[0001] 本申请涉及介质分离技术领域，尤其涉及一种介质分离装置。

[0002] 随着汽车和紧凑型电力供给系统的发展，大功率、高能量密度的锂离子二次电池的需求量呈爆发式的增长。在其制造生产线上，大量使用价格昂贵的NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶剂，在烘干NMP溶剂时，NMP溶剂全部变为气体，与空气混合，形成混合NMP气体，最后随空气加热一起排放于外界。

[0003] 由于这种NMP气体或者溶剂占据了电池制造成本的很大一部分，因此，直接将其排放于外界，造成原材料的巨大浪费，若直接回收，其与空气混合后NMP的浓度又太低，无法使用，造成浪费。

[0004] 为此，需要设计一种用于回收这种NMP气体的装置。实用新型内容

[0005] 本申请提供了一种介质分离装置，能够解决上述问题。

[0006] 本申请提供了一种介质分离装置，包括吸收设备和分离设备，所述吸收设备用于使待净化介质与吸收介质混合形成混合介质，并分离出第一介质，所述吸收设备设有吸收腔，以及与所述吸收腔连通的待净化介质入口、吸收介质入口、第一介质出口、混合介质出口，所述待净化介质入口用于所述待净化介质进入所述吸收腔，所述吸收介质入口用于所述吸收介质进入所述吸收腔，所述第一介质出口用于第一介质的排出；

[0007] 所述分离设备用于使所述混合介质分离形成第二介质和所述吸收介质，设有分离腔，以及与所述分离腔连通的混合介质入口、第二介质出口和吸收介质出口，所述混合介质入口与所述混合介质出口连通，所述第二介质出口用于排出第二介质，所述吸收介质出口用于排出所述吸收介质。

[0008] 优选地，所述待净化介质入口的介质流向与所述吸收介质入口的介质流向相同或者相反。

[0009] 优选地，沿垂直于所述待净化介质入口的介质流向，所述待净化介质入口与所述吸收介质入口位置相错；

[0010] 和/或

[0011] 沿竖直方向，所述吸收介质入口较所述待净化介质入口靠近所述吸收腔的顶部。

[0012] 优选地，沿竖直方向，所述第一介质出口较所述待净化介质入口、所述吸收介质入口靠近所述吸收腔的顶部；

[0013] 和/或

[0014] 沿竖直方向，所述混合介质出口较所述待净化介质入口、所述吸收介质入口远离所述吸收腔的顶部。

[0015] 优选地，所述吸收介质入口为喷洒式入口。

[0016] 优选地，所述吸收设备为自喷淋塔、填料塔、板式塔、超重力机中的一者。

[0017] 优选地，所述分离设备通过蒸馏的方式使所述混合介质分离形成所述第二介质和所述吸收介质。

[0018] 优选地，所述分离设备还设有减压机构，所述减压机构用于给所述分离腔抽真空。

[0019] 优选地，所述分离设备为减压精馏塔、闪蒸罐或者超重力机。

[0020] 优选地，还包括用于存储吸收介质的存储设备，所述存储设备设有存储腔，所述吸收介质入口与所述存储腔连通；

[0021] 所述吸收介质出口与所述吸收介质入口连通；和/或所述吸收介质出口与所述存储腔连通。

[0022] 本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

[0023] 本申请所提供的介质分离装置，设置吸收设备与分离设备，待净化介质(如NMP与空气的混合气体)中的第二介质(如NMP)在吸收腔内被吸收介质(如高沸点吸收溶剂)吸收形成混合介质，同时第一介质(空气)被分离，排入外界；然后混合介质进入分离设备，由分离设备分离出第二介质(如NMP)和吸收介质(如高沸点吸收溶剂)，此时排出的NMP纯度较高，能够将其收集进行再次利用，提高原材料的利用率。

[0024] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

[0032] 下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

[0033] 本申请实施例提供了一种介质分离装置，可用于待净化介质的分离和回收，如电池生产过程中，NMP的回收，下面以电池生产过程中NMP介质的回收为例进行说明。

[0034] 如图1所示，介质分离装置包括吸收设备10和分离设备20。吸收设备10用于使待净化介质与吸收介质混合，形成混合介质并分离出第一介质，其中，第一介质一般为待净化介质中含有的空气。吸收设备10设有吸收腔11，以及与吸收腔11连通的待净化介质入口12、吸收介质入口13、第一介质出口14、混合介质出口15，待净化介质入口12用于待净化介质进入吸收腔11，可以与废气源30连接，如在电池生产中的锂电池生产车间或者NMP生产车间中，循环气体系统或者废气排放系统与待净化介质入口12连通；吸收介质入口13用于吸收介质进入吸收腔11。一般地第一介质出口14用于第一介质的排出，在第一介质为空气时，可以直接与外界连通，用于将待净化介质中的空气排出。

[0035] 分离设备20用于使混合介质分离形成第二介质和吸收介质，其中，第二介质即为净化后的介质。分离设备20设有分离腔21，以及与分离腔21连通的混合介质入口22、第二介质出口23和吸收介质出口24，混合介质入口22与混合介质出口15连通，使吸收设备10中混合形成的混合介质流入分离腔21，第二介质出口23用于排出第二介质，即净化后的介质通过第二介质出口23流出；吸收介质出口24用于排出吸收介质，吸收介质可以再次回收利用。

