一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置製造方法
2023-06-11 12:24:36 1
一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，包括反應器及儲料罐，儲料罐的上端設有出氣管，反應器上連接有補加管，補加管的另一端連接儲料罐，補加管上設有第一控制閥，補加管上焊接有固體流量計，固體流量計的一端位於補加管內；儲料罐內安裝有冷卻器；儲料罐的上端連接有氣流管，氣流管的另一端連接有氣泵，氣泵的另一端連接有回流管，回流管的另一端連接出氣管；氣流管上設有單向閥，回流管上設有第二控制閥。本實用新型通過引入補加裝置，實現對紅磷自動化補加，簡化補加過程，節省勞動力支出，同時補加過程安全可靠。採用氣體鼓動方法將紅磷鼓入反應器內，鼓動氣體選擇製備得到的PF5，實現循環利用，符合節能環保的要求。
【專利說明】一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及氟磷反應的原料補加裝置，尤其是一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置。
【背景技術】
[0002]六氟磷酸鋰是鋰電池關鍵材料，具有廣泛的市場前景。目前，一般採用如下工藝製備六氟磷酸鋰:電解AHF (無水氟化氫)得到氟氣，與紅磷反應得到PF5(五氟化磷)，再與LiF(氟化鋰)的氟化氫溶液反應製得LiPF6後經分離乾燥得到成品。該工藝路線製備的產品質量達到國內領先水平，在得到六氟磷酸鋰之前需要製備PF5，故需要首先進行氟磷反應。氟氣和紅磷的反應具有以下特點:
[0003](I)反應物氟氣是最活潑的單質，反應物紅磷為易燃有毒固體；
[0004](2)該反應為劇烈的燃燒反應，放熱量(1594KJ/mol)集中；
[0005](3)紅磷為易燃有毒固體，易對工作人員造成傷害，而且補加困難；
[0006](4)現有的補加紅磷方式採用人工添加，需要人工拆開法蘭，將紅磷從法蘭斷面處加入，然後再對加入的紅磷加熱、抽空、乾燥處理，反應器每次補加紅磷需要12h以上，費時費力，而且對工作人員的健康存在巨大威脅。
【發明內容】
[0007]本實用新型新的目的在於提供一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，通過引入補加裝置，實現對紅磷自動化補加，簡化補加過程，大幅度減少了工作量，提高生產效率，方便施工人員操作，節省勞動力支出，同時避免紅磷與工作人員接觸，補加過程安全可靠。採用氣體鼓動方法將紅磷鼓入反應器內，鼓動氣體選擇製備得到的PF5，實現循環利用，符合節能環保的要求。
[0008]為了解決上述技術問題，採用如下技術方案:
[0009]一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，包括反應器及儲料罐，反應器連接儲料罐，反應器的上端設有出氣管，其特徵在於:反應器上連接有補加管，補加管的另一端連接儲料罐，補加管上設有第一控制閥，補加管上焊接有固體流量計，固體流量計的一端位於補加管內；儲料罐內安裝有冷卻器，冷卻器位於儲料罐的下端；儲料罐的上端連接有氣流管，氣流管的另一端連接有氣泵，氣泵的另一端連接有回流管，回流管的另一端連接出氣管；氣流管上設有單向閥，回流管上設有第二控制閥。儲料罐與補加管實現向反應器補加紅磷，確保反應器內原料充足，使得反應連續不間斷進行，顯著提升生產效率。第一控制閥控制補加管的導通及斷開，需要補加時，第一控制閥開啟，不需要補加時，第一控制閥關閉。不僅能夠保證紅磷補加作業順利進行，而且避免反應器內產生的氣體回流跑入補加管內。固體流量計能夠測定補加管內紅磷的流量大小，實時掌握紅磷的流量大小，從而方便工作人員做出調整以符合反應要求，有助於實現補加過程最優化，避免原料浪費，且對於散熱具有積極作用。