一种吸附塔的制作方法

1.本发明涉及吸附塔技术领域，具体涉及一种吸附塔。


背景技术：

2.现有吸附塔体积一般较大，动辄数米高，在使用吸附速度、吸附效率均高的锰系、钛系吸附剂时，无论卤水是上进下出还是上进下出，在吸附过程中大部分的时间内，吸附塔内的吸附剂要么是处于吸饱后无法再吸附的状态，要么是处于未吸饱但接触的卤水几乎不含锂的状态，导致整个吸附过程效率低下。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于现有的吸附塔容易导致整个吸附过程效率低下，从而提供一种吸附塔。
4.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
5.一种吸附塔，至少包括：主体，具有中空的塔腔，所述塔腔具有进水口与出水口；吸附皿，沿所述主体的高度方向上间隔设置在所述塔腔内，每个所述吸附皿内均填充有吸附剂；第一透水结构，设置在所述塔腔内且位于上下相邻的两层所述吸附皿之间，所述第一透水结构具有允许水体通过的透水状态、以及具有限制水体通过的隔水状态。
6.进一步地，所述第一透水结构包括层叠设置的第一隔板与第二隔板，所述第一隔板与所述第二隔板的板面上均设置有若干透水孔；所述第一隔板能够饶自身轴线转动以使所述第一隔板上的透水孔与所述第二隔板上的透水孔相互重合或者相互错开。
7.进一步地，所述第一隔板与所述第二隔板均相对于水平面倾斜设置，以使相邻的两个所述第一透水结构之间形成液位最低点与液位最高点；每个所述液位最低点处均设置有进液口与排液口，每个所述液位最高点处均设置有排液口。
8.进一步地，所述吸附皿呈柱状结构，所述吸附皿的顶面设置有第一滤网，所述吸附皿的底面设置有第二滤网；所述第一滤网与所述第二滤网适于限制所述吸附皿内的吸附剂泄露。
9.进一步地，该吸附塔还包括第二透水结构，设置在所述吸附皿的底面，且位于所述第二滤网背对所述第一滤网的一侧，所述第二透水结构具有允许水体通过的透水状态、以及具有限制水体通过的隔水状态。
10.进一步地，所述第二透水结构与所述第二滤网之间留有预设间隔，所述预设间隔的范围为1mm-2mm。
11.进一步地，所述吸附皿的底面设置有环形件，叉车通过所述环形件对所述吸附皿进行移动。
12.进一步地，所述吸附皿顶面及底面的边缘位置均设置有延边，所述延边朝向远离所述吸附皿中心的方向延伸，适于通过所述延边将所述吸附皿固定在所述塔腔内。
13.进一步地，所述塔腔的侧壁上设置有门体，适于通过所述门体对所述塔腔内的吸
附皿进行拿取。
14.进一步地，所述主体的底部为锥形结构，所述进水口与出水口均位于所述锥形结构的侧壁上。
15.本发明技术方案，具有如下优点：
16.本发明提供的吸附塔，在塔腔内间隔设置有多个吸附皿，并且第一透水结构能够将各个吸附皿分隔开，使得吸附塔具备单皿独立吸附以及多皿串联吸附的不同组合模式，在整体上保证了足够的吸附规模效应，也确保所吸附卤水在不同锂浓度、不同温度、不同流速工况等各种情况下都能尽可能保持较高的运作效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例中的吸附塔的示意图；
19.图2为本发明实施例中的吸附塔中吸附皿的示意图；
20.图3为本发明实施例中的吸附塔中插环的示意图；
21.图4为本发明实施例中的吸附塔中第一隔板的示意图；
22.图5为本发明实施例中的吸附塔中第一透水结构形成的液位最低点处的局部结构示意图；
23.图6为本发明实施例中的吸附塔中第一透水结构形成的液位最高点处的局部结构示意图。
24.1、主体；
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2、门体；
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3、第一透水结构；
25.4、吸附皿；
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5、延边；
