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锂电池用的材料回收系统

649   编辑:中冶有色技术网   来源:河南工学院  
2024-01-09 15:42:11
权利要求书: 1.一种锂电池用的材料回收系统,其特征在于,包括旋振筛(1),旋振筛(1)将撕碎之后的锂电池进行初筛,经过初筛之后的破碎锂电池材料进入到防护罩(2)内,防护罩(2)内设有传送带(3),破碎的锂电池材料通过传送带(3)传送,所述防护罩(2)的顶部设有X射线发射器(4),通过X射线发射器(4)对锂电池的废旧材料进行识别,传送带(3)下方设有线阵列探测器,线阵列探测器对传送带(3)上的材料进行定位;所述防护罩(2)的另一端设有分装箱(8),分装箱(8)底部设有多个隔板,所述传送带(3)靠近分装箱(8)的一端下方设有喷气嘴(6),所述喷气嘴(6)连接有供气模块(7);

所述分装箱(8)靠近顶部位置连接有连接管(9),所述连接管(9)的另一端连接有壳体(12),所述连接管(9)靠近分装箱(8)的一端设有负压风机(10),连接管(9)上设有燃烧器(11),所述连接管(9)另一端连接有尾气管(19),所述尾气管(19)设在壳体(12)内部,尾气管(19)另一端连接有喷淋管(14),所述喷淋管(14)的下方连接有废液池(15),废液池(15)设有排气口;所述尾气管(19)上设有自动调节机构(13),自动调节机构(13)连接有供液箱(17),供液箱(17)连接有储液箱(18),储液箱(18)内设有水泵,自动调节机构(13)根据尾气管(19)内的气体流速自动改变喷淋液的流量;

所述尾气管(19)上还设有流量检测机构(16),流量检测机构(16)能够检测尾气管(19)内部气流的速度,尾气管(19)内部设有微粒检测机构,能够检测尾气管(19)内的微粒物浓度,通过检测尾气管(19)内的微粒浓度和气流速度得到尾气管(19)内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱(17)内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,又节省了喷淋液;

所述自动调节机构(13)包括风轮(131),所述风轮(131)设置在尾气管(19)的内部,风轮(131)的一侧通过转轴连接有第一凸轮(132),所述第一凸轮(132)的另一侧转动连接有第一连杆(133),所述第一连杆(133)的另一端转动连接有伸缩杆(134),所述伸缩杆(134)的另一端设有密封盒(135),伸缩杆(134)贯穿密封盒(135)且与密封盒(135)密封滑动连接,伸缩杆(134)的另一端连接有活塞块(137),所述活塞块(137)与密封盒(135)的内侧壁构成密封滑动连接;所述密封盒(135)的一侧与供液箱(17)连通,另一侧与喷淋管(14)连通;

所述流量检测机构(16)包括盒体(161),所述盒体(161)设置在尾气管(19)的外侧壁;

所述风轮(131)的另一侧通过转轴连接有第二凸轮(162),所述第二凸轮(162)的另一侧连接有第二连杆(163),所述第二连杆(163)另一端转动连接有移动杆(164),所述移动杆(164)的转动方向与第二凸轮(162)位于同一平面内,所述移动杆(164)的另一端转动连接有移动块(167);

所述盒体(161)内设有固定块(165),固定块(165)与尾气管(19)连接,所述固定块(165)靠近移动杆(164)的平面上开设有滑槽(166),所述滑槽(166)呈“S”型结构;所述移动块(167)的中心位置开设有通槽(168),所述通槽(168)内设有滑杆(169),所述滑杆(169)能够在通槽(168)内滑动,所述滑杆(169)的一端连接有滑块,滑块设置在滑槽(166)内,滑杆(169)通过滑块能够在滑槽(166)内滑动连接;

所述滑杆(169)的两端连接有U型架(170),所述U型架(170)跟随滑杆(169)滑动,所述U型架(170)上连接有第一螺旋压电片(171),所述第一螺旋压电片(171)的另一端连接有第一支杆(172),所述第一支杆(172)与固定块(165)固定连接;

所述移动块(167)的两侧均连接有第二螺旋压电片(173),所述第二螺旋压电片(173)的另一端连接有第二支杆(174),所述第二支杆(174)与固定块(165)固定连接。

2.根据权利要求1所述一种锂电池用的材料回收系统,其特征在于,所述密封盒(135)远离伸缩杆(134)的一侧设有进液口(138),进液口(138)设有进液门,进液门通过合页与密封盒(135)的内侧壁转动连接,所述进液口(138)连接有进液管(139),所述进液管(139)的另一端与供液箱(17)连接;所述进液口(138)对称设有出液口(140),所述出液口(140)连接有出液管(141),所述出液管(141)的另一端延伸至喷淋管(14)内部,且出液管(141)连接有喷淋头(142),喷淋头(142)设置在喷淋管(14)的内部,所述出液口(140)设有出液门,所述出液门通过设置合页与密封盒(135)的外侧壁转动连接。

