本申請(qǐng)涉及介質(zhì)分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種介質(zhì)分離裝置。

背景技術(shù)：

隨著汽車和緊湊型電力供給系統(tǒng)的發(fā)展，大功率、高能量密度的鋰離子二次電池的需求量呈爆發(fā)式的增長。在其制造生產(chǎn)線上，大量使用價(jià)格昂貴的NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶劑，在烘干NMP溶劑時(shí)，NMP溶劑全部變?yōu)闅怏w，與空氣混合，形成混合NMP氣體，最后隨空氣加熱一起排放于外界。

由于這種NMP氣體或者溶劑占據(jù)了電池制造成本的很大一部分，因此，直接將其排放于外界，造成原材料的巨大浪費(fèi)，若直接回收，其與空氣混合后NMP的濃度又太低，無法使用，造成浪費(fèi)。

為此，需要設(shè)計(jì)一種用于回收這種NMP氣體的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N介質(zhì)分離裝置，能夠解決上述問題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N介質(zhì)分離裝置，包括吸收設(shè)備和分離設(shè)備，所述吸收設(shè)備用于使待凈化介質(zhì)與吸收介質(zhì)混合形成混合介質(zhì)，并分離出第一介質(zhì)，所述吸收設(shè)備設(shè)有吸收腔，以及與所述吸收腔連通的待凈化介質(zhì)入口、吸收介質(zhì)入口、第一介質(zhì)出口、混合介質(zhì)出口，所述待凈化介質(zhì)入口用于所述待凈化介質(zhì)進(jìn)入所述吸收腔，所述吸收介質(zhì)入口用于所述吸收介質(zhì)進(jìn)入所述吸收腔，所述第一介質(zhì)出口用于第一介質(zhì)的排出；

所述分離設(shè)備用于使所述混合介質(zhì)分離形成第二介質(zhì)和所述吸收介質(zhì)，設(shè)有分離腔，以及與所述分離腔連通的混合介質(zhì)入口、第二介質(zhì)出口和吸收介質(zhì)出口，所述混合介質(zhì)入口與所述混合介質(zhì)出口連通，所述第二介質(zhì)出口用于排出第二介質(zhì)，所述吸收介質(zhì)出口用于排出所述吸收介質(zhì)。

優(yōu)選地，所述待凈化介質(zhì)入口的介質(zhì)流向與所述吸收介質(zhì)入口的介質(zhì)流向相同或者相反。

優(yōu)選地，沿垂直于所述待凈化介質(zhì)入口的介質(zhì)流向，所述待凈化介質(zhì)入口與所述吸收介質(zhì)入口位置相錯(cuò)；

和/或

沿豎直方向，所述吸收介質(zhì)入口較所述待凈化介質(zhì)入口靠近所述吸收腔的頂部。

優(yōu)選地，沿豎直方向，所述第一介質(zhì)出口較所述待凈化介質(zhì)入口、所述吸收介質(zhì)入口靠近所述吸收腔的頂部；

和/或

沿豎直方向，所述混合介質(zhì)出口較所述待凈化介質(zhì)入口、所述吸收介質(zhì)入口遠(yuǎn)離所述吸收腔的頂部。

優(yōu)選地，所述吸收介質(zhì)入口為噴灑式入口。

優(yōu)選地，所述吸收設(shè)備為自噴淋塔、填料塔、板式塔、超重力機(jī)中的一者。

優(yōu)選地，所述分離設(shè)備通過蒸餾的方式使所述混合介質(zhì)分離形成所述第二介質(zhì)和所述吸收介質(zhì)。

優(yōu)選地，所述分離設(shè)備還設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)，所述減壓機(jī)構(gòu)用于給所述分離腔抽真空。

優(yōu)選地，所述分離設(shè)備為減壓精餾塔、閃蒸罐或者超重力機(jī)。

優(yōu)選地，還包括用于存儲(chǔ)吸收介質(zhì)的存儲(chǔ)設(shè)備，所述存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)有存儲(chǔ)腔，所述吸收介質(zhì)入口與所述存儲(chǔ)腔連通；

