電解液管式反應器的製作方法

2023-05-14 21:19:36 1

本實用新型涉及化工技術領域，具體涉及電解液管式反應器。

背景技術：

採用目前的反應釜生產電解液需要大量的生產時，往往需要多批量多反應釜進行生產，不能實現進料、攪拌、出料的連續生產，只能先進料，再攪拌，攪拌一段時間後再出料。使用特定的反應釜，一個反應釜只能生產具體質量份的電解液。而且使用現有的反應釜具有較為嚴重的殘留問題。

目前市場上的鋰離子電池電解液的溶劑有DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)、EMC(碳酸甲乙酯)、EC(碳酸乙烯酯)等，EC是在每一個配方體系中都會含有的一個物質，然而EC的熔點為35-38℃，它在室溫是結晶的固態，因此在整過存儲和使用過程中都要對其進行保溫，才能保證它不會結晶。對儲罐、管道等進行保溫能耗很高，然而電解液配製的過程中，需要控制溶劑的溫度在10℃左右，因此EC在進入配製釜之後還要進行進一步的降溫處理，這樣不但增加能耗，同時增加工藝時間。

目前含有EC的鋰離子電池電解液在配製時，先向反應釜中分別加入各種溶劑如EC、DMC、DEC等，各種溶劑進入釜中之後在反應釜的夾套中通入冷卻液，使溶劑的溫度降為10℃左右，待溫度降至所需溫度之後，再加入添加劑和鋰鹽，攪拌，放料。

使用目前的反應器不僅能耗大，而且時間長，效率低。

技術實現要素：

本實用新型提供一種電解液管式反應器，使用該反應器可以實現進料、攪拌、出料的連續生產，工藝時間短，加工電解液的質量範圍廣，從200千克到20噸重量的電解液均可以在同一個反應器中進行生產，並且生產殘留少，極大地提升產品品質穩定性。

本實用新型採用以下技術方案實現：

一種電解液管式反應器，其特徵在於：包括內部設有反應空腔的反應管體，反應管體的管身呈一端高、一端低傾斜設置，所述反應管體在高的一端設有多個用於加入不同電解液製備原料的原料進料口，在低的一端設有用於排出電解 液的出料口；

在反應管體空腔內沿反應管體軸向方向依次設有多個繞同一軸心線轉動的轉動軸段，相鄰兩個轉動軸段的轉速和/或轉向互不相同，反應管體空腔內還設有位於相鄰兩個轉動軸段之間的用來使相鄰兩個轉動軸段的轉速和/或轉向互不相同的傳動裝置、和用於安裝支撐各轉動軸段的固定梁；反應管體空腔內還設有多組分別與各轉動軸段同軸一體轉動的用於使反應管體內的物料混合均勻的混合攪拌板；

所述的反應器還包括位於反應管體一端外的用於驅動各轉動軸段轉動的電機。

為了實現相鄰兩個轉動軸段的轉速不同，所述傳動裝置為用於使相鄰兩個轉動軸段的轉速不同的齒輪變速機構，所述的齒輪變速機構包括設置於上一轉動軸段尾端且與之同軸同步轉動的第一變速齒輪、與第一變速齒輪嚙合傳動的第二變速齒輪、與第二變速齒輪同軸同步轉動的第三變速齒輪、及與第三齒輪嚙合傳動並且設置於下一轉動軸段前端的與之同軸同步轉動的第四變速齒輪。

為了實現相鄰兩個轉動軸段的轉向不同，所述傳動裝置為用於使相鄰兩個轉動軸段的轉向不同的齒輪變向機構，所述的齒輪變向機構包括設置於上一轉動軸段尾端且與之同軸同步轉動的第一變向齒輪、與第一變向齒輪嚙合傳動的第二變向齒輪、與第二變向齒輪同軸同步轉動的第三變向齒輪、設置於下一轉動軸段前端並且與之同軸同步轉動的第四變向齒輪、以及嚙合傳動於第三變向齒輪和第四變向齒輪之間的第五變向齒輪。

為了使混合效果更好，其中一部分轉動軸段上設置的混合攪拌板是由兩個半橢圓形板小頭端相互連接組成的第一混合攪拌板；其中另一部分轉動軸段上設置的混合攪拌板是由一個橢圓形板組成的第二混合攪拌板；第一混合攪拌板和第二混合攪拌板沿反應管體軸向方向依次交錯設置。

為了使EC不易結冰，其中至少一個原料進料口為用於與EC原料供料裝置連接的EC進料口，其餘的原料進料口為用於與其它電解液製備原料供料裝置連接的其它原料進料口；所述的EC進料口與反應管體的連接位置位於其它原料進料口之後；且位於EC進料口之後的混合攪拌板上均設有穿透混合攪拌板的微孔。