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6、第一隔板；
26.7、透水孔；
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8、第一滤网；
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9、第二滤网；
27.10、第二透水结构；11、插环；
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12、进液口；
28.13、排液口；
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14液位计；
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15、温度计；
29.16、ph计。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.图1为本发明实施例中的吸附塔的示意图；图2为本发明实施例中的吸附塔中吸附皿的示意图；如图1与图2所示，本实施例提供一种吸附塔，至少包括：主体1，具有中空的塔腔，塔腔具有进水口与出水口；吸附皿4，沿主体1的高度方向上间隔设置在塔腔内，每个吸附皿4内均填充有吸附剂；第一透水结构3，设置在塔腔内且位于上下相邻的两层吸附皿4之间，第一透水结构3具有允许水体通过的透水状态、以及具有限制水体通过的隔水状态。
35.本实施例提供的吸附塔，在塔腔内间隔设置有多个吸附皿4，并且第一透水结构3能够将各个吸附皿4分隔开，使得吸附塔具备单皿独立吸附以及多皿串联吸附的不同组合模式，在整体上保证了足够的吸附规模效应，也确保所吸附卤水在不同锂浓度、不同温度、不同流速工况等各种情况下都能尽可能保持较高的运作效率。
36.图4为本发明实施例中的吸附塔中第一隔板的示意图；如图4所示，其中，第一透水结构3包括层叠设置的第一隔板6与第二隔板，第一隔板6与第二隔板的板面上均设置有若干透水孔7；第一隔板6能够饶自身轴线转动以使第一隔板6上的透水孔7与第二隔板上的透水孔7相互重合或者相互错开。
37.其中，第一隔板6与第二隔板均相对于水平面倾斜设置，以使相邻的两个第一透水结构3之间形成液位最低点与液位最高点；每个液位最低点处均设置有进液口12与排液口13，每个液位最高点处均设置有排液口13。
38.图3为本发明实施例中的吸附塔中插环的示意图；如图3所示，其中，吸附皿4呈柱状结构，吸附皿4的顶面设置有第一滤网8，吸附皿4的底面设置有第二滤网9；第一滤网8与第二滤网9适于限制吸附皿4内的吸附剂泄露。
39.其中，该吸附塔还包括第二透水结构10，设置在吸附皿4的底面，且位于第二滤网9背对第一滤网8的一侧，第二透水结构10具有允许水体通过的透水状态、以及具有限制水体通过的隔水状态。
40.其中，第二透水结构10与第二滤网9之间留有预设间隔，预设间隔的范围为1mm-2mm。
41.其中，吸附皿4的底面设置有环形件，叉车通过环形件对吸附皿4进行移动。
42.其中，吸附皿4顶面及底面的边缘位置均设置有延边5，延边5朝向远离吸附皿4中心的方向延伸，适于通过延边5将吸附皿4固定在塔腔内。
43.其中，塔腔的侧壁上设置有门体2，适于通过门体2对塔腔内的吸附皿4进行拿取。
44.其中，主体1的底部为锥形结构，进水口与出水口均位于锥形结构的侧壁上。
45.具体的，例如，主体1的材质可以为不锈钢或碳钢，内衬可以采用耐酸碱的材质，主体1的外表面可以喷涂耐高盐水汽腐蚀的涂层。
46.例如，吸附柱可以为圆柱状结构，主体1的直径范围可以为0.1m-10m，高度范围可以为0.5m-20m。
47.例如，主体1内部可以分为二至五十层，每层均设置一个装载有吸附剂的吸附皿4。
48.例如，主体1的一侧外壁上，每一层均可以设置矩形的门体2，打开门体2时，用于装填吸附皿4。吸附皿4装填后，闭合门体2，吸附塔的桶壁密封。
