一种磷酸铁反应釜的自动清洗装置的制作方法

专利2023-04-08  13



1.本实用新型涉及电站旋转设备控制系统技术领域,涉及一种磷酸铁反应釜的自动清洗装置。


背景技术:

2.随着5g备用电源、储能、电动轻型车市场快速爆发,以及成本、安全、技术不断提升的背景下,磷酸铁锂电池市场需求一路高涨。预计2025年磷酸铁锂正极材料全球需求量将突破300万吨,在2030年对于磷酸铁锂材料的需求量更会达到惊人的1250万吨。目前,市场上合成磷酸铁锂的主流路线是磷酸铁路线,因此竞争主要集中在磷酸铁产品成本和性能的竞争。
3.反应釜由于耐高温、抗腐蚀、耐磨损、生产能力强,是一种物理或化学反应的容器,被很好的应用于磷酸铁生产过程中,以实现工艺的加热、冷却等功能,是用来完成合成氧化、高温晶化等工艺过程的反应设备。但反应釜经使用一段时间后,会结垢,使换热性能降低,增加反应时间,加剧反应釜设备的腐蚀,所以要对反应釜进行清洗。反应釜常用的清洗方法有化学清洗法和机械清洗法。
4.氧化指的是硫酸亚铁+磷盐溶液在与双氧水反应过程中生成无定型的磷酸铁过程;晶化指的是无定型的磷酸铁在高温下发生晶型转化,由无定型的磷酸铁转化为磷酸铁晶体过程。
5.人工冲洗不够彻底存在死角,反应釜内温度较高,人工冲洗容易被高温蒸汽灼伤已发生过此安全事故。冲洗不彻底导致时间久了依旧有结块附着的物料形成大块掉落后打坏出料泵的叶轮及导致管道堵塞。附着残留物料影响产品品质,主要为附着的物料在下一釜物料中充当晶体的作用,导致了磷酸铁产品的铁磷比、比表面、粒径等关键指标明显波动。生产操作人员连续一周高强度彻底冲洗反应釜与未彻底冲洗反应釜的产品铁磷比、比表面、粒径指标出现断崖式下降。


技术实现要素:

6.本实用新型的目的是提供了一种磷酸铁反应釜的自动清洗装置,能有效避免人工清洗造成的清洗不彻底的问题,规避了安全隐患和对产品质量的影响。
7.为解决上述技术问题,本实用新型实施例提供了一种磷酸铁反应釜的自动清洗装置,包括设置在反应釜顶部的进水口,设置在所述反应釜内一端连接所述进水口、另一端连接高压喷头盘管的高压伸缩管,其中,从所述进水口进入的清洗水通过所述高压伸缩管进入所述高压喷头盘管后,通过所述高压喷头盘管的高压喷头输出对所述反应釜进行清洗。
8.其中,还包括设置在所述反应釜外部的龙门架以及设置在所述龙门架搅拌部件,所述搅拌部件包括搅拌电机、减速机、电机基座、搅拌器,所述电机基座设置在所述龙门架顶部,用于安装搅拌电机,所述搅拌电机的另一端连接所述搅拌器,所述搅拌器进入所述反应釜内部,用于对所述反应釜内的清洗水进行搅拌,所述搅拌电机设置在所述龙门架,所述
减速机连接所述搅拌电机、所述搅拌器,所述搅拌电机通过所述减速机减速后驱动所述搅拌器转动。
9.其中,还包括设置在所述龙门架三维水平钢梁的驱动绞轮,所述驱动绞轮包括驱动电机和绞轮,所述绞轮通过盘管拉绳与所述高压喷头盘管连接,用于在所述驱动电机的驱动下带动所述盘管拉绳移动实现所述高压喷头盘管的升起或下降。
10.其中,还包括设置在所述反应釜釜壁下端直段与弧形底部交接处的线温度计、在线ph计。
11.其中,所述高压喷头的出水口的水平夹角为60度~120度,竖直夹角为30度-60度。
12.其中,所述高压喷头为304不锈钢高压喷头或316l高压喷头。
13.其中,所述高压喷头的内径为8mm-12mm、相邻所述高压喷头之间的间距为28cm-32cm所述高压喷头的内径为8-12mm。
14.其中,多个所述高压喷头在所述高压喷头盘管上均匀分布。
15.其中,还包括设置在所述反应釜底部的出料口的法兰接口的压力变送器。
16.其中,所述高压伸缩管为dn40—dn50高压伸缩管,所述高压伸缩管的数量为3-5根,所述高压伸缩管为304不锈钢伸缩管或316l不锈钢伸缩管。
17.本实用新型实施例所提供的磷酸铁反应釜的自动清洗装置,与现有技术相比,具有以下优点:
18.本实用新型实施例提供的磷酸铁反应釜的自动清洗装置,通过高压伸缩管连接进水口、高压喷头盘管,从进水口进入的清洗水通过高压伸缩管进入高压喷头盘管后,通过高压喷头盘管的高压喷头输出对反应釜进行清洗,清洗过程简单,整个装置结构简单,高压伸缩管的伸缩能力可实现一定的高度调整,实现对不同高度的反应釜内壁进行清洗,高压喷头采用扇形喷射,可以实现更大角度的清洗,提高清洗效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的磷酸铁反应釜的自动清洗装置的一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
22.请参考图1,图1为本实用新型实施例提供的磷酸铁反应釜的自动清洗装置的一种具体实施方式的结构示意图。
23.在一种具体实施方式中,所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,包括设置在反应釜8
顶部的进水口,设置在所述反应釜9内一端连接所述进水口、另一端连接高压喷头盘10的高压伸缩管9,其中,从所述进水口进入的清洗水通过所述高压伸缩管9进入所述高压喷头盘管10后,通过所述高压喷头盘管10的高压喷头11输出对所述反应釜8进行清洗。
24.通过高压伸缩管9连接进水口、高压喷头盘管10,从进水口进入的清洗水通过高压伸缩管9进入高压喷头盘管10后,通过高压喷头盘管10的高压喷头11输出对反应釜8进行清洗,清洗过程简单,整个装置结构简单,高压伸缩管9的伸缩能力可实现一定的高度调整,实现对不同高度的反应釜8内壁进行清洗,高压喷头11采用扇形喷射,可以实现更大角度的清洗,提高清洗效率。
25.为了进一步提高清洗效率,在一个实施例中,所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置还包括设置在所述反应釜8外部的龙门架7以及设置在所述龙门架7搅拌部件,所述搅拌部件包括搅拌电机4、减速机3、电机基座2、搅拌器16,所述电机基座2设置在所述龙门架7顶部,用于安装搅拌电机4,所述搅拌电机4的另一端连接所述搅拌器,所述搅拌器进入所述反应釜8内部,用于对所述反应釜8内的清洗水进行搅拌,所述搅拌电机4设置在所述龙门架7,所述减速机3连接所述搅拌电机4、所述搅拌器16,所述搅拌电机4通过所述减速机3减速后驱动所述搅拌器转动。
26.通过设置龙门架7以及搅拌部件,使得可以在清洗过程中对于清洗液进行搅拌,使得清洗水获得水平涡流,对反应釜8内壁的残留物施加水平方向的切割力,进一步提升清洗效果,同时由于在清洗水的喷洒过程中,可能存在对残留物溶解过程中发热,造成温度过高,而通过搅拌部件的搅拌,可以对各个区域的温度保持一致,避免出现局部高温的情况,降低由于温差而导致的反应釜8损坏的情况,提高了清洗的安全性。