冷卻器將儲料罐內的溫度控制在低溫，避免因溫度過高導致紅磷揮發、自燃等現象，使得補加過程安全可靠，紅磷流量的測量精確有效。氣流管、氣泵及回流管組成鼓動系統，利用利用反應得到的PF5鼓動儲料罐內的紅磷，將紅磷吹入補加管內，並賦予PF5 —定的衝擊力，有效提升鼓動效果，實現對PF5重複利用，具有節能環保的優點。同時，通過控制氣泵可調節PF5的鼓動效果，從而控制紅磷的補加流量，實現自我調控。第二控制閥控制回流管導通及斷開，需要補加時，第二控制閥開啟，不需要補加時，第二控制閥關閉。不僅能夠保證紅磷補加作業順利進行，而且避免反應器內產生的氣體回流跑入補加管內。單向閥控制PF5流動方向，避免PF5回流。
[0010]進一步，反應器的上端設有法蘭，法蘭密封反應器，具有密封性良好的優點。
[0011]進一步，第一控制閥與所第二控制閥均設有閥杆，閥杆實現控制第一控制閥與第二控制閥。
[0012]進一步，固體流量計包括測量傳感板及數據線，測量傳感板位於補加管內。補加紅磷時，紅磷衝擊測量傳感板產生水平分力，並通過外接設備轉換為流量信號，實現實時監測流量功能。
[0013]進一步，補加管與儲料罐的連接處設有接頭，接頭的內徑大於補加管的內徑。擴大吸收面積，進一步提升鼓動效果。
[0014]進一步，儲料罐的側面上連接有進料接口，進料接口可外接紅磷進料管，方便工作人員補充紅磷。
[0015]進一步，儲料罐的下端設有空腔，空腔內安裝有冷卻器。空腔隔絕紅磷與冷卻器，起到保護冷卻器的功能，延長冷卻器使用壽命。
[0016]進一步，冷卻器的下端設有第一螺孔，空腔的下端設有第二螺孔，第一螺孔與第二螺孔相互配合，藉助螺栓實現固定冷卻器。
[0017]進一步，冷卻器包括固定架及冷卻管，冷卻管的兩端均架於固定架。
[0018]由於採用上述技術方案，具有以下有益效果:
[0019]本實用新型為一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，通過引入補加裝置，實現對紅磷自動化補加，簡化補加過程，大幅度減少了工作量，提高生產效率，方便施工人員操作，節省勞動力支出，同時避免紅磷與工作人員接觸，補加過程安全可靠。採用氣體鼓動方法將紅磷鼓入反應器內，鼓動氣體選擇製備得到的PF5，實現循環利用，符合節能環保的要求。
[0020]儲料罐與補加管實現向反應器補加紅磷，確保反應器內原料充足，使得反應連續不間斷進行，顯著提升生產效率。第一控制閥控制補加管的導通及斷開，需要補加時，第一控制閥開啟，不需要補加時，第一控制閥關閉。不僅能夠保證紅磷補加作業順利進行，而且避免反應器內產生的氣體回流跑入補加管內。固體流量計能夠測定補加管內紅磷的流量大小，實時掌握紅磷的流量大小，從而方便工作人員做出調整以符合反應要求，有助於實現補加過程最優化，避免原料浪費，且對於散熱具有積極作用。冷卻器將儲料罐內的溫度控制在低溫，避免因溫度過高導致紅磷揮發、自燃等現象，使得補加過程安全可靠，紅磷流量的測量精確有效。氣流管、氣泵及回流管組成鼓動系統，利用利用反應得到的PF5鼓動儲料罐內的紅磷，將紅磷吹入補加管內，並賦予PF5 —定的衝擊力，有效提升鼓動效果，實現對PF5重複利用，具有節能環保的優點。同時，通過控制氣泵可調節PF5的鼓動效果，從而控制紅磷的補加流量，實現自我調控。第二控制閥控制回流管導通及斷開，需要補加時，第二控制閥開啟，不需要補加時，第二控制閥關閉。不僅能夠保證紅磷補加作業順利進行，而且避免反應器內產生的氣體回流跑入補加管內。單向閥控制PF5流動方向，避免PF5回流。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0022]圖1為本實用新型一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型中儲料罐的結構示意圖；
[0024]圖3為本實用新型中冷卻器的結構示意圖；
