Пульсационная колонна противоточного действия для отмывки гидроксида лития Российский патент 2022 года по МПК C01D15/02 

Изобретение относится к устройствам очистки гидроксида лития, используемого в химической промышленности.

Из уровня техники известны пульсационные устройства противоточного действия для очистки ионитов. Эффективность противоточных колон со взвешенным слоем зависит от времени пребывания частиц ионита в аппарате, равномерности распределения фаз по сечению и их продольного перемешивания. Наиболее равномерное распределение раствора и ионита по сечению аппарата достигается секционированием последнего тарелками. На каждой тарелке лежит слой псевдоожиденного ионита, толщина которого определяется высотой перетока. Тарельчатые колонны с переточными стаканами имеют чем колонны без секционирования, удельную производительность [10-20 м³/(м²×ч)]. Гидравлическое сопротивление тарельчатых колонн с переточными стаканами невелико. Однако эксплуатация этих колонн затруднительна из-за сложности вывода их на рабочий режим ввиду нестабильности работы перетоков. Для упрощения конструкции колонн и ликвидации трудностей, связанных с использованием переточных устройств, применяются провальные тарелки с большим живым сечением. Колонны с провальными тарелками можно эксплуатировать как в режиме свободно падающего ионита, так и в режиме обычного псевдоожиженного слоя («Новый справочник химика и технолога», под. ред. д.х.н., проф. Андрей Вадимович Москвин, НПО "Профессионал", 2006 Интернет-ресурс http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/06_syre_i_produkty_promyshlennosti_organicheskikh_i_neorganicheskikh_veshchestv_chast_II/5155.

Однако в данном источнике информации не раскрыта возможность применения указанных устройств для очистки гидроксида лития.

Из уровня техники также известен способ очистки гидроксида лития заключающийся в растворении, 3-стадийной сорбционной очистке, фильтрации, предварительном упаривании до начала кристаллизации, вторичной фильтрации, упаривании при температуре 105-107°С до соотношения Т:Ж=1:1, отделении кристаллов моногидрата гидроксида лития от маточного раствора в атмосфере инертного газа и вакуумной сушке, при этом процесс упаривания проводят в герметичном реакторе при избыточном давлении, после упаривания пульпа охлаждается до температуры 25°С со скоростью охлаждения 1,6-1,7° в час, после отделения кристаллов моногидрата гидроксида лития от маточного раствора проводят процесс их промывки отфильтрованным после предварительного упаривания раствором гидроксида лития, причем отношение объема промывочного раствора к объему кристаллов составляет 1:1, после сушки кристаллы моногидрата гидроксида лития просеивают.

Недостатком известного технического решения является сложность и неудобство в использовании за счет применения большого количества стадий цикла по очистке гидроксида лития.

Техническая проблема заявленного изобретения заключается в решении вышеуказанных недостатков аналогов посредством создания пульсационной колонны противоточного действия для отмывки гидроксида лития упрощающей процесс отмывки гидроксида лития при сохранении эффективности очистки.

Технический результат заключается в обеспечении возможности упрощения процесса отмывки гидроксида лития при сохранении эффективности очистки.

Указанный технический результат достигается пульсационной колонне противоточного действия для отмывки гидроксида лития, содержащей корпус с установленными в нем по всей высоте смотровыми окнами, внутри корпуса выполнены перистальтический насос, штуцер, верхний приемный бак для подачи суспензии гидроксида лития (ЛГО), колонна встречных потоков и нижний приемный бак, выполненный с возможностью выгрузки очищенного ЛГО посредством открытия шарового крана, установленного в нижней части приемного бака, при этом к колонне встречных потоков подведена система гибких шлангов для подачи горячей воды и соединенная между собой ротаметром для регулирования объема подаваемой жидкости, а верхний приемный бак соединен с каналом отвода продукта отмывки, полученного в результате противоточного движения горячей воды и суспензии ЛГО.

Штуцер углублен в верхний приемный бак для исключения взбалтывания раствора.

Заявленное изобретение поясняется на графических материалах, где

фиг. 1 - схема пульсационной колонны вид спереди,

фиг. 2 - схема пульсационной колонны вид сбоку.

В настоящее время в процессе получения ЛГО надлежащего качества задействовано большое количество единиц оборудования.

