一种可实现换气的氨气回收装置

技术领域

本发明涉及锂电前驱体材料处理设备技术领域，特别涉及一种可实现换气的氨气回收装置。

背景技术

随着数码产品行业的不断发展，人们对电池的需求日益增加。镍钴锰作为一种重要的锂电池前驱体材料，生产和使用日益广泛，市场需求量较大，在反应釜生产反应阶段产生大量的含氨尾气，常规氨回收可以做到氨气吸收的目的。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中，在常规氨回收的过程中，反应釜放料时产生的负压又会导致氨水倒吸，如果不及时进行反应釜内部压力补偿，反应釜内的物料将无法顺利从放料口放出。

有鉴于此，如何解决上述技术不足，既能够实现氨气吸收又能解决氨水倒吸，还能随时进行压力补偿，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明提供一种可实现换气的氨气回收装置，其目的是要解决反应釜氨尾气中的氨气进行回收利用，同时要解决反应釜放料时进行压力补偿的进气换气问题。

为达到上述目的，本发明提出了一种可实现换气的氨气回收装置，针对反应釜设置，其创新点在于：所述氨气回收装置包括盛水容器和换气机构；其中：

所述盛水容器为盛放氨水的容器，所述盛水容器设有尾气外排口、补水阀、密度计、液位计以及排液阀；

所述尾气外排口、补水阀均设置在盛水容器顶部，所述密度计设置在所述盛水容器液位以下的位置处，所述液位计与所述盛水容器的高低液位相匹配，所述排液阀设置在所述盛水容器底部，所述排液阀出口连接氨水储槽；

所述换气机构为具有换气管道的用于反应釜、盛水容器及外部大气之间进行换气的机构，所述换气管道上具有与反应釜连通的第一连接口、与盛水容器选择性得连通的第二连接口以及与外部大气选择性得连通的第三连接口，在所述换气管道上设有第一逆止系统和第二逆止系统；其中，

所述第一逆止系统靠近第三连接口设置，所述第一逆止系统包括皮圈、连接杆、空气过滤器，所述皮圈针对所述换气管道设置，所述皮圈具有外接触面，所述皮圈外接触面与所述换气管道内壁相匹配，所述皮圈由所述连接杆连接并固定在所述换气管道内，所述空气过滤器固定于所述换气管道并与外部大气联通；

所述第二逆止系统靠近第二连接口设置，所述第二逆止系统包括定位环、底座、阀球以及限位环，所述定位环定位安装在换气管道内，所述底座由所述定位环固定在换气管道，所述底座设有与所述阀球的球面匹配的抵接面，所述限位环针对所述阀球设置在换气管道靠近第二连接口的位置，所述限位环位于底座的上方并由所述底座进行定位。

本发明的有关内容解释如下：

1.上述方案中，所述补水阀根据所述盛水容器的实际液位进行补水，液位由所述液位计进行测量，所述补水阀与所述液位计联锁，根据液位数据自动补充至设定液位；所述密度计监测所述盛水容器内溶液的密度，通过密度判断溶液是否达到饱和，所述密度计与所述排液阀联锁，当所述密度计监测到溶液饱和时，所述排液阀自动打开，将饱和氨水排至所述氨水槽；所述反应釜内的氨尾气通过连通管进入所述换气机构，氨尾气将所述阀球向上顶开，进入所述盛水容器，氨尾气中的氨气被水吸收，不溶于水的其他尾气通过所述尾气外排口排放至大气中；所述皮圈与所述换气机构筒内壁紧密匹配，氨尾气进入所述换气机构后，在氨尾气正压的作用下，使所述皮圈受压外扩，与换气机构筒壁紧密贴合，达到阻止氨尾气通过的效果；所述反应釜放料时，所述反应釜内、所述连通管以及所述换气机构内产生负压，所述阀球在自重以及负压的作用下，使所述阀球表面与抵接面紧密接触，阻止所述盛水容器内的溶液倒吸；反应釜放料产生的负压使所述皮圈收缩，所述皮圈与所述换气机构筒壁之间产生缝隙，空气通过所述连通管进入所述反应釜内，进行压力补偿，达到所述反应釜顺利放料的目的；外部空气进入所述反应釜前，先通过所述空气过滤器进行过滤，达到进化空气，阻隔固体颗粒异物进入所述反应釜的目的。