為了使攪拌和流出電解液的效果更好，所述的反應管體與水平面的傾斜角度為20-30°。

所述的反應管體的長為15米-16米，直徑為0.5-1米。

為了能便於生產，各原料進料口中均設有用於控制原料進料速度的流量計。

所述的出料口中設有過濾網。

一種電解液管式反應方法，其特徵在於：包括以下步驟：

將存儲各種電解液製備原料的原料罐與對應的原料進料口連接，按照需要的劑量將原料通過各原料進料口投入反應管體中，然後開動電機驅動各轉動軸段轉動，位於反應管體空腔內的混合攪拌板開始隨著轉動軸段的轉動而轉動，使反應管體裡的原料形成旋流，使加入反應管體裡各種原料一邊攪拌混合均勻一邊向出料口處流動，最後混合均勻的電解液從出料口中流出。

較之現有技術，本實用新型的有益效果為：

1.採用本實用新型的反應器可以實現進料、攪拌、出料的連續生產，工藝時間短，批量少，加工電解液的質量範圍廣，從200千克到20噸重量的電解液均可以在同一個反應器中進行生產，並且生產殘留少，極大地提升產品品質穩定性。

2.本實用新型反應器內的混板能歲轉動軸段實現變速和、或變向。

3.內部物料混合均勻，而且EC加入時不易結冰。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例2的結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例3的相鄰兩個轉動軸段連接示意圖。

圖4是本實用新型實施例4的相鄰兩個轉動軸段連接示意圖。

其中，附圖標記說明如下：1-反應管體，2-原料進料口，2-1-EC進料口，2-2-其它原料進料口，3-出料口，4-轉動軸段，5-混合攪拌板，5-1-第一混合攪拌板，5-2-第二混合攪拌板，6-固定梁，7-電機，8-微孔，9-1-第一變速齒輪，9-2-第二變速齒輪，9-3-第三變速齒輪，9-4-第四變速齒輪，10-1-第一變向齒輪，10-2-第二變向齒輪，10-3-第三變向齒輪，10-4-第四變向齒輪，10-5-第五變向齒輪，11-過濾網。

具體實施方式

(一)具體實施方式

一種電解液管式反應器，其特徵在於：包括內部設有反應空腔的反應管體1，反應管體1的管身呈一端高、一端低傾斜設置，所述反應管體1在高的一端設有多個用於加入不同電解液製備原料的原料進料口2，在低的一端設有用於排出 電解液的出料口3；

在反應管體1空腔內沿反應管體1軸向方向依次設有多個繞同一軸心線轉動的轉動軸段4，相鄰兩個轉動軸段4的轉速和/或轉向互不相同，反應管體1空腔內還設有位於相鄰兩個轉動軸段4之間的用來使相鄰兩個轉動軸段4的轉速和/或轉向互不相同的傳動裝置、和用於安裝支撐各轉動軸段4的固定梁6；反應管體1空腔內還設有多組分別與各轉動軸段4同軸一體轉動的用於使反應管體1內的物料混合均勻的混合攪拌板5；

所述的反應器還包括位於反應管體1一端外的用於驅動各轉動軸段4轉動的電機7。

為了實現相鄰兩個轉動軸段4的轉速不同，所述傳動裝置為用於使相鄰兩個轉動軸段4的轉速不同的齒輪變速機構，所述的齒輪變速機構包括設置於上一轉動軸段4尾端且與之同軸同步轉動的第一變速齒輪9-1、與第一變速齒輪9-1嚙合傳動的第二變速齒輪9-2、與第二變速齒輪9-2同軸同步轉動的第三變速齒輪9-3、及與第三齒輪9-2嚙合傳動並且設置於下一轉動軸段4前端的與之同軸同步轉動的第四變速齒輪9-4。

為了實現相鄰兩個轉動軸段4的轉向不同，所述傳動裝置為用於使相鄰兩個轉動軸段4的轉向不同的齒輪變向機構，所述的齒輪變向機構包括設置於上一轉動軸段4尾端且與之同軸同步轉動的第一變向齒輪10-1、與第一變向齒輪10-1嚙合傳動的第二變向齒輪10-2、與第二變向齒輪10-2同軸同步轉動的第三變向齒輪10-3、設置於下一轉動軸段4前端並且與之同軸同步轉動的第四變向齒輪10-4、以及嚙合傳動於第三變向齒輪10-3和第四變向齒輪10-4之間的第五變向齒輪10-5。

為了使混合效果更好，其中一部分轉動軸段4上設置的混合攪拌板是由兩個半橢圓形板小頭端相互連接組成的第一混合攪拌板5-1；其中另一部分轉動軸段4上設置的混合攪拌板是由一個橢圓形板組成的第二混合攪拌板5-2；第一混合攪拌板5-1和第二混合攪拌板5-2沿反應管體1軸向方向依次交錯設置。

為了使EC不易結冰，其中至少一個原料進料口2為用於與EC原料供料裝置連接的EC進料口2-1，其餘的原料進料口2為用於與其它電解液製備原料供料裝置連接的其它原料進料口2-2；所述的EC進料口2-1與反應管體1的連接位置位於其它原料進料口2-2之後；且位於EC進料口2-1之後的混合攪拌板上均設有穿透混合攪拌板的微孔8。