所述吸收介質(zhì)出口與所述吸收介質(zhì)入口連通；和/或所述吸收介質(zhì)出口與所述存儲(chǔ)腔連通。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果：

本申請(qǐng)所提供的介質(zhì)分離裝置，設(shè)置吸收設(shè)備與分離設(shè)備，待凈化介質(zhì)(如NMP與空氣的混合氣體)中的第二介質(zhì)(如NMP)在吸收腔內(nèi)被吸收介質(zhì)(如高沸點(diǎn)吸收溶劑)吸收形成混合介質(zhì)，同時(shí)第一介質(zhì)(空氣)被分離，排入外界；然后混合介質(zhì)進(jìn)入分離設(shè)備，由分離設(shè)備分離出第二介質(zhì)(如NMP)和吸收介質(zhì)(如高沸點(diǎn)吸收溶劑)，此時(shí)排出的NMP純度較高，能夠?qū)⑵涫占M(jìn)行再次利用，提高原材料的利用率。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說明

圖1為本申請(qǐng)所提供的介質(zhì)分離裝置一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

10-吸收設(shè)備；11-吸收腔；12-待凈化介質(zhì)入口；13-吸收介質(zhì)入口；14-第一介質(zhì)出口；15-混合介質(zhì)出口；

20-分離設(shè)備；21-分離腔；22-混合介質(zhì)入口；23-第二介質(zhì)出口；24-吸收介質(zhì)出口；

30-廢氣源；

40-存儲(chǔ)設(shè)備。

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

具體實(shí)施方式

下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種介質(zhì)分離裝置，可用于待凈化介質(zhì)的分離和回收，如電池生產(chǎn)過程中，NMP的回收，下面以電池生產(chǎn)過程中NMP介質(zhì)的回收為例進(jìn)行說明。

如圖1所示，介質(zhì)分離裝置包括吸收設(shè)備10和分離設(shè)備20。吸收設(shè)備10用于使待凈化介質(zhì)與吸收介質(zhì)混合，形成混合介質(zhì)并分離出第一介質(zhì)，其中，第一介質(zhì)一般為待凈化介質(zhì)中含有的空氣。吸收設(shè)備10設(shè)有吸收腔11，以及與吸收腔11連通的待凈化介質(zhì)入口12、吸收介質(zhì)入口13、第一介質(zhì)出口14、混合介質(zhì)出口15，待凈化介質(zhì)入口12用于待凈化介質(zhì)進(jìn)入吸收腔11，可以與廢氣源30連接，如在電池生產(chǎn)中的鋰電池生產(chǎn)車間或者NMP生產(chǎn)車間中，循環(huán)氣體系統(tǒng)或者廢氣排放系統(tǒng)與待凈化介質(zhì)入口12連通；吸收介質(zhì)入口13用于吸收介質(zhì)進(jìn)入吸收腔11。一般地第一介質(zhì)出口14用于第一介質(zhì)的排出，在第一介質(zhì)為空氣時(shí)，可以直接與外界連通，用于將待凈化介質(zhì)中的空氣排出。

分離設(shè)備20用于使混合介質(zhì)分離形成第二介質(zhì)和吸收介質(zhì)，其中，第二介質(zhì)即為凈化后的介質(zhì)。分離設(shè)備20設(shè)有分離腔21，以及與分離腔21連通的混合介質(zhì)入口22、第二介質(zhì)出口23和吸收介質(zhì)出口24，混合介質(zhì)入口22與混合介質(zhì)出口15連通，使吸收設(shè)備10中混合形成的混合介質(zhì)流入分離腔21，第二介質(zhì)出口23用于排出第二介質(zhì)，即凈化后的介質(zhì)通過第二介質(zhì)出口23流出；吸收介質(zhì)出口24用于排出吸收介質(zhì)，吸收介質(zhì)可以再次回收利用。