2.上述方案中，所述底座的抵接面为与阀球面接触的圆弧面或者为与阀球线接触的环面，与所述阀球表面紧密配合形成封闭状态即可，本发明不对抵接面的形状作限定。

3.上述方案中，所述换气管道的内壁处具有一段与皮圈接触的接触面，该接触面的粗糙度要求在Ra1.6及以上，以此来确保在氨尾气正压的作用下，使所述皮圈受压外扩，与换气机构筒壁紧密贴合，使密封效果更好。

4.上述方案中，所述阀球采用特氟龙材质，所述阀球的表面光洁度在Ra1.6及以上；所述底座采用特氟龙材质，所述底座的抵接面与所述阀球有相同的圆度，所述底座的抵接面光洁度在Ra1.6及以上；采用特氟龙材质是为了避免阀球、底座等部件被氨气所腐蚀，以此来提高第二逆止系统的使用寿命和可靠性，确保密封效果能长久保持。

5. 上述方案中，所述皮圈优选回弹性以及耐磨性较好的天然橡胶，以此来使在氨尾气为正压或负压时皮圈能够经受频繁的形变，同样也是能够增加其使用寿命和可靠性。

6. 上述方案中，所述皮圈与所述连接杆的连接方式是螺栓连接或固定连接，能够使得所述皮圈完全固定，并在连接处不泄露空气，形成封闭状态即可，本发明不对连接方式作限定。

7. 上述方案中，所述液位计是翻板液位计、雷达液位计或者静压液位计，其只对所述盛水容器的液位进行监控，本发明不对液位计的类型作限定。

8. 上述方案中，所述补水阀优选配置反馈信号的气动球阀，所述补水阀与所述液位计电信号连接，以达到自动补充水至设置液位的目的。

9.上述方案中，所述排液阀优选配置反馈信号的气动球阀，所述排液阀与所述密度计联塑，以达到自动排放饱和氨水的目的。

10.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

11.在本发明中，术语“中心”、“上”、“下”、“轴向”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置装配关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

12. 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本发明的工作原理及优点如下：

本发明通过在换气管道上设置第一逆止系统和第二逆止系统，第一逆止系统和第二逆止系统采用阀球与皮圈组合，当反应釜内氨尾气不断聚集，达到一定压力时，阀球向上顶开，氨尾气进入盛水容器，同时皮圈在氨尾气正压的作用下，皮圈与换气管道的内壁接触更紧密，阻止氨尾气外溢，氨尾气进入盛水容器后，氨气被水吸收，不溶于水的其他尾气通过尾气外排口排放至大气中；当反应釜放料时，釜内由于气相容积变大，导致反应釜内变成负压，阀球在自重以及负压作用下，阀球表面与底座抵接面紧密接触，阻止盛水容器内的氨水倒吸至反应釜内，但皮圈在负压作用下会收缩，皮圈与换气管道内壁产生缝隙，空气通过空气过滤器进入反应釜内，对负压进行补偿，使反应釜内物料顺利从放料口放出；空气过滤器对进入空气中的固体颗粒异物进行拦截。由此设计，本发明解决了氨尾气中氨的回收利用，也解决了反应釜随时负压所需的空气补偿，还解决了反应釜负压换气进气时的氨水倒吸问题，此装置能够依据工况自行实现反应釜尾气中氨气吸收、负压换气进气，无需人工操作，大大降低了工人劳动强度，提高了生产效率，先进性进一步提升；而且换气机构中第一逆止系统、第二逆止系统所采用的结构均为纯机械结构，巧妙得利用了重力、气压以及材质之间的物理特性来实现完整的功能，并不需要采用电子化设备，因此可靠性提升、成本降低，也有利于该装置的推广应用。