[0025]圖4為本實用新型中固體流量計的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1至圖4所示,一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置,包括反應器I及儲料罐2，反應器I是用於反應氟氣與紅磷的裝置，反應器I採用法蘭11密封，密封效果良好，洩漏發生概率極低。儲料罐2內用於儲存紅磷，是一個半密封裝置。反應器I內事先加入紅磷，反應器I的下端設有氟氣進口(圖中未標明)，氟氣進口連接氟氣進管，氟氣進管外接電解槽，電解槽通過氟氣進管源源不斷的向反應器I提供氟氣。反應器I的上端連接有出氣管12，反應產生的PF5會進入出氣管12。反應器I的側面連接有補加管3，補加管3的另一端連接儲料罐2，實現反應器I與儲料罐2相互連通，儲料罐2內的物料能夠通入反應器I內。儲料罐2與補加管3實現向反應器I補加紅磷，確保反應器I內原料充足，使得反應連續不間斷進行，顯著提升生產效率。補加管3上設有第一控制閥31，第一控制閥31通過閥杆311控制其開啟及關閉，第一控制閥31開啟時，補加管3導通，可開始補加紅磷；第一控制閥31關閉，補加管3斷開，補加紅磷結束或不補加紅磷。不僅能夠保證紅磷補加作業順利進行，而且避免反應器I內產生的PF5氣體回流跑入補加管3內。
[0027]補加管3上焊接有固體流量計33，固體流量計33包括測量傳感板331及數據線332，測量傳感板331穿過補加管3進入補加管3內，實時測量紅磷流量，數據線332通過外接設備顯示當前的紅磷流量。補加紅磷時，紅磷衝擊測量傳感板331產生水平分力，並通過外接設備轉換為流量信號，實現實時監測流量功能。具體過程如下:補加管3內流通紅磷，紅磷衝擊測量傳感板331產生水平分力，水平分力轉變為電壓信號，此電壓信號經測量傳感板331轉換成標準的電壓、電流信號，並通過數據線332輸出至外接設備，外接設備用內部模擬式電流表顯示流量的瞬時值。固體流量計33能夠測定補加管3內紅磷的流量大小，實時掌握紅磷的流量大小，從而方便工作人員做出調整以符合反應要求，有助於實現補加過程最優化，避免原料浪費，且對於散熱具有積極作用。補加管3與儲料罐2的連接處設有接頭32，接頭32的內徑大於補加管3的內徑。擴大吸收紅磷的範圍，可有效提升鼓動效果O
[0028]儲料罐2內下端通過隔離形成空腔8，空腔8內安裝有冷卻器5。空腔8隔絕紅磷與冷卻器5，起到保護冷卻器5的功能，延長冷卻器5使用壽命。冷卻器5將儲料罐2內的溫度控制在低溫，避免因溫度過高導致紅磷揮發、自燃等現象，使得補加過程安全可靠，紅磷流量的測量精確有效。冷卻器5包括固定架51及冷卻管52，冷卻管52的兩端均架於固定架51內，固定架51的下端設有第一螺孔(圖中未標出)，空腔8的下端設有第二螺孔(圖中未標出)，第一螺孔與第二螺孔相互配合，在對應的第一螺孔與第二螺孔內插入螺栓，實現將冷卻器5固定於空腔8內，提高其穩定性。同時，儲料罐2的側面上連接有進料接口21，進料接口 21可外接紅磷進料管，方便工作人員補充紅磷。進料接口 21由橡膠製成，在不需要進料時，可通過簡單的綁紮將儲料罐2與外界隔絕。
[0029]儲料罐2的上端連接有氣流管4，氣流管4的另一端連接有氣泵6，氣泵6的另一端連接有回流管7，回流管7的另一端連接出氣管12。氣流管4、氣泵6及回流管7組成鼓動系統，開啟氣泵6，出氣管12內的PF5進入回流管7，經氣泵6進入氣流管4，接著進入儲料罐2鼓動紅磷，並帶著紅磷重新進入反應器I，如此循環直至補加過程完成，最後由出氣管12跑出並被收集。利用反應得到的PF5鼓動儲料罐2內的紅磷，將紅磷吹入補加管3內，並賦予PF5 —定的衝擊力，有效提升鼓動效果，實現對PF5重複利用，具有節能環保的優點。同時，通過控制氣泵6可調節PF5的鼓動效果，從而控制紅磷的補加流量，實現自我調控。回流管7設有第二控制閥71，第二控制閥71通過閥杆311控制其開啟及關閉，第二控制閥71開啟時，補加管3導通，可開始補加紅磷；第二控制閥71關閉，補加管3斷開，補加紅磷結束或不補加紅磷。不僅能夠保證紅磷補加作業順利進行，而且避免PF5回流。氣流管4上設有單向閥41，單向閥41控制PF5流動方向，避免PF5回流。