上述結(jié)構(gòu)，在介質(zhì)分離過程中，如電池生產(chǎn)中NMP的分離，待凈化介質(zhì)通常為氣體，包含有空氣、純凈的NMP和水分，有時(shí)也會(huì)含有NMP的一些二次污染物(二次污染物指NMP生產(chǎn)過程中由于高溫等原因產(chǎn)生的二次污染物)，由待凈化介質(zhì)入口12進(jìn)入吸收腔11。由于NMP具有閃點(diǎn)高、安全性好、沸點(diǎn)高、蒸汽壓低，在低溫狀態(tài)下很容易凝結(jié)等特性，且NMP易溶解于水并能夠與水以任意比例混合。因此，對(duì)應(yīng)的吸收介質(zhì)通常選用高沸點(diǎn)的溶劑，如離子液體、乙二醇、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、二甲基砜中的任一種或兩種以上的組合，吸收介質(zhì)由吸收介質(zhì)入口13進(jìn)入吸收腔11，在吸收腔11中，能夠吸收NMP、水分以及二次污染物，形成混合介質(zhì)，并分離出干凈的空氣，分離后的空氣經(jīng)由第一介質(zhì)出口14排入外界。其中，混合介質(zhì)經(jīng)由混合介質(zhì)出口15、混合介質(zhì)入口22進(jìn)入分離設(shè)備20，在分離設(shè)備20中將NMP與吸收介質(zhì)分離，分離后的NMP經(jīng)由第二介質(zhì)出口23排出，以方便回收利用。

由上可知，通過設(shè)置吸收設(shè)備10與分離設(shè)備20，待凈化介質(zhì)(如NMP與空氣的混合氣體)中的第二介質(zhì)(如NMP)在吸收腔11內(nèi)被吸收介質(zhì)(如高沸點(diǎn)吸收溶劑)吸收形成混合介質(zhì)，同時(shí)第一介質(zhì)(空氣)被分離，排入外界；然后混合介質(zhì)進(jìn)入分離設(shè)備20，由分離設(shè)備20分離出第二介質(zhì)(如NMP)和吸收介質(zhì)(如高沸點(diǎn)吸收溶劑)，此時(shí)排出的NMP純度較高，能夠?qū)⑵涫占M(jìn)行再次利用，提高原材料的利用率；且通過吸收介質(zhì)的吸收，排出的第一介質(zhì)如空氣中的NMP的含量較低，通過實(shí)驗(yàn)測得不大于100ppm，能夠降低對(duì)環(huán)境的污染。

通常，吸收設(shè)備10與分離設(shè)備20沿豎直方向設(shè)置，以使混合后的混合介質(zhì)依靠重力流入分離腔21，當(dāng)然，也可以分離腔21內(nèi)抽真空形成負(fù)壓，由于壓力差的作用使混合介質(zhì)流入分離腔21。

具體地，待凈化介質(zhì)入口12的介質(zhì)流向與吸收介質(zhì)入口13的介質(zhì)流向可以相同或者相反，優(yōu)選待凈化介質(zhì)入口12的介質(zhì)流向與吸收介質(zhì)入口13的介質(zhì)流向相反，以使待凈化介質(zhì)進(jìn)入吸收腔11的流向與吸收介質(zhì)進(jìn)入吸收腔11的流向相反，使二者能夠充分的接觸，達(dá)到充分吸收的目的。

待凈化介質(zhì)入口12與吸收介質(zhì)入口13可以相對(duì)設(shè)置，或者沿垂直于待凈化介質(zhì)入口12的介質(zhì)流向，待凈化介質(zhì)入口12與吸收介質(zhì)入口13位置相錯(cuò)，優(yōu)選后者，以防止吸收介質(zhì)進(jìn)入待凈化介質(zhì)入口12造成浪費(fèi)。

通常，吸收腔11包括頂部和底部，由于待凈化介質(zhì)一般為氣體，氣體的密度較小，自待凈化介質(zhì)入口12進(jìn)入吸收腔11后，會(huì)向上方運(yùn)動(dòng)，而吸收介質(zhì)為液體，自吸收介質(zhì)入口13進(jìn)入吸收腔11后會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，因此，沿豎直方向，吸收介質(zhì)入口13較待凈化介質(zhì)入口12靠近吸收腔11的頂部，以使在吸收腔11內(nèi)，待凈化介質(zhì)向上運(yùn)動(dòng)，吸收介質(zhì)向下運(yùn)動(dòng)，使二者能夠更好地接觸，從而達(dá)到充分吸收NMP以及水分的目的。