Суспензия с выпарных аппаратов проходит стадию отделения твердой фазы от жидкой на центрифуге, далее кристаллы отмываются конденсатом в емкости с импеллерными мешалками, после чего повторно проходит процесс отделения твёрдой фазы от жидкой, после чего проходит стадию просушки и фасовки.

Заявленное изобретение позволяет упростить процесс очистки ЛГО за счет отмывки ЛГО горячим конденсатом (горячей водой), без необходимости отделения жидкой фазы от твердой на центрифуге, отмывки кристаллов в емкостях с импеллерными мешалками и использовании большого количества насосов.

Пульсационная колонна противоточного действия для отмывки гидроксида лития работает следующим образом (фиг. 1, 2).

Высококонцентрированная суспензия гидроксида лития перистальтическим насосом 1 подается в верхнюю часть пульсационной колонны через штуцер 2, который углублен в верхний приемный бак 3 на 5 см для исключения взбалтывания раствора. В нижнюю часть колонны встречных потоков 5 противотоком подается горячая вода через систему гибких шлангов в определенном соотношении к подаваемой суспензии гидроксида лития, например, на единицу объема суспензии расходуется 0,5-1,5 объема горячей воды. Благодаря противотоку кристаллы гидроксида лития частично растворяются, отмываются от растворимых нежелательных примесей и опускаются в нижний приемный бак 6, откуда периодически удаляются через шаровой кран 7. Продукт отмывки удаляется с верхнего бака 3 через канал отвода продуктов отмывки.

Благодаря противоточному движению жидкостей кристаллы гидроксида лития движутся как в вертикальном направлении сверху вниз, так и в горизонтальном, общий характер движения спиралевидный. Степень отмывки регулируется объемом подачи суспензии гидроксида лития и воды. Процесс отмывки, а также количество кристаллов гидроксида лития в нижнем баке контролируется через смотровые стекла 10, установленные по высоте всей пульсационной колонны, а также из расчета подаваемого количества суспензии и объема приемного бака. В процессе перемещения кристаллов гидроксида лития к разгрузочному баку (нижний приемный бак 6), степень их отмывки увеличивается. Точность подаваемой воды на отмывку регулируется игольчатым вентилем 8, а объем ротаметром 4.

Особенность пульсационной колонны заключается в том, что существует возможность регулировать качество получаемого конечного продукта путем изменения соотношений жидкости и суспензии.

Изобретение относится к устройствам очистки гидроксида лития, используемого в химической промышленности. Пульсационная колонна противоточного действия для отмывки гидроксида лития, содержащая корпус с установленными в нем по всей высоте смотровыми окнами, внутри корпуса выполнены перистальтический насос, штуцер, верхний приемный бак для подачи суспензии гидроксида лития (ЛГО), колонна встречных потоков и нижний приемный бак, выполненный с возможностью выгрузки очищенного ЛГО посредством открытия шарового крана, установленного в нижней части приемного бака, при этом штуцер углублен в верхний приемный бак для исключения взбалтывания раствора, а к колонне встречных потоков подведена система гибких шлангов для подачи горячей воды и соединенная между собой ротаметром для регулирования объема подаваемой жидкости, а верхний приемный бак соединен с каналом отвода продукта отмывки, полученного в результате противоточного движения горячей воды и суспензии ЛГО. Технический результат - упрощение процесса отмывки гидроксида лития при сохранении эффективности очистки. 2 ил.

Пульсационная колонна противоточного действия для отмывки гидроксида лития, содержащая корпус с установленными в нем по всей высоте смотровыми окнами, внутри корпуса выполнены перистальтический насос, штуцер, верхний приемный бак для подачи суспензии гидроксида лития (ЛГО), колонна встречных потоков и нижний приемный бак, выполненный с возможностью выгрузки очищенного ЛГО посредством открытия шарового крана, установленного в нижней части приемного бака, при этом штуцер углублен в верхний приемный бак для исключения взбалтывания раствора, а к колонне встречных потоков подведена система гибких шлангов для подачи горячей воды и соединенная между собой ротаметром для регулирования объема подаваемой жидкости, а верхний приемный бак соединен с каналом отвода продукта отмывки, полученного в результате противоточного движения горячей воды и суспензии ЛГО.