[0030]實際使用過程中，首先工作人員在反應器I內預留一定量的紅磷，並密封反應器I。然後引入氟氣進管，開始反應。當需要補加紅磷時，開啟第一控制閥31、第二控制閥71及氣泵6，並開啟固體流量計33，補加紅磷。工作人員根據氟氣的流量調節氣泵6，將紅磷的補加流量控制在設計要求的範圍內，直至完成補加。補加期間，若儲料罐2內的紅磷量不足，則通過進料管向儲料罐2添加紅磷。補加結束後，關閉第一控制閥31、第二控制閥71、氣泵6及固體流量計33。
[0031]以上僅為本實用新型的具體實施例，但本實用新型的技術特徵並不局限於此。任何以本實用新型為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋於本實用新型的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，包括反應器及儲料罐，所述反應器連接所述儲料罐，所述反應器的上端設有出氣管，其特徵在於:所述反應器上連接有補加管，所述補加管的另一端連接所述儲料罐，所述補加管上設有第一控制閥，所述補加管上焊接有固體流量計，所述固體流量計的一端位於所述補加管內；所述儲料罐內安裝有冷卻器，所述冷卻器位於所述儲料罐的下端；所述儲料罐的上端連接有氣流管，所述氣流管的另一端連接有氣泵，所述氣泵的另一端連接有回流管，所述回流管的另一端連接所述出氣管；所述氣流管上設有單向閥，所述回流管上設有第二控制閥。
2.根據權利要求1所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述反應器的上端設有法蘭，所述法蘭密封所述反應器。
3.根據權利要求1所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述第一控制閥與所第二控制閥均設有閥杆，閥杆實現控制所述第一控制閥與所述第二控制閥。
4.根據權利要求1所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述固體流量計包括測量傳感板及數據線，所述測量傳感板位於所述補加管內。
5.根據權利要求1所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述補加管與所述儲料罐的連接處設有接頭，所述接頭的內徑大於所述補加管的內徑。
6.根據權利要求1所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述儲料罐的側面上連接有進料接口，所述進料接口實現所述儲料罐進料。
7.根據權利要求1所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述儲料罐的下端設有空腔，所述空腔內安裝有所述冷卻器。
8.根據權利要求7所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述冷卻器的下端設有第一螺孔，所述空腔的下端設有第二螺孔，所述第一螺孔與所述第二螺孔相互配合，藉助螺栓實現固定所述冷卻器。
9.根據權利要求1所述一種應用於氟磷反應的鼓動式原料補加裝置，其特徵在於:所述冷卻器包括固定架及冷卻管，所述冷卻管的兩端均架於所述固定架。
【文檔編號】G05D7/00GK204101989SQ201420485412
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月27日 優先權日:2014年8月27日
【發明者】田志揚, 張學良, 嚴錦暉, 明博, 王海, 李勝 申請人:浙江巨化凱藍新材料有限公司