废旧电池中温裂解热能回收利用装置

1000 编辑：中冶有色技术网来源：四川蜀矿环锂科技有限公司

2023-12-21 14:30:02

权利要求书： 1.一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，包括电池物料进料系统(1)，其特征在于：所述电池物料进料系统(1)一侧连接有高温窑炉(2)，所述高温窑炉(2)连接有一级冷却系统(3)，所述一级冷却系统(3)连接有二级冷却系统(4)，所述一级冷却系统(3)和二级冷却系统(4)分别设置有连通的惰性气体换热管(5)，所述惰性气体换热管(5)延伸到所述一级冷却系统(3)前端。

2.根据权利要求1所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述高温窑炉(2)与所述一级冷却系统(3)之间设置有废气处理系统。

3.根据权利要求2所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述废气处理系统包括废气处理塔(6)，所述废气处理塔(6)还连接有废气风机(7)。

4.根据权利要求1所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述一级冷却系统(3)设置有收集风机(8)，所述收集风机(8)将惰性气体通入高温窑炉(2)末端中再次进行换热，换热完成的惰性气体通过送气管(9)离开高温窑炉(2)，所述送气管(9)与所述高温窑炉(2)前端连通。

5.根据权利要求4所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述高温窑炉(2)物料分离段内设置有环形换热管(10)，所述环形换热管(10)与所述送气管(9)和所述收集风机(8)连通。

6.根据权利要求5所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述送气管(9)上设置有氧传感器(11)。

7.根据权利要求5所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述送气管(9)上设置有温度传感器(12)。

8.根据权利要求1所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述一级冷却系统(3)中设置有多孔喷射器(13)。

9.根据权利要求8所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述一级冷却系统(3)中设置有用于输送电池物料的螺旋叶片(14)，所述螺旋叶片(14)连接有驱动电机(15)。

10.根据权利要求1所述的一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，其特征在于：所述高温窑炉(2)与一级冷却系统(3)之间，所述一级冷却系统(3)与二级冷却系统(4)之间分别设置有闭风器(17)。