附图说明

附图1为本发明实施例一种可实现换气的氨气回收装置的实际应用示意图；

附图2为本发明实施例一种可实现换气的氨气回收装置的结构示意图；

附图3为本发明实施例一种可实现换气的氨气回收装置中第二逆止系统的示意图；

附图4为本发明实施例一种可实现换气的氨气回收装置中底座的示意图；

附图5为本发明实施例一种可实现换气的氨气回收装置中第一逆止系统的示意图。

以上附图各部位表示如下：

1、盛水容器；11、尾气外排口；12补水阀；13密度计；14、液位计；15、排液阀；

2、换气机构；

21、换气管道；211、第一连接口；212、第二连接口；213、第三连接口；

22、第一逆止系统；221、皮圈；222、连接杆；223、空气过滤器；

23、第二逆止系统；231、定位环；232、底座；2321、抵接面；233、阀球；234、限位环；

3、反应釜；31、放料口；

4、氨水储槽

5、连通管。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

如附图1和附图2所示，一种可实现换气的氨气回收装置，所述装置针对反应釜3设置，反应釜3的底部设置有放料口31，所述氨气回收装置包括盛水容器1和换气机构2；其中：

所述盛水容器1为盛放氨水的容器，所述盛水容器1设有尾气外排口11、补水阀12、密度计13、液位计14以及排液阀15；

所述尾气外排口11、补水阀12均设置在盛水容器1顶部，所述密度计13设置在所述盛水容器1液位以下的位置处，所述液位计14与所述盛水容器1的高低液位相匹配，所述排液阀15设置在所述盛水容器1底部，所述排液阀15出口连接氨水储槽4；

所述换气机构2为具有换气管道21的用于反应釜3、盛水容器1及外部大气之间进行换气的机构，所述换气管道21上具有与反应釜3连通的第一连接口211、与盛水容器1选择性得连通的第二连接口212以及与外部大气选择性得连通的第三连接口213，在所述换气管道21上设有第一逆止系统22和第二逆止系统23；

所述第一逆止系统22靠近第三连接口213设置，所述第一逆止系统22包括皮圈221、连接杆222、空气过滤器223，所述皮圈221针对所述换气管道21设置，所述皮圈221具有外接触面，所述皮圈221外接触面与所述换气管道21内壁相匹配，所述皮圈221由所述连接杆222连接并固定在所述换气管道21内，所述空气过滤器223固定于所述换气管道21并与外部大气联通；

所述第二逆止系统23靠近第二连接口212设置，所述第二逆止系统23包括定位环231、底座232、阀球233以及限位环234，所述定位环231定位安装在换气管道21内，所述底座232由所述定位环231固定在换气管道21，所述底座232设有与所述阀球233的球面匹配的抵接面2321，所述限位环234针对所述阀球233设置在换气管道21靠近第二连接口212的位置，所述限位环234位于底座232的上方并由所述底座232进行定位。

在上述实施例中，所述盛水容器1设置补水阀12、尾气外排口11、液位计14、密度计13以及排液阀15，所述液位计14对所述盛水容器1内的液位进行监测，通过所述补水阀12加水，使所述盛水容器1的液位在合适位置；所述密度计13监测溶液的密度并判断溶液中氨水是否得到饱和，饱和氨水通过所述排液阀15输送至氨水槽进行回用。

在上述实施例的所述换气机构2中，氨尾气需要进入所述盛水容器1时，在正压的作用下，所述阀球233在向上运动，氨尾气进入到所述盛水容器1，所述限位环234对所述阀球233的最高位置进行限制，同时在正压的作用下，所述皮圈221与所述换气机构2筒壁紧密接触，阻止氨尾气通过，氨尾气全部进入所述盛水容器1，氨气被水吸收，不溶于水的尾气通过尾气外排口11排至大气；当反应釜3放料产生负压时，所述阀球233在自重以及负压作用下，所述阀球233表面与所述底座232抵接面2321紧密接触，阻止盛水容器1内的氨水倒吸进入所述反应釜3内，同时所述皮圈221在负压作用下收缩，与所述换气机构2筒壁之间产生缝隙，空气通过所述空气过滤器223进入所述反应釜3内，对所述反应釜3内的负压进行压力补偿，达到所述反应釜3顺利放料的目的。