说明书: 一种锂电池用的材料回收系统技术领域[0001] 本发明属于电池回收技术领域,尤其涉及一种锂电池用的材料回收系统。背景技术[0002] 废旧锂电池中含有的原生组成成分和在使用过程中发生化学反应生成的新物质,废旧电池不经处理直接暴露于环境中时,在多种情况下发生爆裂而使电池中的新、旧物质进入到环境中,引起环境污染。[0003] 现有的废旧锂离子电池中,主要回收的物质为铜、铝、正极片及负极片,其中锂电池正极片为铝箔涂敷的正极材料,锂电池负极片为铜箔涂敷的负极材料;但是90%以上有价回收物质都在锂电池正负极片上,所以锂电池正负极片回收利用,则成为了首要考虑的方式。目前锂离子电池回收处理流程,不管是整体处理还是极片单独处理,都有破碎工序,破碎整体电池或单独极片时,都会存在极片掉料现象,所以就会造成破碎后混合粉料成分复杂的情况,导致破碎后混合粉料中不仅含有正负极粉料,还含有破碎机磨损的钢铁材料以及壳体磨损材料等物质,给后续的回收利用造成不必要的麻烦。废旧锂电池的回收处理方法有干法回收、湿法回收和生物回收等,但无论哪种方法,都要对电池进行拆解、单体破碎、分选等预处理。在预处理过程中,电池中的电解液会挥发溢出锂电池电解液的主要成分包括溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯等,碳酸酯类物质进入到气体中,会使气体中OCs超标,而LiPF6遇水会发生水解,生成氟化氢和磷酸等酸性物质,严重污染环境。发明内容[0004] 针对现有技术不足,本发明的目的在于提供了一种锂电池用的材料回收系统,通过设置识别、分选模块,将破碎后的废旧电池的隔膜、壳体、金属机片进行分选,提升电池回收的效率,并且提升分选的准确性,防止金属正负极片被二次粉碎,造成后续金属提取的难度增加;通过检测尾气管内的微粒浓度和气流速度得到尾气管内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,防止尾气造成环境污染,又节省了喷淋液;通过设置的自动调节机构根据尾气管内的气体流速自动改变喷淋液的流量,进一步增加喷淋液使用的精确性,防止造成造成浪费。[0005] 本发明提供如下技术方案:[0006] 一种锂电池用的材料回收系统,包括旋振筛,旋振筛将撕碎之后的锂电池进行初筛,经过初筛之后的破碎锂电池材料进入到防护罩内,防护罩内设有传送带,破碎的锂电池材料通过传送带传送,所述防护罩的顶部设有X射线发射器,通过X射线发射器对锂电池的废旧材料进行识别,传送带下方设有线阵列探测器,线阵列探测器对传送带上的材料进行定位;所述防护罩的另一端设有分装箱,分装箱底部设有多个隔板,所述传送带靠近分装箱的一端下方设有喷气嘴,所述喷气嘴连接有供气模块;[0007] 所述分装箱靠近顶部位置连接有连接管,所述连接管的另一端连接有壳体,所述连接管靠近分装箱的一端设有负压风机,连接管上设有燃烧器,所述连接管另一端连接有尾气管,所述尾气管设在壳体内部,尾气管另一端连接有喷淋管,所述喷淋管的下方连接有废液池,废液池设有排气口;所述尾气管上设有自动调节机构,自动调节机构连接有供液箱,供液箱连接有储液箱,储液箱内设有水泵,自动调节机构根据尾气管内的气体流速自动改变喷淋液的流量。[0008] 优选的,所述尾气管上还设有流量检测机构,流量检测机构能够检测尾气管内部气流的速度,尾气管内部设有微粒检测机构,能够检测尾气管内的微粒物浓度,通过检测尾气管内的微粒浓度和气流速度得到尾气管内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,又节省了喷淋液。[0009] 优选的,所述自动调节机构包括风轮,所述风轮设置在尾气管的内部,风轮的一侧通过转轴连接有第一凸轮,所述第一凸轮的另一侧转动连接有第一连杆,所述第一连杆的另一端转动连接有伸缩杆,所述伸缩杆的另一端设有密封盒,伸缩杆贯穿密封盒且与密封盒密封滑动连接,伸缩杆的另一端连接有活塞块,所述活塞块与密封盒的内侧壁构成密封滑动连接;所述密封盒的一侧与供液箱连通,另一侧与喷淋管连通。