，实现了连续进料、连续
反应、连续出料，是一种连续苛化反应器，显著提高了生产效率。
[0012]2．结构新颖独特，硫酸锂溶液从轴向进入、氢氧化钠溶液从径向进入有利于液
‑
液的分散、混合，内置填料强化了分散与混合，增加了两相接触面积，中段管径的扩大与后段的弯管使得反应原料连续不断得到分散与混合，进一步强化了反应，从而提高了反应速率。
[0013]3. 缩短了苛化反应操作时间，降低了工人劳动强度、降低了能耗与生产成本。
[0014]4. 操作方便，运行稳定可靠，可根据具体情况和要求调节硫酸锂溶液的进料流率和各级管道反应器的氢氧化钠溶液进料流率，调节苛化反应温度，实现精准化反应。反应器可实现自动化控制，也有助于氢氧化锂生产全过程的连续化、自动化，5.结构简单、紧凑，投资少，占地面积小，装卸方便，运行成本低，可按生产车间实际情况灵活布置、安装使用。
附图说明
[0015]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。
[0016]图1为连续苛化反应器结构示意图。
[0017]图1所示的连续苛化反应器由3级管道反应器通过法兰连接串联而成，硫酸锂溶液从第一级管道反应器端面轴向进口输入，氢氧化钠溶液则从各级管道反应器前段的径向进口输入，完成反应后的苛化液从连续苛化反应器的末端出口流出直接进入后续工序直至加工成氢氧化锂产品。
[0018]图2为单级管道反应器结构示意图。
[0019]图中： 1、前段；2、中段；3、后段；101、内置填料；102、硫酸锂溶液进口；103、氢氧化钠溶液进口； 201、夹套；202、温控水进口；203、温控水出口；301、采样口。
实施例
[0020]参见图1、图2，连续苛化反应器由三级管道反应器串联而成，总长约12m。
[0021]单级管道反应器的前段1由DN50的不锈钢管制成，长度为0.925m，内置不锈钢三角填料101，前端端面设有硫酸锂溶液进口102与硫酸锂溶液输料管通过法兰联结，径向设有氢氧化钠溶液进口103（DN25）与氢氧化钠溶液输料管通过法兰联结，后端设有与反应器的中段相连的联结法兰；中段2内管由DN100不锈钢管制成，长度为2.77m，外带DN150夹套201，夹套设有温控水进口202与出口203，管径为 DN32，中段前后端分别设有与前、后段相连的联结法兰；后段为DN100的弯管，弯管上设有采样口301（DN15），弯管两头设有联结法兰分别与中段和后级管道反应器联结。
实施例
[0022]将温度为35℃、45℃和15℃的温控水分别泵入一、二、三级管道反应器夹套上的温控水进口，当温控水从出口流出后开始将Li2O浓度为39.76g/L、温度为20℃的硫酸锂净化液以3.54L/min流率通过硫酸锂溶液输料管从第一级管道反应器的硫酸锂溶液进口泵入反应器，同时以通过计量泵将氢氧化钠溶液从第一级管道反应器的氢氧化钠溶液进口泵入反应器；当第一级管道反应器弯管上的采样口出现溶液流出时关闭采样口上的阀门，同时启动计量泵将氢氧化钠溶液从第二级管道反应器的氢氧化钠溶液进口泵入；当第二级管道反
应器弯管上的采样口出现溶液流出时关闭采样口上的阀门，同时启动计量泵将氢氧化钠溶液从第三级管道反应器的氢氧化钠溶液进口泵入，氢氧化钠溶液的浓度为720g/L，泵入的流率控制在0.66L/min。
[0023]将从反应器的末端出口流出的反应产物苛化液直接送至过滤机过滤洗涤，再经冷冻分离、净化除杂、浓缩结晶、干燥等步骤后得氢氧化锂产品，经检测其质量达到国家标准GB/26008
‑
2010的要求。
实施例
[0024]连续苛化反应器由三级管道反应器串联而成，总长约16m。
[0025]单级管道反应器的前段1由DN150的不锈钢管制成，长度为1.5m，内置不锈钢波纹片101，前端端面设有硫酸锂溶液进口102与硫酸锂溶液进料管通过法兰联结，径向设有氢氧化钠溶液进口103（DN32）与氢氧化钠溶液进料管通过法兰联结，后端设有与反应器的中段相连的联结法兰；中段2内管由DN200的不锈钢管制成，长度为3.2m，外带DN250夹套201，夹套设有温控水进口202与出口203，管径为 DN50，中段前后端分别设有与前后段相连的联结法兰；后段为DN150的弯管，弯管上设有采样口301（DN15），弯管两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器，其特征是：连续苛化反应器由两级及两级以上的管道反应器串联而成。2.根据权利要求1所述的一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器，其特征是：所述的管道反应器包括前段（1）、中段（2）、后段（3），段与段通过法兰联结。3.根据权利要求2所述的一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器，其特征是：所述的管道反应器前段（1）和中段（2）为直管，后段（3）为弯管；中段（2）与前段（1）的直径之比为1.3
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2.5，长度之比为2
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3，后段的直径与中段的直径相等。4. 根据权利要求1、2或3 所述的一种用于生产氢氧化锂的连续苛化反应器，其特征是：管道反应器前段（1）内置填料（101），其中第一级管道反应器端面沿轴向设有硫酸锂溶液进口（102），各级管道反应器侧面沿径向设有氢氧化钠溶液进口（103），最后一级管道反应器的末端出口为完成反应后的苛化液出口；管道反应器中段（2）带有夹套（201），夹套上设有温控水进口（202）与出口（203），管道反应器后段（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南平，周华，景晓辉，沙亚利，顾建超，李庆玲，陈东东，葛建敏，王晓青，
申请(专利权)人：江苏容汇通用锂业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：