49.例如，吸附柱最底层外，每一层结构一致。其中ab平面可以设置用于固定吸附皿4的结构件，例如，结构件可以为设置在塔腔内壁的旋转卡扣，也可以在塔腔的内壁设置环形凸起用于将吸附皿4固定在塔腔内的部件，吸附皿4被安装好之后无法沿竖直方向运动，同时也无法在塔腔内左右晃动，有利于提高吸附效果。
50.第一透水结构3可以设置在塔腔内的cd平面处，第一隔板6与第二隔板与水平面的夹角可以为1
°‑
45
°
，优选的，该夹角的范围为1
°‑
10
°
，如此设置，有利于液流分布，可以便于排出或泵入液体。
51.例如，第一隔板6与第二隔板均可以为带有多个圆形透水孔7的薄圆板构成。第一隔板6与第二隔板完全重合时水流可快速通过，旋转1
°
至30
°
后则可完全隔水。第一隔板6与第二隔板均可以为不锈钢或聚四氟乙烯等材质，在圆心黑色实心孔处可以通过卡扣相互扣紧。例如，在上层的为第一隔板6，在下层的为第二隔板，则可以在第一隔板6上可旋转的圆周上每隔60
°
设置一个磁铁，对应的在塔腔的内壁的相应位置每隔60
°
设置有一个电磁铁，6个电磁铁同时通电时可以吸引整个第一隔板6上的磁铁，则第一隔板6将以中心为轴心顺时针或者逆时针旋转一个角度，从而使第一隔板6与第二隔板上的透水孔7重合或者错开，实现透水状态或者隔水状态的切换。例如，可以通过连接在第一隔板6与第二隔板之间的弹簧使得电磁铁断电时上第一隔板6与第二隔板能够复位。
52.图5为本发明实施例中的吸附塔中第一透水结构形成的液位最低点处的局部结构示意图；如图5所示，例如，c位置为第一透水结构3隔水后上层的液位最底处，该位置设置有一个进液口12和一个排液口13，可以通过管路分别与相应的泵体连接。d位置为第一透水结构3隔水后下层的液位最高处，该位置设置有一个排液口13，可以通过管路与相应的泵体连接。
53.图6为本发明实施例中的吸附塔中第一透水结构形成的液位最高点处的局部结构示意图，如图6所示，例如，d位置的附近的塔腔内壁上可以设置液位计14、温度计15、ph计16以及电导率计，以便采集相应的数据，采集的数据可以直接从主体1的外部进行读取，也可以将采集的相应数据发送至中控系统。
54.其中，吸附柱的底部为锥形结构，设有一个进水口与一个出水口，可以分别通过管路与相应的泵体连接。
55.例如，吸附皿4可以为不锈钢或聚四氟乙烯等材质，耐酸碱。吸附皿4的高度可以为0.05m-3m。吸附皿4上下圆面四周的延边5的宽度可以为0.5cm-5cm，厚度范围可以为1mm-20mm。如此设置，延边5不仅可以便于对吸附皿4进行固定，使其在固定后保持水平，还可以起到一定的隔水作用，确保所有上下方的来水均由吸附皿4的中间通过，使得水体可以与吸附皿4内的吸附剂充分接触。
56.例如，吸附皿4的上表面覆一层可揭开的第一滤网8，吸附皿4装载吸附剂后扣实该第一滤网8以防止吸附剂由吸附皿4向上溢出。吸附皿4的下表面有三层，从上至下，第一层为与上表面类似的第二滤网9，可以焊接或者粘接在吸附皿4上，防止吸附剂向下溢出。第二滤网9下为第二层，为第二透水结构10，其中，第二透水结构10可以与第一透水结构3相同，
也为两块薄板，平时均为透水状态方便吸附剂透水，仅取出吸附剂时旋转至隔水状态，方便吸附剂与水一起吸出/倒出。第二透水结构10下为第三层，为插环11，插环11可以焊接在吸附皿4的底部，用于叉车叉起吸附皿4及将吸附皿4装载入吸附塔时的固定、限位作用。例如，插环11还可以是与吸附皿4外形契合的两个空心矩形筒，确保当吸附皿放置于塔腔内时在水平方向不发生位移。
57.例如，第二滤网9与第二透水结构10之间的间距一般很小但必须存在，例如，可以为1mm-2mm。对于第二透水结构10而言，其上层的第一隔板6的半径可以略小于吸附皿4的内径，使其可在吸附皿4内转动，下层的第二隔板可以通过焊接、卡扣等方式与吸附皿4下表面稳固连接并平齐与吸附皿4的下表面，并且第二隔板与吸附皿4的连接处可以进行密封处理。
58.使用时，可以根据吸附塔设计需求，外接数个泵体及酸液罐以实现吸脱附过程进出液、储液等需求。
59.具体过程如下：
60.吸附剂卸载/装填：