27.为了进一步提高清洗效果,提高对于高压喷头盘管10的高度控制,在一个实施例中,所述磷酸铁反应釜8的自动清洗装置还包括设置在所述龙门架7三维水平钢梁的驱动绞轮5,所述驱动绞轮5包括驱动电机和绞轮,所述绞轮通过盘管拉绳6与所述高压喷头盘管10连接,用于在所述驱动电机的驱动下带动所述盘管拉绳6移动实现所述高压喷头盘管10的升起或下降。
28.通过驱动绞轮5对高压喷头盘管10的升起或下降,实现更高效率的清洗效果,能够实现更加精准的高度控制以及更高精度的清洗。
29.需要指出的是,本技术对于高压喷头盘管10的升起或下降,并不局限于上述的驱动绞轮5,还可以采用其它的升降装置,如伸缩气缸等,本技术在清洗过程中,并不对清洗过程进行限定,可以是从下到上,也可以是从上到下。
30.为了进一步实现对清洗过程的监控,提高清洗效率,在一个实施例中,所述磷酸铁反应釜8的自动清洗装置还包括设置在所述反应釜8釜壁下端直段与弧形底部交接处的线温度计14、在线ph计17。
31.通过线温度计14、在线ph计17的设置可以实时获得当前清洗下的反应釜8的温度、ph数值,通过温度数值,可以适当的加快或者减少清洗水的喷洒速度以及高度的调整速度,实现最佳的清洗状态,而通过ph数值,可以获得当前的清洗状态中的清洗物质种类,并通过ph数值变化判断清洗效果,从而控制清洗状态,在适当的时候,可以喷洒特殊的溶液,实现对其进行清洗,从而提高清洗效率。
32.本技术中采用高压喷头11进行清洗水的喷出,对于其尺寸、材质不做限定,一般所
述高压喷头11的内径为8-12mm,所述高压喷头11为304不锈钢高压喷头11或316l高压喷头11,相邻所述高压喷头11之间的间距为28cm-32cm,多个所述滴加喷头在所述高压喷头盘管10上均匀分布。
33.而对于高压喷头11本身的尺寸不做限定,一般会要求其对一定范围进行喷发,从而实现多个覆盖一个大范围的效果,一般所述高压喷头的出水口的水平夹角为60度~120度,竖直夹角为30度-60度。
34.一个实施例中,冲洗水经喷头喷出后形成夹角为90
°
的扇面状水幕,且扇面状水幕向反应釜8壁及搅拌轴倾斜,形成约45
°
角,且所有喷头喷出来的扇面状水幕刚好连接围绕组成一个多边形近似圆形的喷洒反应区,喷头的喷嘴距离反应釜8内壁面约30厘米,且保持高压冲洗,保证可将附着釜壁的残留物料全部冲洗至反应釜8底部,再高压冲洗盘管上均匀分布着数个喷头,每个喷头的间距约30厘米。
35.更进一步,为了进一步提高清洗效果以及安全性,在一个实施例中,所述磷酸铁反应釜8的自动清洗装置还包括设置在所述反应釜8底部的出料口的法兰接口的压力变送器18。
36.通过压力变送器18可以获取当前反反应釜8中的压强,根据其中的压强过大过过小实现不同的操作等,实现更加高效安全的清洗过程,避免出现压强过大而造成爆炸等事故的发生。
37.本技术对于压力变送器的类型以及具体安装位置不做限定,在本技术中可以根据获得的不同的ph值、温度值压力值,自动匹配不同的清洗方案,实现更加自动、高效的清洗过程。
38.本技术中采用高压伸缩管9的作用在于实现跟随高压喷头盘管10上下运动,实现对反应釜8的不同位置内壁的清理,本技术对于其数量、材质、尺寸不做限定,一般所述高压伸缩管9为dn40—dn50高压伸缩管9,所述高压伸缩管9的数量为3-5根,所述高压伸缩管9为304不锈钢伸缩管或316l不锈钢伸缩管。
39.与现有的人工水枪冲洗方式相比,本技术的好处在于:
40.能解决磷酸铁产业发展过程中反应釜8体积越来越大出现人工清洗不彻底存在较多死角的问题,导致残留过多,还可有效避免在清洗晶化釜过程中晶化釜内温度较高(90-100℃),冲洗人员极易被腹内高温蒸汽灼伤的安全事故。反应釜8使用完毕后及时冲洗可有限避免残留物料结块,结块物料在掉入反应釜8内时对搅拌桨、出料泵、出料阀均有不同程度的损伤,大大提高了相关设备的使用寿命。
41.本技术中的反应釜8包括但是不局限于氧化釜、晶化釜,还可以是其它的种类的反应度。
42.一个实施例中,所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置包括反应釜8,所述反应釜8为pph或316l材质,容积无特殊要求,所述反应釜8上带有人孔1和进料口15,所述龙门架7和所述反应釜8为分体式安装,所述搅拌电机基座2和搅拌电机4以及减速机3水平安装在龙门架7上,所述搅拌器14通过联接轴和减速机连接,所述驱动绞轮5对称安装在龙门架水平钢梁上,所述盘管拉绳6连接驱动绞轮5和自动高压喷头盘管10,通过驱动绞轮的转动来控制自动高压喷头盘管10的升降,所述自动高压喷头11均布在高压喷头盘管上,所述高压伸缩管(9)连接自动高压喷头盘管10和进料口15。位于反应釜8的釜体直段和封头交接处设置有在
线温度计14。位于反应釜8的釜体直段和封头交接处设置有在线ph计17。于反应釜8的釜底出料口19的位置设置有压力变送器18,所述高压喷头11的间距为30厘米。高压喷头11喷出的液体扇面角度为90