说明书：一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置技术领域[0001] 本实用新型涉及废旧锂电池回收技术领域，具体涉及一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置。背景技术[0002] 废旧锂离子动力电池作为宝贵的二次资源，含有大量的有价金属，且其含量远高于原生天然矿石。因此，开发清洁、高效的工艺来回收利用废旧锂离子电池中的有价金属，可在一定程度上保证锂离子电池行业的可持续发展，缓解当前资源紧缺的难题，具有广阔的应用前景。[0003] 锂离子动力电池中有价金属在湿法浸出利用前，通常需要先将电池单体采用物理方式破碎打开，脱除有机物、分选出机械及电子元件后得到正负极粉。而电池物料中的有机物需要在无氧环境下进行中温裂解，这一步对电能消耗很高，同时也需要大量的惰性气体，惰性气体随废气排出，其能量没有得到有效利用。高温物料经过循环水冷却，热量随着循环水带出，其能量也没有进行有效回收。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于提供一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，解决现有技术中电能消耗高，同时裂解后废气和电池物料中的能量随处理工序损耗的技术问题。[0005] 本实用新型公开了一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，包括电池物料进料系统，所述电池物料进料系统一侧连接有高温窑炉，所述高温窑炉连接有一级冷却系统，所述一级冷却系统连接有二级冷却系统，所述一级冷却系统和二级冷却系统分别设置有连通的惰性气体换热管，所述惰性气体换热管延伸到所述一级冷却系统前端。[0006] 工作原理：废旧电池回收热能利用装置工作后，先从二级冷却系统处将惰性气体通入惰性气体换热管，惰性气体换热管先吸收二级冷却系统中的热量，使二级冷却系统中的电池物料降温，然后再吸收一级冷却系统中电池物料的热量，使一级冷却系统中的电池物料降温，惰性气体升温后进入高温窑炉中保证电池物料的处理需要。通过设置一级冷却系统和二级冷却系统，逐级降温，避免电池物料因骤冷导致边缘结块；惰性气体经预热后进入高温窑炉，减少气氛热量需求，即减少了窑炉能耗。[0007] 进一步的，所述高温窑炉与所述一级冷却系统之间设置有废气处理系统。[0008] 通过设置废气处理系统对高温窑炉分解废气进行处理，使废气处理达标后排放。[0009] 进一步的，所述废气处理系统包括废气处理塔，所述废气处理塔还连接有废气风机。[0010] 通过设置废气风机，可以将高温窑炉中的废气吹入废气处理塔中进行处理。[0011] 进一步的，所述一级冷却系统设置有收集风机，所述收集风机将惰性性气体通入高温窑炉末端中再次进行换热，换热完成的惰性气体通过送气管离开高温窑炉，所述送气管与所述高温窑炉前端连通。[0012] 进一步的，所述高温窑炉物料分离段内设置有环形换热管，所述环形换热管与所述送气管和所述收集风机连通。[0013] 通过设置环形换热管，能够对惰性气体进一步进行加热。[0014] 进一步的，所述送气管上设置有氧传感器。[0015] 通过设置氧传感器，可以对惰性气体含氧量进行监控，保证惰性气体含氧量不超标。[0016] 进一步的，所述送气管上设置有温度传感器。[0017] 通过设置温度传感器能够对通入高温窑炉的惰性气体温度进行监控。[0018] 进一步的，所述一级冷却系统为封闭式冷却系统。[0019] 进一步的，所述一级冷却系统中设置有多孔喷射器。[0020] 通过设置多孔喷射器，将惰性气体喷射到电池物料中，此时惰性气体与电池物料充分接触，交换的热量较大。[0021] 进一步的，所述一级冷却系统中设置有用于输送电池物料的螺旋叶片，所述螺旋叶片连接有驱动电机。[0022] 通过设置驱动电机，能够带动螺旋叶片转动，螺旋叶片在转动过程中实现电池物料的运输和翻转，加快换热效率，使惰性气体充分吸收热量，同时对电池物料进行充分冷却。[0023] 进一步的，所述二级冷却系统下部设置有电池物料出口。[0024] 进一步的，所述高温窑炉与一级冷却系统之间，所述一级冷却系统与二级冷却系统之间分别设置有闭风器。[0025] 通过设置闭风器，防止物料回流，保持物料输送管道内的气流平衡，保证物料的正常输送。[0026] 与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：[0027] 1.通过本实用新型可以降低电加热炉整体的能耗，可以节约20?30％左右的用电能耗。若加热炉功率为500kw，工作功率约为400kw，按照节约电能25％计，每小时节约的电能为100kw.h，工业用电按照1元/度，每小时节约100元，按照每天20h，一年工作300天计，每年节约电费约60万元；[0028] 2.通过设置一级冷却系统和二级冷却系统，逐级降温，避免电池物料因骤冷导致边缘结块；惰性气体经预热后进入高温窑炉，减少气氛热量需求，即减少了窑炉能耗。[0029] 3.通过设置废气处理系统对高温窑炉分解废气进行处理，使废气处理达标后排放；[0030] 4.通过设置废气风机，可以将高温窑炉中的废气吹入废气处理塔中进行处理；[0031] 5.通过设置环形换热管，能够对惰性气体进一步进行加热；[0032] 6.通过设置氧传感器，可以对惰性气体含氧量进行监控，保证惰性气体含氧量不超标；[0033] 7.通过设置温度传感器能够对通入高温窑炉的惰性气体温度进行监控；[0034] 8.通过设置多孔喷射器，将惰性气体喷射到电池物料中，此时惰性气体与电池物料充分接触，交换的热量较大；[0035] 9.通过设置驱动电机，能够带动螺旋叶片转动，螺旋叶片在转动过程中实现电池物料的运输和翻转，加快换热效率，使惰性气体充分吸收热量，同时对电池物料进行充分冷却；[0036] 10.通过设置闭风器，用于防止物料回流，保持物料输送管道内的气流平衡，保证物料的正常输送。附图说明[0037] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本实用新型的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，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它相关的附图。[0038] 图1为本实用新型废旧电池回收热能利用装置示意图。[0039] 上述附图中，各个标记所表示的含义为：1?电池物料进料系统，2?高温窑炉，3?一级冷却系统，4?二级冷却系统，5?惰性气体换热管，6?废气处理塔，7?废气风机，8?收集风机，9?送气管，10?环形换热管，11?氧传感器，12?温度传感器，13?多孔喷射器，14?螺旋叶片，15?驱动电机，16?电池物料出口，17?闭风器。具体实施方式[0040] 为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。[0041] 实施例1[0042] 本实施例中所采用的技术方案如下：[0043] 如图1所示，一种废旧电池中温裂解热能回收利用装置，包括电池物料进料系统1，所述电池物料进料系统1一侧连接有高温窑炉2，所述高温窑炉2连接有一级冷却系统3，所述一级冷却系统3连接有二级冷却系统4，所述一级冷却系统3和二级冷却系统4分别设置有连通的惰性气体换热管5，所述惰性气体换热管5延伸到所述一级冷却系统3前端。[0044] 工作原理：废旧电池回收热能利用装置工作后，先从二级冷却系统4处将惰性气体通入惰性气体换热管5，惰性气体换热管5先吸收二级冷却系统4中的热量，使二级冷却系统4中的电池物料进行降温，然后再吸收一级冷却系统3中电池物料的热量，使一级冷却系统3中的电池物料降温，惰性气体升温后进入高温窑炉2中保证电池物料的处理需要。通过设置一级冷却系统3和二级冷却系统4，逐级降温，电池物料不会遇到骤冷情况，所以电池物料边缘结块情况可以得到解决，惰性气体在进入高温窑炉2前进行了预热，减少了热量需求，同时也减少了冷却电池物料的电量。

