【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠电正极材料制备工艺技术及配套设备领域，尤其涉及一种硫酸铁钠正极材料的蒸发浓缩设备和方法。
技术介绍
1、硫酸铁钠是一种聚阴离子型化合物，是目前产业界重点关注的钠离子电池正极材料之一。它的电化学性能稳定，循环寿命长，且原料来源丰富，价格相对较低。硫酸铁钠正极材料的制备方法主要分为固相法和液相法。固相法即将硫酸盐，铁盐及导电添加剂等原料进行球磨混合均一，然后再通过高温晶化合成硫酸铁钠。而液相法主要是通过铁盐和硫酸盐溶解在水或复合溶剂中，然后经过浓缩，干燥或者沉淀的方式得到均一分散的硫酸铁钠干粉，最后进行焙烧成相。
2、在硫酸铁钠的制备工艺中，无论是在湿法球磨混料过程还是液相浓缩沉淀过程中，对前驱体浆料的蒸发浓缩和干燥都是其中能耗较大、时间较长的重要环节。传统的粉料干燥设备及方法如厢式热风干燥，盘式干燥往往都需要很大的设备体积，占地面积大，较为笨重且维护成本高，对热能的有效利用率还较低，因此，需要开发一种新型的蒸发浓缩设备及其浓缩工艺，从而更高效经济的对制备得到的硫酸铁钠产品进行蒸发浓缩，以得到符合下一工段要求的相应浓度和组分体系的硫酸铁钠前料溶液。
3、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、为了解决现有技术在硫酸铁钠制备工艺中，前驱体浆料浓缩设备庞大、维护成本高，浓缩耗能大、时间长的技术问题，提供一种硫酸铁钠正极材
2、本专利技术第一方面提供一种硫酸铁钠正极材料的蒸发浓缩设备，包括蒸汽室，所述蒸汽室内设有换热器，所述换热器一端与进料口连通，另一端与汽液分离室连通，所述汽液分离室内的蒸汽经加热后循环至所述蒸汽室。
3、在一些实施方式中，所述蒸汽室与所述汽液分离室直接连通。蒸汽室内换热降温后的水蒸汽与所述汽液分离室的蒸汽相一同被加热后循环至蒸汽室。
4、在一些实施方式中，所述汽液分离室设有蒸汽出口，所述蒸汽室设有蒸汽入口，由所述蒸汽出口流出的蒸汽经热泵加热和/或加压后流向所述蒸汽入口。
5、在一些实施方式中，所述蒸汽入口设置在所述蒸汽室的上部。
6、在一些实施方式中，所述蒸汽室下部设有冷凝液出口；所有气态物质(蒸汽)转化为冷凝液(液态)从冷凝液出口排出。
7、和/或，所述汽液分离室为闪蒸室。
8、在一些实施方式中，所述换热器为所述换热器为列管式换热器。
9、在一些实施方式中，所述换热器为降膜式蒸发列管；
10、和/或，所述汽液分离室底部设有浓缩液出口。
11、本专利技术提供一种硫酸铁钠正极材料的蒸发浓缩方法，采用上述的蒸发浓缩设备，包括：
12、将较低温度的硫酸铁钠原料液倒入所述进料口，沿着换热器内壁流向汽液分离室的过程中换热，硫酸铁钠原料液吸收蒸汽室中蒸汽热量升温；
13、升温后的硫酸铁纳原料液在所述汽液分离室中进行相分离，蒸发蒸汽相与换热后降温的换热蒸汽一起进热泵进一步压缩，使得出口压缩蒸汽压力至指定温度和压力后循环参与换热过程。
14、在一些实施方式中，所述较低温度的硫酸铁钠原料液的温度为10-60℃，进料压力为0.1-1.5bar，流量为3000-4200kg/h；
15、和/或，所述闪蒸室的压力为为0.5-2.0bar。
16、在一些实施方式中，所述热泵的输出电功率为100-180kw，所述出口压缩蒸汽温度为180-250℃，压力为1.5-2.5bar。
17、相比于现有技术，本专利技术达到的技术效果如下：
18、(1)将降膜式蒸发器和热泵压缩机连用，把原料液自身产生的高温蒸汽充分利用，无需额外排放气态的水蒸汽，所有水蒸汽的热能都能够利用起来直到其成为液态水分离出整个浓缩系统，更加环保不产生额外污染。
19、(2)通过工艺参数的优化，该工艺设计相比于传统外部蒸汽换热节能效率进一步提高至≥30％。
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1.一种硫酸铁钠正极材料的蒸发浓缩设备，其特征在于，包括蒸汽室，所述蒸汽室内设有换热器，所述换热器一端与进料口连通，另一端与汽液分离室连通，所述汽液分离室内的蒸汽经加热后循环至所述蒸汽室。
2.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述蒸汽室与所述汽液分离室直接连通。
3.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述汽液分离室设有蒸汽出口，所述蒸汽室设有蒸汽入口，由所述蒸汽出口流出的蒸汽经热泵加热和/或加压后流向所述蒸汽入口。
4.根据权利要求3所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述蒸汽入口设置在所述蒸汽室的上部。
5.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述蒸汽室下部设有冷凝液出口；
6.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述换热器结构为列管式换热器。
7.根据权利要求6所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述列管式换热器运行模式为降膜式蒸发列管；
8.一种硫酸铁钠正极材料的蒸发浓缩方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的蒸发浓缩设备，包括：
9
10.根据权利要求8所述的蒸发浓缩方法，其特征在于，所述热泵的输出电功率为100-180kW，所述出口压缩蒸汽温度为180-250℃，压力为1.5-2.5bar。
...【技术特征摘要】
1.一种硫酸铁钠正极材料的蒸发浓缩设备，其特征在于，包括蒸汽室，所述蒸汽室内设有换热器，所述换热器一端与进料口连通，另一端与汽液分离室连通，所述汽液分离室内的蒸汽经加热后循环至所述蒸汽室。
2.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述蒸汽室与所述汽液分离室直接连通。
3.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述汽液分离室设有蒸汽出口，所述蒸汽室设有蒸汽入口，由所述蒸汽出口流出的蒸汽经热泵加热和/或加压后流向所述蒸汽入口。
4.根据权利要求3所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述蒸汽入口设置在所述蒸汽室的上部。
5.根据权利要求1所述的蒸发浓缩设备，其特征在于，所述蒸汽室下部设有冷凝液出口；
【专利技术属性】
技术研发人员：邓翔，龚志威，朱兆宇，裴晓东，
申请(专利权)人：中钢集团南京新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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