61.吸附剂卸载时，先将所有的第一透水结构3调整至透水状态，通过f处的排水口排空吸附塔内的水。打开最低或最高层吸附塔外壁上的门体2，用叉车取出该层的吸附皿4。逐层操作，直至全部吸附皿4被取出。打开全部吸附皿4上层的第一滤网8，将吸附皿4下层的第一透水结构3调整至隔水状态。给每个吸附皿4注满水后，用泵体吸出/倒出全部吸附剂。由于吸附皿4下层的第二滤网9与第二透水结构10之间有一层水的缘故，所以吸附剂可以很轻松的被吸出/倒出而不会黏连在第二滤网9上。若要装填新的吸附剂，将吸附皿4下层的第二透水结构10调整至透水状态，泵入指定用量的新吸附剂后，扣上吸附皿4的上层的第一滤网8。全部吸附皿4装载新吸附剂后，用叉车逐一将其装载入吸附塔内，然后关闭主体1外壁的所有门体2，吸附剂装填完成。
62.吸脱附：
63.由于锂离子筛吸附剂吸附能力强，吸附速度快，根据所吸附的卤水锂浓度与ph值等条件不同，单组循环可同时使用一层、两层、三层乃至多层吸附皿4对同一部分卤水进行吸附。单组循环只使用一层吸附皿4时，每层吸附皿4下方的第一透水结构3调整为隔水状态，c位置上方进液口12打开并连接卤水罐，d位置下方排液口13打开并连接吸附尾液罐，每层吸附皿4均单独吸附。单组循环使用两层吸附皿4时，从吸附塔底部起每相邻的两个吸附皿4为一个单位，单位内的第一透水结构3调至透水状态，单位间的第一透水结构3调至隔水状态，单位内下层c位置上方进液口12打开并连接卤水罐，单位内上层d位置下方排液口13打开并连接吸附尾液罐。单组循环使用三层或以上吸附皿4的方法以此类推。
64.水洗时，将所有第一透水结构3调至透水状态，以便水体可流经尽量多的吸附剂，从而起到节水效果。水洗后可以打开f处的排水口，从而排尽吸附柱内的水洗水，提高脱附液锂浓度并降低杂质离子浓度。
65.脱附时，将每一层间的第一透水结构3调为隔水状态，c位置的进液口12通过泵体与酸液罐相连，d位置的排液口13也接回同一酸液罐即可实现循环脱附。脱附完成后，通过在线监测脱附液锂浓度的机器学习方法可实时获知脱附液锂浓度。若该脱附液锂浓度未能满足后续工艺设计需求，例如，后续工艺设计要求锂浓度大于等于2000ppm，实时获知脱附
液锂浓度仅1500ppm，则可将c位置的排液口13打开并通过泵体连通至另一酸液罐，将脱附液泵体至另一酸液罐后，在酸液罐中加入适量浓酸充分混匀，再将该酸液罐连至尚未脱附的吸附皿4层进行脱附，确认脱附液锂离子浓度达到要求后将该部分脱附液全部泵体入脱附液罐。根据上述工艺对所有吸附皿4进行分配后，即可在最短时间内得到尽量多满足要求的脱附液，同时每一部分吸附剂流经的过量酸最少，从而大幅降低了酸浸导致的溶损。
66.实施例1：
67.吸附塔直径1.6米，吸附皿高30cm，共6层，吸附塔高3米，装载吸附剂共3立方米。
68.卸载旧吸附剂并装填新吸附剂，2人，一台叉车，一台泵体，卸载旧吸附剂用时0.8小时，装填新吸附剂用时1.5小时，共计用时2.3小时。
69.对照例1：
70.吸附塔直径1.6米，高3.5米，装载相同的吸附剂共3立方米。
71.卸载旧吸附剂并装填新吸附剂，3人，一台叉车，一台泵体，卸载旧吸附剂用时3.5小时，装填新吸附剂用时4小时，共计用时7.5小时。
72.实施例2：
73.吸附塔直径1.6米，吸附皿高30cm，共6层，吸附塔高3米，装载吸附剂共3立方米。单循环吸附某盐湖卤水240立方米。吸附时选择每3层为一单元，吸脱附总耗时4小时，锂离子回收率95％，脱附液锂离子浓度2g/l，锰溶损0.007％。
74.对照例2：
75.吸附塔直径1.6米，高3.5米，装载相同的吸附剂共3立方米。单循环吸附同一盐湖卤水240立方米。吸脱附总耗时5小时，锂离子回收率90％，脱附液锂离子浓度1.4g/l，锰溶损0.03％。
76.实施例3：
77.吸附塔直径1.6米，吸附皿高30cm，共6层，吸附塔高3米，装载吸附剂共3立方米。单循环吸附某盐湖卤水60立方米。吸附时选择每一层为一单元，吸脱附总耗时2小时，锂离子回收率93％，脱附液锂离子浓度2g/l，锰溶损0.012％。
78.对照例3：