[0045] 实施例2[0046] 在本实施方式作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进，所述高温窑炉2与所述一级冷却系统3之间设置有废气处理系统，所述废气处理系统包括废气处理塔6，所述废气处理塔6还连接有废气风机7。[0047] 通过设置废气处理系统对高温窑炉2分解废气进行处理，使废气处理达标后排放。[0048] 通过设置废气风机7，可以将高温窑炉2中的废气吹入废气处理塔6中进行处理。[0049] 实施例3[0050] 在本实施方式作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进，所述一级冷却系统3设置有收集风机8，所述收集风机8将惰性性气体通入高温窑炉2末端中再次进行换热，换热完成的惰性气体通过送气管9离开高温窑炉2，所述送气管9与所述高温窑炉2前端连通，所述高温窑炉2物料分离段内设置有环形换热管10，所述环形换热管10与所述送气管9和所述收集风机8连通，所述送气管9上设置有氧传感器11，所述送气管9上设置有温度传感器12。[0051] 通过设置环形换热管10，能够对惰性气体进一步进行加热。[0052] 通过设置氧传感器11，可以对惰性气体含氧量进行监控，保证惰性气体含氧量不超标。[0053] 通过设置温度传感器12能够对惰性气体温度进行监控，保证惰性气体通入高温窑炉2的温度。[0054] 实施例4[0055] 在本实施方式作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进，所述一级冷却系统3为封闭式冷却系统，所述一级冷却系统3中设置有多孔喷射器13，所述一级冷却系统3中设置有用于输送电池物料的螺旋叶片14，所述螺旋叶片14连接有驱动电机15。[0056] 通过设置多孔喷射器13，将惰性气体喷射到电池物料中，此时惰性气体与电池物料充分接触，交换的热量较大。[0057] 通过设置驱动电机15，能够带动螺旋叶片14转动，螺旋叶片14在转动过程中实现电池物料的运输和翻转，加快换热效率，使惰性气体充分吸收热量，同时对电池物料进行充分冷却。[0058] 实施例5[0059] 在本实施方式作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式4的基础上公开了如下改进，所述二级冷却系统4下部设置有电池物料出口16，所述高温窑炉2与一级冷却系统3之间，所述一级冷却系统3与二级冷却系统4之间分别设置有闭风器17。

[0060] 通过设置闭风器17，用于防止物料回流，保持物料输送管道内的气流平衡，保证物料的正常输送。[0061] 以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。