[实用新型]超临界流体填料塔及废旧锂电池电解液分离回收系统

说明书

本实用新型提供一种超临界流体填料塔及废旧锂电池电解液分离回收系统，涉及化工设备技术领域。本实用新型提供的超临界流体填料塔包括塔体和夹套，塔体上设有轻组分出口和重组分出口；塔体的下端设有超临界流体喷头，其上方设有物料喷头，超临界流体喷头连通超临界流体管道，物料喷头连通物料管道；超临界流体喷头和物料喷头之间的空腔填充有填料；夹套包绕设置于所述塔体的外壁，夹套用于对塔体进行加热。本实用新型的废旧锂电池电解液分离回收系统包括上述超临界流体填料塔。本实用新型将超临界流体萃取和超临界流体精馏合为一体，可实现连续精馏分离液体混合物原料，处理量大，分离回收的产品产率高、纯度高，有助于减少对环境的污染。

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，特别是涉及一种超临界流体填料塔及废旧锂电池电解液分离回收系统。

背景技术

随着我国新能源汽车的普及，锂电池的使用需求量逐年增长，回收处理废旧锂电池，减少对环境的危害，成为锂电池可持续发展过程中必须要解决的问题。锂电池电解液是锂电池内正极与负极之间进行离子传输的载体，是锂电池的重要组成部分。锂电池电解液主要包括锂盐和有机溶剂，其中锂盐主要包括四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、高氯酸锂(LiClO₄)等，有机溶剂主要包括环状碳酸酯和链状碳酸酯等，现有技术中通常采用萃取或精馏的方法对电解液进行分离和回收利用，但是仍存在回收效率低，回收产物纯度低等问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种超临界流体填料塔，将超临界流体萃取和超临界流体精馏合为一体，可实现连续精馏分离液体混合物原料，处理量大，分离回收的产品产率高、纯度高，有助于减少对环境的污染。

本实用新型提供的超临界流体填料塔，包括塔体和夹套，所述塔体的顶部设有轻组分出口，塔体的底部设有重组分出口，所述轻组分出口和重组分出口之间具有空腔；所述塔体的下端设有超临界流体喷头，所述超临界流体喷头的上方设有物料喷头，所述超临界流体喷头和所述物料喷头相对设置，所述超临界流体喷头连通超临界流体管道，所述物料喷头连通物料管道；所述超临界流体喷头和物料喷头之间的空腔填充有填料，填料之间具有空隙，供超临界流体和物料进行物质交换；所述夹套包绕设置于所述塔体的外壁，所述夹套用于对所述塔体进行加热。

上述超临界流体填料塔，可通过超临界流体喷头向塔体内通入超临界流体(即萃取剂，如超临界二氧化碳)，通过物料喷头向塔体内通入待分离回收的物料(如锂电池电解液)，超临界流体上升，物料下降，填料将上述组分均匀分散开，使超临界流体和物料充分接触进行换质，物料中包括有机溶剂和盐类等组分，在超临界流体内的溶解度不同，有机溶剂溶于超临界流体并随之上升被带出塔体，盐类等重质组分被浓缩，从塔体下方的重组分出口排出和收集。通过上述结构，将萃取和精馏何为一体，实现连续逆流精馏，物料中有机溶剂和盐类可被高效分离，且处理连续性高，处理量大，分离的产物纯度高，污染物少。

在其中一个实施例中，所述塔体由若干节单元塔上下拼接而成，若干所述单元塔相互流体连通。通过多节单元塔可进一步提高萃取精馏效率，提高换质效果，提高分离产物的纯度。

在其中一个实施例中，相邻两节单元塔之间通过螺纹连接或卡扣固定连接，连接处设有密封圈。

在其中一个实施例中，相邻两节单元塔的连接处设置有塔板，所述塔板将两节单元塔的空腔隔开。

在其中一个实施例中，所述物料喷头设置于所述单元塔的上端。优选地，除最上层的单元塔，其他每节单元塔的上端均设有物料喷头，多个物料喷头可同时通入物料，也可选择其中的一个喷入物料。可根据处理需求选择不同数量的单元塔进行萃取精馏。

在其中一个实施例中，所述单元塔体的高度为3～5m，内径为200～500mm。优选地，单元塔的数量为3个。

在其中一个实施例中，所述塔体的高度为9～15m。塔体的压降小，阻力小，通量大。