浓缩装置以及浓缩方法与流程

本发明涉及料液浓缩的，具体而言，涉及浓缩装置以及浓缩方法。

背景技术：

1、在碳酸钴等一些正极材料的生产过程中需要对料液进行浓缩，当料液中颗粒物浓度较小时，需要采用过滤的方式进行浓缩，但是随着颗粒物浓度的增加，滤芯的滤饼生成速度加快，浓缩效率显著降低。并且，因为碳酸钴颗粒易破损，不宜使用搅拌机对已脱除的滤饼进行搅拌，容易致使碳酸钴颗粒破损。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供浓缩装置以及浓缩方法，以解决现有技术中单纯滤芯过滤导致浓缩效率低的技术问题。

2、浓缩装置，包括壳体，还包括：

3、溢流机构，用于排出壳体内料液中的上清液；所述溢流机构具有设于壳体上的溢流口；

4、过滤机构，用于对壳体内的料液进行过滤浓缩；所述过滤机构具有设于壳体内的滤芯和将经滤芯过滤后的滤清液排出壳体的出清管道；

5、抽料机构，用于抽出壳体内被浓缩后的料液；所述抽料机构具有设于壳体上的抽料口；

6、进料机构，用于向壳体内输送待浓缩料液；所述进料机构具有设于壳体上的进料口；

7、所述溢流机构、过滤机构、抽料机构、进料机构在壳体内由上至下间隔布置。

8、作为上述的浓缩装置的进一步改进：所述壳体下端的封头的横截面由上至下递减，所述抽料口设于封头的上方，所述进料口设于封头的底部；还包括搅拌机构，所述搅拌机构包括设于所述封头内并向封头内喷射料液的喷管；所述抽料机构还包括与抽料口相连的抽料管，所述抽料管的入口朝向封头的底部。

9、作为上述的浓缩装置的进一步改进：所述抽料机构还包括设于抽料管入口处的防堵罩；所述喷管与抽料管连通；所述搅拌机构包括沿壳体轴向对称设置的两组喷管，两组喷管斜向下且出料口相对设置。

10、作为上述的浓缩装置的进一步改进：所述溢流机构包括沿壳体内壁环向设置的溢流槽，所述溢流槽上设有溢流缺口，所述溢流槽与溢流口连通。

11、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括反吹机构，所述反吹机构用于吹落滤芯表面附着的滤饼，所述反吹机构包括反吹介质输送管道，所述反吹介质输送管道和出清管道通过阀门分别和滤芯的上端或下端的主路管道连接。

12、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括调压机构，所述调压机构用于调节壳体内的压力，所述调压机构包括设于壳体上的通气口和压力计。

13、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括冲洗机构，所述冲洗机构用于对壳体内部进行冲洗，所述冲洗机构包括设于壳体顶部的喷淋组件。

14、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括控制机构，所述控制机构用于控制过滤机构和溢流机构的启停，所述控制机构包括设于壳体内的液位计以及检测料液的颗粒物浓度的浓度检测器。

15、浓缩方法，采用上述的浓缩装置对容器内的料液进行浓缩，包括以下步骤：

16、通过进料机构将容器内的料液输入到壳体内，通过抽料机构将壳体内的料液输入到容器中，使得浓缩过程中料液在壳体和容器内循环流动；

17、当抽料机构抽出的料液、进料机构输入的料液或容器内的料液中的颗粒物浓度小于第一设定值时，关闭溢流口，打开出清管道，将溢流浓缩切换为过滤浓缩；

18、当抽料机构抽出的料液、进料机构输入的料液或容器内的料液中的颗粒物粒度大于等于第一设定值时，关闭出清管道，打开溢流口，将过滤浓缩切换为溢流浓缩；

19、当抽料机构抽出的料液、进料机构输入的料液或容器内的料液中的颗粒物粒度大于等于第二设定值时，将壳体内的浓缩液通过进料机构和/或抽料机构排入到容器中，浓缩完成。