同理，為了使分離出的第一介質(zhì)能夠盡快的流入第一介質(zhì)出口14，沿豎直方向，第一介質(zhì)出口14較待凈化介質(zhì)入口12、吸收介質(zhì)入口13靠近吸收腔11的頂部。

可選地，為了使吸收了NMP以及水分的混合介質(zhì)快速流入混合介質(zhì)出口15，沿豎直方向，混合介質(zhì)出口15較待凈化介質(zhì)入口12、吸收介質(zhì)入口13遠(yuǎn)離吸收腔11的頂部，即混合介質(zhì)出口15位于吸收腔11的底部。

需要說明的是，待凈化介質(zhì)入口12、吸收介質(zhì)入口13、第一介質(zhì)出口14、混合介質(zhì)出口15以及吸收腔11之間的相互位置關(guān)系可以單獨(dú)采用上述任一種設(shè)置方式，也可以同時(shí)采用多種方式的組合，如圖1所示，采用上述多種方式的組合，從而達(dá)到更好地分離效果。

吸收介質(zhì)入口13可以為較大的通孔；或者為噴灑式入口，如在吸收介質(zhì)入口13處安裝噴頭，吸收介質(zhì)由噴頭進(jìn)入吸收腔11，尤其是在吸收介質(zhì)入口13較待凈化介質(zhì)入口12靠近吸收腔11的頂部時(shí)，能夠進(jìn)一步增加吸收介質(zhì)與待凈化介質(zhì)的接觸范圍，從而使分離出的第一介質(zhì)更加純凈。

其中，吸收設(shè)備10可以為自噴淋塔、填料塔、板式塔、超重力機(jī)中的一者，尤其在吸收介質(zhì)入口13位噴灑式入口時(shí)，吸收設(shè)備10為自噴淋塔，能夠充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，節(jié)省生產(chǎn)成本。

由于采用高沸點(diǎn)溶劑，即吸收溶劑的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于NMP的沸點(diǎn)，因此，分離設(shè)備一般通過蒸餾的方式使混合介質(zhì)分離，形成第二介質(zhì)(NMP氣體)和吸收介質(zhì)。具體地，在高溫加熱過程中，當(dāng)分離設(shè)備20將混合介質(zhì)加熱到NMP的沸點(diǎn)時(shí)，NMP氣體蒸發(fā)，經(jīng)第二介質(zhì)出口23排出分離腔21，采用蒸餾的方式，使混合介質(zhì)的分離更方便。分離設(shè)備20也可以利用超重力方式等方式實(shí)現(xiàn)分離。

進(jìn)一步地，分離設(shè)備20還設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)，減壓機(jī)構(gòu)用于給分離腔21抽真空，通過降低分離腔21的壓力，能夠降低NMP的沸點(diǎn)，在較低的溫度下即可實(shí)現(xiàn)蒸餾，達(dá)到節(jié)約能源的目的。通常，在混合介質(zhì)進(jìn)入分離腔后，先對(duì)分離腔21抽真空，然后進(jìn)行蒸餾；也可以抽真空與蒸餾同時(shí)進(jìn)行。

具體地，分離設(shè)備20可以為閃蒸罐、超重力機(jī)或者減壓精餾塔，尤其在分離設(shè)備20設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)時(shí)，采用減壓精餾塔能夠充分利用現(xiàn)有的分離設(shè)備，節(jié)省成本。

此外，介質(zhì)分離裝置還包括存儲(chǔ)設(shè)備40，存儲(chǔ)設(shè)備40用于存儲(chǔ)吸收介質(zhì)，設(shè)有存儲(chǔ)腔，吸收介質(zhì)入口13與存儲(chǔ)腔連通。此時(shí)，吸收介質(zhì)出口24與存儲(chǔ)腔連通，以將吸收介質(zhì)回收，以備再次利用。當(dāng)然，吸收介質(zhì)出口24與吸收介質(zhì)入口13也可以直接連通，或者吸收介質(zhì)出口24既與吸收介質(zhì)入口13連通，同時(shí)與存儲(chǔ)腔連通。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。