[實用新型]一種微通道反應器

有效

• 申請號: 202020227619.7
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN211754876U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 郭美世;周月鵬;黃建超;李自強;王傳瑩;馬驍;云國利;王懷;李羊羊;李麗
• 申請（專利權）人: 郭美世
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;C01B25/455;B01F7/18
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 王甜

本實用新型屬于六氟磷酸鋰生產設備技術領域，公開一種微通道反應器，包括微通道反應器本體、原料儲罐、預混合罐、氣液分離器和產物儲罐；第一原料儲罐內盛有氟化鋰的氟化氫溶液，第二原料儲罐內盛有五氟化磷高純氣體；預混合罐頂部設有進液管、底部設有出料口、下部設有進氣口，第一原料儲罐與進液管相連，第二原料儲罐與進氣口相連，預混合罐內設有攪拌分散裝置；微通道反應器本體設有多個，出料口與多個微通道反應器本體的進料口相連，多個微通道反應器本體的物料出口與氣液分離器的物料進口相連，氣液分離器的液體出口與產物儲罐相連，氣液分離器的氣體出口與進氣口相連。該微通道反應器生產效率高，節省原料。

技術領域

本實用新型屬于六氟磷酸鋰生產設備技術領域，具體涉及一種微通道反應器。

背景技術

鋰離子二次電池的電解液主要包括有機溶劑和電解質，其中電解質必須具備導電率高、化學及電化學穩定性好，可使用的溫度范圍寬、安全性好等優點，常用的電解質為六氟磷酸鋰。目前，六氟磷酸鋰的制備方法主要有以下幾種：氣固直接反應法、溶劑法以及離子交換法，其中研究最多、技術最為成熟、產業化應用最廣泛的工藝是HF溶劑法。HF溶劑法是利用HF作為反應介質，將原料鹵化鋰溶解在HF中，再將高純PF₅氣化后，將氣體通入溶劑中進行反應，生成六氟磷酸鋰，反應結束后，再經過結晶分離、干燥等得到六氟磷酸鋰產品。

根據專利文獻的記載，在六氟磷酸鋰的生產過程中，采用的反應裝置包括：CN101544361A采用多級管式反應器，使原料混合物進入多級管式反應器后，進行多級合成反應；CN207756147U涉及一種制備六氟磷酸鋰的渦輪反應器，其包括反應器本體、電機子裝置以及引氣管；CN102502566A公開了一種六氟磷酸鋰的合成工藝，在合成釜內進行氟化鋰、無水氟化氫、五氟化磷氣體反應制得六氟磷酸鋰；CN106745096A提及了將五氟化磷氣體與氟化堿金屬鹽溶液經過計量后通入微通道反應器進行混合、反應，再將所得反應液進行結晶、干燥，即得六氟磷酸堿金屬鹽。

將微通道反應器用于六氟磷酸鋰的制備，反應速度快，時間短，因為微通道反應器中有著成千上萬的微型通道導致其具有極大的比表面積，可以達到通常反應釜比表面積的幾百甚至上千倍，從而具有極好的傳熱和傳質能力。但是，現有的單臺微通道反應器存在處理能力有限，連續生產能力不足，物料沒有得到充分應用。

實用新型內容

針對上述情況，本實用新型的目的是提供一種微通道反應器，通過合理的結構設置，可實現六氟磷酸鋰的連續生產，不會因為某一微通道反應器出現故障而停產，處理能力大，同時可以實現資源的回收，避免浪費及環境污染。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種微通道反應器，包括微通道反應器本體、原料儲罐、預混合罐、氣液分離器和產物儲罐；所述原料儲罐設有第一原料儲罐和第二原料儲罐，所述第一原料儲罐內盛有氟化鋰的氟化氫溶液，所述第二原料儲罐內盛有五氟化磷高純氣體；所述預混合罐頂部設有進液管、底部設有出料口、下部設有進氣口，所述第一原料儲罐通過第一計量泵與所述進液管相連，所述第二原料儲罐通過第二計量泵與所述進氣口相連，所述預混合罐內設有攪拌分散裝置；所述微通道反應器本體設有多個，多個所述微通道反應器本體并列設置，所述預混合罐的出料口與多個所述微通道反應器本體的進料口相連，多個所述微通道反應器本體的物料出口與所述氣液分離器的物料進口相連，所述氣液分離器的液體出口與所述產物儲罐相連，所述氣液分離器的氣體出口與所述預混合罐的進氣口相連。

為了使原料在預混合罐內得到更好的混合效果，優選地，所述攪拌分散裝置包括攪拌軸、攪拌槳、液體分散盤和減速電機，所述攪拌軸豎直設于預混合罐內，所述攪拌軸的上端與預混合罐上方的減速電機相連，攪拌軸與預混合罐的相交處密封連接，所述液體分散盤設于攪拌軸的上部，所述進液管的出液口位于所述液體分散盤的上方，所述攪拌槳設于液體分散盤下方的攪拌軸上。第一原料儲罐中的液體原料由液體分散盤分散至預混合罐內，氣體由預混合罐的下部進入預混合罐，兩者對流混合，同時攪拌組件的設置可將兩者進一步混合均勻。