為了使攪拌和流出電解液的效果更好，所述的反應管體1與水平面的傾斜角度為20-30°。

所述的反應管體1的長為15米-16米，直徑為0.5-1米。

為了能便於生產，各原料進料口2中均設有用於控制原料進料速度的流量計。

所述的出料口3中設有過濾網11。

一種電解液管式反應方法，其特徵在於：包括以下步驟：

將存儲各種電解液製備原料的原料罐與對應的原料進料口2連接，按照需要的劑量將原料通過各原料進料口2投入反應管體1中，然後開動電機7驅動各轉動軸段4轉動，位於反應管體1空腔內的混合攪拌板開始隨著轉動軸段4的轉動而轉動，使反應管體1裡的原料形成旋流，使加入反應管體1裡各種原料一邊攪拌混合均勻一邊向出料口3處流動，最後混合均勻的電解液從出料口3中流出。

本實用新型只是優選採用以上設置，本實用新型也可以採用轉速相同的設置；本實用新型也可以採用轉向相同的設置；本實用新型的混板也可以是其它形狀的混板；EC進料口2-1也可以位於其它原料進料口2-2之前或者之中；所述的反應管體1與水平面的角度為20-30°；也可以是其它的夾角。

(二)具體實施例

實施例1

如圖1所示，一種電解液管式反應器，其特徵在於：包括內部設有反應空腔的反應管體1，反應管體1的管身呈一端高、一端低傾斜設置，所述反應管體1在高的一端設有多個用於加入不同電解液製備原料的原料進料口2，在低的一端設有用於排出電解液的出料口3；

在反應管體1空腔內沿反應管體1軸向方向依次設有多個繞同一軸心線轉動的轉動軸段4，相鄰兩個轉動軸段4的轉速和/或轉向互不相同，反應管體1空腔內還設有位於相鄰兩個轉動軸段4之間的用來使相鄰兩個轉動軸段4的轉速和/或轉向互不相同的傳動裝置、和用於安裝支撐各轉動軸段4的固定梁6；反應管體1空腔內還設有多組分別與各轉動軸段4同軸一體轉動的用於使反應管體1內的物料混合均勻的混合攪拌板5；

所述的反應器還包括位於反應管體1一端外的用於驅動各轉動軸段4轉動的電機7。

所述的反應管體1的長為15米-16米，直徑為0.5-1米。

所述的原料進料口中均設有用於控制原料進料速度的流量計。

為了使混合效果更好，其中一部分轉動軸段4上設置的混合攪拌板是由兩個半橢圓形板小頭端相互連接組成的第一混合攪拌板5-1；其中另一部分轉動軸段4上設置的混合攪拌板是由一個橢圓形板組成的第二混合攪拌板5-2；第一混合攪拌板5-1和第二混合攪拌板5-2沿反應管體1軸向方向依次交錯設置。

實施例2

如圖2所示，與上述實施例不同的是，為了使EC不易結冰，其中至少一個原料進料口2為用於與EC原料供料裝置連接的EC進料口2-1，其餘的原料進料口2為用於與其它電解液製備原料供料裝置連接的其它原料進料口2-2；所述的EC進料口2-1與反應管體1的連接位置位於其它原料進料口2-2之後；且位於EC進料口2-1之後的混合攪拌板上均設有穿透混合攪拌板的微孔8。

所述的出料口3中設有過濾網11。

實施例3

如圖3所示，與上述實施例不同的是，為了使管道內的物料混合均勻，使內部的物料在混合時形成湍流，設置轉動軸段的轉動速度不同：

為了實現相鄰兩個轉動軸段4的轉速不同，所述傳動裝置為用於使相鄰兩個轉動軸段4的轉速不同的齒輪變速機構，所述的齒輪變速機構包括設置於上一轉動軸段4尾端且與之同軸同步轉動的第一變速齒輪9-1、與第一變速齒輪9-1嚙合傳動的第二變速齒輪9-2、與第二變速齒輪9-2同軸同步轉動的第三變速齒輪9-3、及與第三齒輪9-2嚙合傳動並且設置於下一轉動軸段4前端的與之同軸同步轉動的第四變速齒輪9-4。

實施例4

如圖4所示，與上述實施例不同的是，為了使管道內的物料混合均勻，使內部的物料在混合時形成湍流，設置相鄰兩個轉動軸段的轉動方向不同：

為了實現相鄰兩個轉動軸段4的轉向不同，所述傳動裝置為用於使相鄰兩個轉動軸段4的轉向不同的齒輪變向機構，所述的齒輪變向機構包括設置於上一轉動軸段4尾端且與之同軸同步轉動的第一變向齒輪10-1、與第一變向齒輪10-1嚙合傳動的第二變向齒輪10-2、與第二變向齒輪10-2同軸同步轉動的第三變向齒輪10-3、設置於下一轉動軸段4前端並且與之同軸同步轉動的第四變向齒輪9-4、以及嚙合傳動於第三變向齒輪10-3和第四變向齒輪10-4之間的第 五變向齒輪10-5。

上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。