一种过滤浓缩系统的制作方法

本申请的实施例涉及一种过滤浓缩系统/一种结晶系统。

背景技术：

1、目前，锂离子二次电池正极材料三元前驱体的制备过程中，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：盐和碱的浓度、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。

2、上述反应釜实际上包括主反应釜和次反应釜；次反应釜旁还部署了过滤浓缩机，用于实施“釜外浓缩”。锂离子二次电池正极材料三元前驱体的制备过程中，硫酸镍(或氯化镍)、硫酸钴(或氯化钴)、硫酸锰(或氯化锰)配置成的一定摩尔浓度的混合盐溶液以及氢氧化钠配置成的一定摩尔浓度的碱溶液等原料均被加入主反应釜，而主反应釜中的料液超过设定高度后再溢流至次反应釜。随着结晶反应的原料(盐溶液、碱溶液、氨水)不断加入主反应釜，主反应釜中的料液不断的溢流至次反应釜，次反应釜中的料液再进入过滤浓缩机。

3、过滤浓缩机的筒体中安装有滤芯并设有搅拌装置，通过滤芯对料液进行过滤后可从过滤浓缩机输出清液，清液作为母液可重新用于反应，而过滤浓缩机中的浓缩液则通过已浓缩浆料回流结构返回主反应釜或次反应釜。过滤浓缩机中的搅拌装置一般包括驱动总成、转轴总成和桨叶总成，所述驱动总成安装在过滤浓缩机筒体上端面上，所述转轴总成的上端与所述驱动总成相连而下端伸入所述筒体内，所述桨叶总成安装在所述转轴总成上，当桨叶总成旋转时可以对浆料进行搅拌，防止料液中的结晶颗粒物沉降并延长滤芯上滤饼形成时间。然而，上述将主反应釜、次反应釜和过滤浓缩机相结合的结晶工艺不仅设备数量较多导致采购和使用成本高；而且料液需分别在主反应釜、次反应釜外和过滤浓缩机中停留反应，影响三元前驱体的一致性。

4、本申请与申请人的在先申请(下称在先申请，该在先申请的申请号为202310102815x、名称为“一种结晶设备”)中提供了一种结晶设备，能够解决目前结晶工艺存在的设备数量较多、料液在不同设备中停留反应影响结晶颗粒物一致性的技术问题。然而，该结晶设备的清液输出管路的输出端连接的出清系统中必须设置独立的出清泵(实际实施时，一台结晶设备所带的出清泵的数量通常为两台，即一备一用，且出清泵的类型通常为软管泵)，这就造成出清系统结构复杂、成本较高。尤其是生产现场往往会布置多台结晶设备组成结晶系统，从而导致结晶系统整体成本偏高。尽管如此，根据目前的设计，一个中等规模的结晶系统通常需要几十台结晶设备，每台结晶设备每次生产一锅三元前驱体一般需要数十个小时，而不同结晶设备的工作进程是不可能做到完全相同的，而结晶设备的出清流量(即出清系统的输出流量)又是随着结晶设备的工作进程不断变化的，并且，为了实现更灵活的生产，不同结晶设备可能生产的三元前驱体的规格又常常不同，而上述这些因素，均导致不同结晶设备的出清流量需要进行单独的控制，因此，受限于不同结晶设备的出清流量需要进行单独的控制的刚性约束，目前各结晶设备的清液输出管路的输出端连接的出清系统必须设置独立的出清泵。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供了一种结晶系统，可大大减少该结晶系统中结晶设备连接的出清系统中的出清泵的数量，从而简化结晶系统的整体结构，降低成本。此外，本申请的实施例还提供了一种过滤浓缩系统，可大大减少该过滤浓缩系统中过滤浓缩机连接的出清系统中的出清泵的数量。

2、第一个方面，提供了一种结晶系统，包括：结晶设备列，结晶设备列包含n台结晶设备，其中n为≥2，n台结晶设备中各结晶设备中设有用于对料液进行过滤的滤芯，所述滤芯连接有清液输出管路，所述清液输出管路延伸至结晶设备外部；清液驱动收集站，所述清液驱动收集站包含清液收集器和抽真空装置，所述清液收集器上设有进液口、排液口和排气口，所述进液口用于接收清液，所述排液口用于输出清液，所述排气口通过排气通道与所述抽真空装置相连；其中，所述进液口通过清液输送管分别与n台结晶设备中各结晶设备的清液输出管路相连，n台结晶设备中各结晶设备的清液输出管路与对应的清液输送管之间均独立的设有出清流量调节阀和管道压力传感器和/或管道流量传感器；所述结晶设备运行过程中通过结晶反应形成结晶颗粒物，该结晶设备中的料液通过该结晶设备内置的滤芯与所述结晶反应形成的结晶颗粒物液固分离后排出所述结晶设备。

3、第二个方面，提供了一种过滤浓缩系统，包括：过滤浓缩机组，过滤浓缩机组包含n台过滤浓缩机，其中n≥2，n台过滤浓缩机中各过滤浓缩机中设有用于对料液进行过滤的滤芯，滤芯连接有清液输出管路，清液输出管路延伸至过滤浓缩机外部；清液驱动收集站，所述清液驱动收集站包含清液收集器和抽真空装置，所述清液收集器上设有进液口、排液口和排气口，所述进液口用于接收清液，所述排液口用于输出清液，所述排气口通过排气通道与所述抽真空装置相连；其中，所述进液口通过清液输送管分别与n台过滤浓缩机中各过滤浓缩机的清液输出管路相连，n台过滤浓缩机中各过滤浓缩机的清液输出管路与对应的清液输送管之间均独立的设有出清流量调节阀和管道压力传感器和/或管道流量传感器。