[0036] 上述结构，在介质分离过程中，如电池生产中NMP的分离，待净化介质通常为气体，包含有空气、纯净的NMP和水分，有时也会含有NMP的一些二次污染物(二次污染物指NMP生产过程中由于高温等原因产生的二次污染物)，由待净化介质入口12进入吸收腔11。由于NMP具有闪点高、安全性好、沸点高、蒸汽压低，在低温状态下很容易凝结等特性，且NMP易溶解于水并能够与水以任意比例混合。因此，对应的吸收介质通常选用高沸点的溶剂，如离子液体、乙二醇、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、二甲基砜中的任一种或两种以上的组合，吸收介质由吸收介质入口13进入吸收腔11，在吸收腔11中，能够吸收NMP、水分以及二次污染物，形成混合介质，并分离出干净的空气，分离后的空气经由第一介质出口14排入外界。其中，混合介质经由混合介质出口15、混合介质入口22进入分离设备20，在分离设备20中将NMP与吸收介质分离，分离后的NMP经由第二介质出口23排出，以方便回收利用。

[0037] 由上可知，通过设置吸收设备10与分离设备20，待净化介质(如NMP与空气的混合气体)中的第二介质(如NMP)在吸收腔11内被吸收介质(如高沸点吸收溶剂)吸收形成混合介质，同时第一介质(空气)被分离，排入外界；然后混合介质进入分离设备20，由分离设备20分离出第二介质(如NMP)和吸收介质(如高沸点吸收溶剂)，此时排出的NMP纯度较高，能够将其收集进行再次利用，提高原材料的利用率；且通过吸收介质的吸收，排出的第一介质如空气中的NMP的含量较低，通过实验测得不大于100ppm，能够降低对环境的污染。

[0038] 通常，吸收设备10与分离设备20沿竖直方向设置，以使混合后的混合介质依靠重力流入分离腔21，当然，也可以分离腔21内抽真空形成负压，由于压力差的作用使混合介质流入分离腔21。

[0039] 具体地，待净化介质入口12的介质流向与吸收介质入口13的介质流向可以相同或者相反，优选待净化介质入口12的介质流向与吸收介质入口13的介质流向相反，以使待净化介质进入吸收腔11的流向与吸收介质进入吸收腔11的流向相反，使二者能够充分的接触，达到充分吸收的目的。

[0040] 待净化介质入口12与吸收介质入口13可以相对设置，或者沿垂直于待净化介质入口12的介质流向，待净化介质入口12与吸收介质入口13位置相错，优选后者，以防止吸收介质进入待净化介质入口12造成浪费。

[0041] 通常，吸收腔11包括顶部和底部，由于待净化介质一般为气体，气体的密度较小，自待净化介质入口12进入吸收腔11后，会向上方运动，而吸收介质为液体，自吸收介质入口13进入吸收腔11后会向下运动，因此，沿竖直方向，吸收介质入口13较待净化介质入口12靠近吸收腔11的顶部，以使在吸收腔11内，待净化介质向上运动，吸收介质向下运动，使二者能够更好地接触，从而达到充分吸收NMP以及水分的目的。

[0042] 同理，为了使分离出的第一介质能够尽快的流入第一介质出口14，沿竖直方向，第一介质出口14较待净化介质入口12、吸收介质入口13靠近吸收腔11的顶部。

[0043] 可选地，为了使吸收了NMP以及水分的混合介质快速流入混合介质出口15，沿竖直方向，混合介质出口15较待净化介质入口12、吸收介质入口13远离吸收腔11的顶部，即混合介质出口15位于吸收腔11的底部。

[0044] 需要说明的是，待净化介质入口12、吸收介质入口13、第一介质出口14、混合介质出口15以及吸收腔11之间的相互位置关系可以单独采用上述任一种设置方式，也可以同时采用多种方式的组合，如图1所示，采用上述多种方式的组合，从而达到更好地分离效果。

[0045] 吸收介质入口13可以为较大的通孔；或者为喷洒式入口，如在吸收介质入口13处安装喷头，吸收介质由喷头进入吸收腔11，尤其是在吸收介质入口13较待净化介质入口12靠近吸收腔11的顶部时，能够进一步增加吸收介质与待净化介质的接触范围，从而使分离出的第一介质更加纯净。

[0046] 其中，吸收设备10可以为自喷淋塔、填料塔、板式塔、超重力机中的一者，尤其在吸收介质入口13位喷洒式入口时，吸收设备10为自喷淋塔，能够充分利用现有的设备，节省生产成本。

[0047] 由于采用高沸点溶剂，即吸收溶剂的沸点远高于NMP的沸点，因此，分离设备一般通过蒸馏的方式使混合介质分离，形成第二介质(NMP气体)和吸收介质。具体地，在高温加热过程中，当分离设备20将混合介质加热到NMP的沸点时，NMP气体蒸发，经第二介质出口23排出分离腔21，采用蒸馏的方式，使混合介质的分离更方便。分离设备20也可以利用超重力方式等方式实现分离。

[0048] 进一步地，分离设备20还设有减压机构，减压机构用于给分离腔21抽真空，通过降低分离腔21的压力，能够降低NMP的沸点，在较低的温度下即可实现蒸馏，达到节约能源的目的。通常，在混合介质进入分离腔后，先对分离腔21抽真空，然后进行蒸馏；也可以抽真空与蒸馏同时进行。

[0049] 具体地，分离设备20可以为闪蒸罐、超重力机或者减压精馏塔，尤其在分离设备20设有减压机构时，采用减压精馏塔能够充分利用现有的分离设备，节省成本。

[0050] 此外，介质分离装置还包括存储设备40，存储设备40用于存储吸收介质，设有存储腔，吸收介质入口13与存储腔连通。此时，吸收介质出口24与存储腔连通，以将吸收介质回收，以备再次利用。当然，吸收介质出口24与吸收介质入口13也可以直接连通，或者吸收介质出口24既与吸收介质入口13连通，同时与存储腔连通。

[0051] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。