下面对本发明中的各个部件的作用及原理进行详细的说明：

所述液位计14对所述盛水容器1内的液位进行监测，通过所述补水阀12加水，使所述盛水容器1的液位在合适位置；所述密度计13监测溶液的密度并判断溶液中氨水是否得到饱和，通过密度判断溶液是否达到饱和，当溶液接近饱和时，通过所述排液阀15排至生产所需的氨水储槽4进行回收利用；

所述反应釜3内的氨尾气通过连通管5进入所述换气机构2，氨尾气将所述阀球233向上顶开，进入所述盛水容器1，氨尾气中的氨气被水吸收，不溶于水的其他尾气通过所述尾气外排口11排放至大气中；

所述皮圈221与所述换气机构2筒内壁紧密匹配，氨尾气进入后所述换气机构2后，在氨尾气正压的作用下，使所述皮圈221受压外扩，与换气管道21筒壁紧密贴合，达到阻止氨尾气通过的效果；

所述反应釜3放料时，所述反应釜3内、连通管5以及所述换气机构2内产生负压，所述阀球233在自重以及负压的作用下，使所述阀球233表面与抵接面2321紧密接触，阻止所述盛水容器1内的溶液倒吸；

反应釜3放料产生的负压使所述皮圈221收缩，所述皮圈221与所述换气管道21筒壁之间产生缝隙，空气通过连通管5进入所述反应釜3内，进行压力补偿，达到所述反应釜3顺利放料的目的；

外部空气进入所述反应釜3前，先通过所述空气过滤器223进行过滤，达到进化空气，阻隔固体颗粒异物进入所述反应釜3的目的。

在本发明实施例中，所述底座232的抵接面2321为与阀球233面接触的圆弧面或者为与阀球233线接触的环面，与所述阀球233表面紧密配合形成封闭状态即可，本发明不对抵接面2321的形状作限定。

在本发明实施例中，所述换气管道21的内壁处具有一段与皮圈221接触的接触面，该接触面的粗糙度要求在Ra1.6及以上，以此来确保在氨尾气正压的作用下，使所述皮圈221受压外扩，与换气机构2筒壁紧密贴合，使密封效果更好。所述阀球233采用特氟龙材质，所述阀球233的表面光洁度在Ra1.6及以上；所述底座232采用特氟龙材质，所述底座232的抵接面2321与所述阀球233有相同的圆度，所述底座232的抵接面2321光洁度在Ra1.6及以上；采用特氟龙材质是为了避免阀球233、底座232等部件被氨气所腐蚀，以此来提高第二逆止系统23的使用寿命和可靠性，确保密封效果能长久保持。所述皮圈221优选回弹性以及耐磨性较好的天然橡胶，以此来使在氨尾气为正压或负压时皮圈221能够经受频繁的形变，同样也是能够增加其使用寿命和可靠性。

在本发明实施例中，所述补水阀12优选配置反馈信号的气动球阀，所述补水阀12与所述液位计14电信号连接，以达到自动补充水至设置液位的目的；所述排液阀15优选配置反馈信号的气动球阀，所述排液阀15与所述密度计13联塑，以达到自动排放饱和氨水的目的。

在本发明实施例中，所述第一连接口211处的换气管道21与从反应釜3引出的连通管5之间通过法兰固定连接；第二连接口212处的换气管道21与伸入盛水容器1的管道之间通过法兰固定连接；在第三连接口213处，空气过滤器223通过法兰与换气管道21固定连接，连接杆222与此处的法兰固定，或者是连接杆222与该段的换气管道21固定。

针对上述实施例，本发明可能产生的变化描述如下：

1.在以上实施例中，所述皮圈221与所述连接杆222的连接方式可以是螺栓连接、固定连接等能够使得所述皮圈221完全固定，并在连接处不泄露空气，形成封闭状态即可，本发明不对连接方式作限定。

2.在以上实施例中，所述底座232的抵接面2321可以是圆弧面或者线接触的环面，与所述阀球233表面紧密配合形成封闭状态即可，本发明不对抵接面2321的形状作限定。

3.在以上实施例中，所述液位计14可以是翻板液位计14或者雷达液位计14或者静压液位计14，其只对所述盛水容器1的液位进行监控，本发明不对液位计14的类型作限定。

4. 该装置也可以用于其他需要氨气吸收同时需要换气补偿压力的场所。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。