20、作为上述的浓缩方法的进一步改进：

21、料液的初始颗粒物浓度为50～100g/l；所述第一设定值为300～600g/l；所述第二设定值为800～1200g/l；

22、溢流浓缩时进料机构的进料量为过滤浓缩时进料机构的进料量的20～80％；

23、溢流浓缩时搅拌机构的喷射量为过滤浓缩时搅拌机构的喷射量的20～80％；

24、溢流浓缩时抽料机构的抽料量为过滤浓缩时抽料机构的抽料量的20～80％；

25、过滤浓缩时的进料量为出清量的8～16倍，抽料量为出清量的12～24倍，进料量为出清量的8～16倍；

26、所述待浓缩料液为正极材料分散液。

27、在本发明的第一种浓缩装置以及浓缩方法中，具有两种浓缩模式，分别是过滤浓缩模式和溢流浓缩模式。当颗粒物浓度较低时采用过滤浓缩模式，即采用过滤机构进行浓缩，此时浓缩速度快，待浓缩料液处理量高。随着壳体内料液中颗粒物浓度的升高，过滤通量逐渐下降，但是同时，颗粒物的粒度增大，其沉降速度上升，颗粒物的自然沉降作用使得上清液澄清并达到出清要求。因此，当颗粒物浓度较高时，关闭过滤机构，打开溢流口排出上清液，使底部料液的颗粒物浓度上升，即进入溢流浓缩模式。由此可见，本发明的第一种浓缩装置以及浓缩方法的结构简单，使用方便，通过巧妙地将过滤和溢流相结合，使得浓缩过程稳定地运行，显著提升浓缩效率，有效解决了现有技术中单纯滤芯过滤导致浓缩效率低的技术问题，具有极强的实用性。

28、本发明的第二个目的在于提供浓缩装置以及浓缩方法，以解决现有技术中搅拌机对已脱除的滤饼进行搅拌致使颗粒破损的技术问题。

29、浓缩装置，包括壳体，还包括：

30、过滤机构，用于对壳体内的料液进行过滤；所述过滤机构具有设于壳体内的滤芯和将经滤芯过滤后的滤清液排出壳体的出清管道；

31、抽料机构，用于抽出壳体内被浓缩后的料液；所述抽料机构具有设于壳体上的抽料口；

32、搅拌机构，用于对壳体内的料液进行搅拌；所述搅拌机构具有设于壳体内并向壳体内喷射料液的喷管；

33、进料机构，用于向壳体内输送待浓缩料液；所述进料机构具有设于壳体上的进料口；

34、所述过滤机构、抽料机构、搅拌机构、进料机构在壳体内由上至下间隔布置。

35、作为上述的浓缩装置的进一步改进：所述壳体下端的封头的横截面由上至下递减，所述抽料口设于封头的上方，所述喷管设于所述封头内，所述进料口设于封头的底部。

36、作为上述的浓缩装置的进一步改进：所述抽料机构还包括与抽料口相连的抽料管，所述抽料管的入口朝向封头的底部。

37、作为上述的浓缩装置的进一步改进：所述抽料机构还包括设于抽料管入口处的防堵罩；所述喷管与抽料管连通；所述搅拌机构包括沿壳体轴向对称设置的两组喷管，两组喷管斜向下且出料口相对设置。

38、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括反吹机构，所述反吹机构用于吹落滤芯表面附着的滤饼，所述反吹机构包括反吹介质输送管道，所述反吹介质输送管道和出清管道通过阀门分别和滤芯的上端或下端的主路管道连接。

39、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括调压机构，所述调压机构用于调节壳体内的压力，所述调压机构包括设于壳体上的通气口和压力计。

40、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括冲洗机构，所述冲洗机构用于对壳体内部进行冲洗，所述冲洗机构包括设于壳体顶部的喷淋组件。

41、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括溢流机构，所述溢流机构用于排出壳体内料液中的上清液；所述溢流机构设于过滤机构的上方；所述溢流机构具有设于壳体上的溢流口。

42、作为上述的浓缩装置的进一步改进：所述溢流机构还包括沿壳体内壁环向设置的溢流槽，所述溢流槽上设有溢流缺口，所述溢流槽与溢流口连通。

43、作为上述的浓缩装置的进一步改进：还包括控制机构，所述控制机构用于控制过滤机构和溢流机构的启停，所述控制机构包括设于壳体内的液位计以及检测料液的颗粒物浓度的浓度检测器。

44、浓缩方法，采用上述的浓缩装置。

45、在本发明的第二种浓缩装置以及浓缩方法中，不再使用搅拌机对料液进行搅拌，而是通过喷射料液的方式进行搅拌，在有效防止料液沉底的基础上，有效防止颗粒物破损。尤其是当所喷射的料液为抽料机构抽取的料液时，不会对壳体内料液的稳定性造成扰动，还可以使料液被二次浓缩。本发明的第二种浓缩装置以及浓缩方法的结构简单，使用方便，通过料液射流搅拌的方式，有效解决了现有技术中搅拌机对已脱除的滤饼进行搅拌致使颗粒破损的技术问题，具有极强的实用性。

46、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明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，或通过本发明的实践了解到。