°
。高压喷头11喷出的液体扇面与搅拌器的角度约75
°
。所述高压喷头盘管10的提升移动速度为50厘米/分钟,所述高压喷头11的内径为10毫米。
43.综上所述,本实用新型实施例提供的磷酸铁反应釜的自动清洗装置,通过高压伸缩管连接进水口、高压喷头盘管,从进水口进入的清洗水通过高压伸缩管进入高压喷头盘管后,通过高压喷头盘管的高压喷头输出对反应釜进行清洗,清洗过程简单,整个装置结构简单,高压伸缩管的伸缩能力可实现一定的高度调整,实现对不同高度的反应釜内壁进行清洗,高压喷头采用扇形喷射,可以实现更大角度的清洗,提高清洗效率。
44.以上对本实用新型所提供的磷酸铁反应釜的自动清洗装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征:
1.一种磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,包括设置在反应釜顶部的进水口,设置在所述反应釜内一端连接所述进水口、另一端连接高压喷头盘管的高压伸缩管,其中,从所述进水口进入的清洗水通过所述高压伸缩管进入所述高压喷头盘管后,通过所述高压喷头盘管的高压喷头输出对所述反应釜进行清洗。2.如权利要求1所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,还包括设置在所述反应釜外部的龙门架以及设置在所述龙门架搅拌部件,所述搅拌部件包括搅拌电机、减速机、电机基座、搅拌器,所述电机基座设置在所述龙门架顶部,用于安装搅拌电机,所述搅拌电机的另一端连接所述搅拌器,所述搅拌器进入所述反应釜内部,用于对所述反应釜内的清洗水进行搅拌,所述搅拌电机设置在所述龙门架,所述减速机连接所述搅拌电机、所述搅拌器,所述搅拌电机通过所述减速机减速后驱动所述搅拌器转动。3.如权利要求2所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,还包括设置在所述龙门架三维水平钢梁的驱动绞轮,所述驱动绞轮包括驱动电机和绞轮,所述绞轮通过盘管拉绳与所述高压喷头盘管连接,用于在所述驱动电机的驱动下带动所述盘管拉绳移动实现所述高压喷头盘管的升起或下降。4.如权利要求3所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,还包括设置在所述反应釜釜壁下端直段与弧形底部交接处的线温度计、在线ph计。5.如权利要求4所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,所述高压喷头的出水口的水平夹角为60度~120度,竖直夹角为30度-60度。6.如权利要求5所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,所述高压喷头为304不锈钢高压喷头或316l高压喷头。7.如权利要求6所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,所述高压喷头的内径为8mm-12mm、相邻所述高压喷头之间的间距为28cm-32cm。8.如权利要求7所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,多个所述高压喷头在所述高压喷头盘管上均匀分布。9.如权利要求8所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,还包括设置在所述反应釜底部的出料口的法兰接口的压力变送器。10.如权利要求9所述磷酸铁反应釜的自动清洗装置,其特征在于,所述高压伸缩管为dn40—dn50高压伸缩管,所述高压伸缩管的数量为3-5根,所述高压伸缩管为304不锈钢伸缩管或316l不锈钢伸缩管。

技术总结
本实用新型公开了一种磷酸铁反应釜的自动清洗装置,包括设置在反应釜顶部的进水口,设置在所述反应釜内一端连接所述进水口、另一端连接高压喷头盘管的高压伸缩管,其中,从进水口进入的清洗水通过高压伸缩管进入高压喷头盘管后,通过高压喷头盘管的高压喷头输出对反应釜进行清洗。通过高压伸缩管连接进水口、高压喷头盘管,从进水口进入的清洗水通过高压伸缩管进入高压喷头盘管后,通过高压喷头盘管的高压喷头输出对反应釜进行清洗,清洗过程简单,整个装置结构简单,高压伸缩管的伸缩能力可实现一定的高度调整,实现对不同高度的反应釜内壁进行清洗,高压喷头采用扇形喷射,可以实现更大角度的清洗,提高清洗效率。提高清洗效率。提高清洗效率。


技术研发人员:刘世琦 张伟 郭米艳 韩洁 陈仁杰
受保护的技术使用者:湖北虹润高科新材料有限公司
技术研发日:2022.08.18
技术公布日:2022/12/1
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