4、由于采用了清液驱动收集站，通过清液驱动收集站将清液输出管路中的清液抽入清液收集器，因此，各结晶设备/过滤浓缩机中取消了出清泵，从而简化结晶系统/过滤浓缩系统的整体结构，降低成本。更关键的是，n台结晶设备/过滤浓缩机中各结晶设备/过滤浓缩机的清液输出管路与对应的清液输送管之间均独立的设有出清流量调节阀和管道压力传感器和/或管道流量传感器，其中，出清流量调节阀用于调节出清流量，管道压力传感器和/或管道流量传感器用于对出清流量调节阀的控制进行反馈，这样就能够对不同结晶设备/过滤浓缩机的出清流量进行独立的控制。

5、下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步的说明。本申请的附加的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，或通过实践了解到。

技术特征：

1.一种过滤浓缩系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述清液驱动收集站包含m个清液收集器，其中m≥2，m个清液收集器中各清液收集器的进液口通过不同的清液输送歧管分别与n台过滤浓缩机中各过滤浓缩机的清液输出管路相连，各清液输送歧管上均设有启闭阀，这些启闭阀的开闭由设置在m个清液收集器中各清液收集器中的液位计的检测结果控制。

3.如权利要求1所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述抽真空装置采用水环真空泵；并且/或者，n为5-50，进一步为10-35。

4.如权利要求1所述的过滤浓缩系统，其特征在于，所述过滤浓缩机包括：

5.如权利要求4所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述至少一组滤芯通过滤芯安装结构安装在所述筒体内部，所述滤芯安装结构包括滤芯安装管，所述滤芯安装管安装在所述筒体中并沿所述筒体周向弯曲地延伸，所述滤芯安装管上设有清液输出部以及沿该滤芯安装管的长度方向间隔排列的多个滤芯安装部，所述多个滤芯安装部分别用于安装所述至少一组滤芯中的滤芯并将滤芯输出的清液导入滤芯安装管内再通过所述清液输出部排出，所述清液输出部与所述清液输出管路连接，所述滤芯安装管包含弯曲段以及分别位于弯曲段两端的直管段，所述多个滤芯安装部和所述清液输出部中至少所述多个滤芯安装部位于所述直管段上。

6.如权利要求5所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述多个滤芯安装部和所述清液输出部中至少所述多个滤芯安装部分别包含与所述滤芯安装管一体的翻孔，所述翻孔是通过拔孔工艺加工而成的；所述弯曲段是在所述直管段所在的直管管坯上通过拔孔设备加工出所述多个滤芯安装部分别对应的所述翻孔后再进行弯折而形成的。

7.如权利要求6所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述多个滤芯安装部分别包含焊接在对应所述翻孔上的滤芯接头，所述翻孔与所述滤芯接头之间的焊缝位于所述翻孔与所述滤芯接头之间对接端面上。

8.如权利要求7所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述弯曲段是在所述直管段所在的直管管坯上通过拔孔设备加工出所述多个滤芯安装部分别对应的所述翻孔以及分别在对应所述翻孔上焊接滤芯接头后进行弯折而形成的。

9.如权利要求5所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述滤芯安装管由一个弯曲段以及分别位于该弯曲段两端的两个直管段构成，这两个直管段上的滤芯安装部排列间距一致，但这两个直管段的长度不同且设置的滤芯安装部的数量也不同；所述过滤装置包含沿所述筒体周向间隔排列和沿所述筒体径向间隔排列的独立的滤芯安装管，这些独立的滤芯安装管的清液输出部通过与该清液输出部一一对应连接的独立的清液输出管将清液从所述反应釜中排出，并且，任意相邻两个沿所述筒体径向间隔排列的滤芯安装管中一个滤芯安装管上的任意一个滤芯的中心与另一个滤芯安装管上靠近的滤芯的中心的连线均偏离所述筒体的直径方向。

10.如权利要求5所述的过滤浓缩系统，其特征在于：所述过滤装置包含靠近所述筒体的底部的所述滤芯安装管，该滤芯安装管上的滤芯均沿竖直方向设置在该滤芯安装管的上方；并且/或者，所述滤芯安装管包含靠近所述筒体的顶部的所述滤芯安装管，该滤芯安装管上的滤芯均沿竖直方向设置在该滤芯安装管的下方。

技术总结
本发明公开了一种过滤浓缩系统，可大大减少该过滤浓缩系统中过滤浓缩机连接的出清系统中的出清泵的数量。包括：过滤浓缩机组，所述过滤浓缩机组包含N台过滤浓缩机，其中N≥2，N台过滤浓缩机中各过滤浓缩机中设有用于对料液进行过滤的滤芯，所述滤芯连接有清液输出管路，所述清液输出管路延伸至过滤浓缩机外部；清液驱动收集站，所述清液驱动收集站包含清液收集器和抽真空装置；其中，所述进液口通过清液输送管分别与N台过滤浓缩机中各过滤浓缩机的清液输出管路相连，N台过滤浓缩机中各过滤浓缩机的清液输出管路与对应的清液输送管之间均独立的设有出清流量调节阀和管道压力传感器和/或管道流量传感器。

技术研发人员：何志,赵聪,何劲松,杨光耀,何珂桥,何佳遂
受保护的技术使用者：成都思达能环保设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13