79.吸附塔直径1.6米，高3.5米，装载相同的吸附剂共3立方米。单循环吸附同一盐湖卤水60立方米。吸脱附总耗时4小时，锂离子回收率89％，脱附液锂离子浓度1.5g/l，锰溶损0.035％。
80.综上，本技术中的吸附塔，一方面在整体吸附规模上保证了足够的规模效应，另一方面充分考虑了锰系/钛系吸附剂在常规流速下卤水在锂离子筛颗粒内部扩散速度和外部流动速度的相对关系，形成保障锂离子筛持续高效运作的吸附皿，同时又通过单皿独立吸附、多皿串联吸附的不同组合，确保所吸附卤水在不同锂浓度、不同温度、不同流速工况等各种情况下都能尽可能保持较高的运作效率。
81.本技术中的吸附塔，解决了吸附剂装填、拆卸困难的问题；提高了吸附剂的使用效率；降低了吸附剂的溶损；解决了吸附塔设计标准化的问题，针对不同锂浓度卤水可使用同一设计吸附塔；解决了吸附塔脱附液锂浓度稳定性问题，可根据需求调节脱附液锂浓度。
82.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种吸附塔，其特征在于，至少包括：主体，具有中空的塔腔，所述塔腔具有进水口与出水口；吸附皿，沿所述主体的高度方向上间隔设置在所述塔腔内，每个所述吸附皿内均填充有吸附剂；第一透水结构，设置在所述塔腔内且位于上下相邻的两层所述吸附皿之间，所述第一透水结构具有允许水体通过的透水状态、以及具有限制水体通过的隔水状态。2.根据权利要求1所述的吸附塔，其特征在于，所述第一透水结构包括层叠设置的第一隔板与第二隔板，所述第一隔板与所述第二隔板的板面上均设置有若干透水孔；所述第一隔板能够饶自身轴线转动以使所述第一隔板上的透水孔与所述第二隔板上的透水孔相互重合或者相互错开。3.根据权利要求2所述的吸附塔，其特征在于，所述第一隔板与所述第二隔板均相对于水平面倾斜设置，以使相邻的两个所述第一透水结构之间形成液位最低点与液位最高点；每个所述液位最低点处均设置有进液口与排液口，每个所述液位最高点处均设置有排液口。4.根据权利要求1所述的吸附塔，其特征在于，所述吸附皿呈柱状结构，所述吸附皿的顶面设置有第一滤网，所述吸附皿的底面设置有第二滤网；所述第一滤网与所述第二滤网适于限制所述吸附皿内的吸附剂泄露。5.根据权利要求4所述的吸附塔，其特征在于，还包括第二透水结构，设置在所述吸附皿的底面，且位于所述第二滤网背对所述第一滤网的一侧，所述第二透水结构具有允许水体通过的透水状态、以及具有限制水体通过的隔水状态。6.根据权利要求5所述的吸附塔，其特征在于，所述第二透水结构与所述第二滤网之间留有预设间隔，所述预设间隔的范围为1mm-2mm。7.根据权利要求5所述的吸附塔，其特征在于，所述吸附皿的底面设置有环形件，叉车通过所述环形件对所述吸附皿进行移动。8.根据权利要求4所述的吸附塔，其特征在于，所述吸附皿顶面及底面的边缘位置均设置有延边，所述延边朝向远离所述吸附皿中心的方向延伸，适于通过所述延边将所述吸附皿固定在所述塔腔内。9.根据权利要求1所述的吸附塔，其特征在于，所述塔腔的侧壁上设置有门体，适于通过所述门体对所述塔腔内的吸附皿进行拿取。10.根据权利要求1所述的吸附塔，其特征在于，所述主体的底部为锥形结构，所述进水口与出水口均位于所述锥形结构的侧壁上。

技术总结
本发明涉及吸附塔技术领域，提供了一种吸附塔，至少包括：主体，具有中空的塔腔，塔腔具有进水口与出水口；吸附皿，沿主体的高度方向上间隔设置在塔腔内，每个吸附皿内均填充有吸附剂；第一透水结构，设置在塔腔内且位于上下相邻的两层吸附皿之间，第一透水结构具有允许水体通过的透水状态、以及具有限制水体通过的隔水状态。本发明提供的吸附塔，在塔腔内间隔设置有多个吸附皿，并且第一透水结构能够将各个吸附皿分隔开，使得吸附塔具备单皿独立吸附以及多皿串联吸附的不同组合模式，在整体上保证了足够的吸附规模效应，也确保所吸附卤水在不同锂浓度、不同温度、不同流速工况等各种情况下都能尽可能保持较高的运作效率。况下都能尽可能保持较高的运作效率。况下都能尽可能保持较高的运作效率。


技术研发人员：胡羽 袁东
受保护的技术使用者：礼思（上海）材料科技有限公司
技术研发日：2022.11.22
技术公布日：2023/7/22