[0010] 优选的,所述密封盒远离伸缩杆的一侧设有进液口,进液口设有进液门,进液门通过合页与密封盒的内侧壁转动连接,所述进液口连接有进液管,所述进液管的另一端与供液箱连接;所述进液口对称设有出液口,所述出液口连接有出液管,所述出液管的另一端延伸至喷淋管内部,且出液管连接有喷淋头,喷淋头设置在喷淋管的内部,所述出液口设有出液门,所述出液门通过设置合页与密封盒的外侧壁转动连接。[0011] 优选的,所述流量检测机构包括盒体,所述盒体设置在尾气管的外侧壁;所述风轮的另一侧通过转轴连接有第二凸轮,所述第二凸轮的另一侧连接有第二连杆,所述第二连杆另一端转动连接有移动杆,所述移动杆的转动方向与第二凸轮位于同一平面内,所述移动杆的另一端转动连接有移动块。[0012] 优选的,所述盒体内设有固定块,固定块与尾气管连接,所述固定块靠近移动杆的平面上开设有滑槽,所述滑槽呈“S”型结构;所述移动块的中心位置开设有通槽,所述通槽内设有滑杆,所述滑杆能够在通槽内滑动,所述滑杆的一端连接有滑块,滑块设置在滑槽内,滑杆通过滑块能够在滑槽内滑动连接。[0013] 优选的,所述滑杆的两端连接有U型架,所述U型架跟随滑杆滑动,所述U型架上连接有第一螺旋压电片,所述第一螺旋压电片的另一端连接有第一支杆,所述第一支杆与固定块固定连接。[0014] 优选的,所述移动块的两侧均连接有第二螺旋压电片,所述第二螺旋压电片的另一端连接有第二支杆,所述第二支杆与固定块固定连接。[0015] 优选的,该回收系统对废旧电池回收的方法包括以下步骤:步骤一,将破碎后的废旧电池通过旋振筛进行筛分,经过筛分后的碎片进入到防护罩内的传送带,在传送带上经过X射线照射,根据废旧电池中的铜、铝、塑料隔膜的低能透射信号值和双能R值,对物料进行确定;[0016] 步骤二,确定铜、铝、塑料隔膜的同时,通过传送带下方设置的线阵列探测器识别其在传送带上的位置,将识别的位置传输至工控机,由工控机控制供气模块和喷气嘴,对不同的物质使用不同的强度的气流进行分选,不同材质的金属和塑料落入到分装箱不同的隔板中;[0017] 步骤三,经过分选之后的物料挥发性有害气体通过负压风机进入燃烧器中燃烧,燃烧之后的尾气,通过检测尾气管内的微粒浓度和气流速度得到尾气管内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,防止尾气造成环境污染,又节省了喷淋液;通过设置的自动调节机构根据尾气管内的气体流速自动改变喷淋液的流量,进一步增加喷淋液使用的精确性,防止造成造成浪费;所述喷淋液采用碱性喷淋液,主要包含氢氧化钠和氢氧化钙溶液,能够对尾气中的氟化氢和磷酸等酸性物质进行中和,防止造成大气污染。[0018] 另外,在对锂电池破碎后的物质进行识别时,具体的步骤包括,a,根据待识别物质的材料和X射线源的条件,确定区域分块临界值;b,通过线阵列探测器采集待识别物质的多个高能透射信号和低能透射信号;c,分别计算高能透射信号的平均值和高能透射信号的平均值,计算其双能R值;d,将袋识别物料的低能透射信号平均值和双能R值与区域分块临界值进行比较,得出物料判定结果。在得出物料判定结果之后,通过图像处理得到物料在传送带方向上的坐标位置,物料在传送带宽度方向的位置用X坐标表示,在传送带运动方向上用Y表示,得出坐标位置;之后根据分选物料的位置信息确定喷气通道并进行延时,根据物料的种类信息判断是否进行分选,工控机控制供气模块进行作业,完成分选,将铜、铝、塑料隔膜分选在分选箱不同的隔板内。[0019] 另外,在经过破碎之后锂电池物料会挥发出含有碳酸酯类物质的气体,直接进入排放到大气中可能会造成大气污染;本系统通过设置燃烧器将挥发的气体进行充分燃烧,燃烧之后生成含有五氧化二磷和氢氟酸的尾气,经过含有氢氧化钠和氢氧化钙喷淋液的喷淋,进行中和,防止尾气直接排放造成污染,最后喷淋液经过废液池进行收集,并进行后续处理。在使用碱性喷淋液进行喷淋时,首先通过流量检测机构检测尾气管的中尾气流速,在为其从尾气管中通过时,带动风轮的转动,风轮转动过程中带动第二连杆和移动杆发生移动,移动杆在进行移动时,带动固定块和滑杆沿滑槽的方向进行往复运动,滑杆在沿滑槽进行纵向移动时,滑杆在通槽内部呈横向滑动,因此固定块和滑杆能够完成“S”型运动,在滑杆和固定块进行循环往复运动时,通过U型架连接在滑杆上的第一螺旋压电片发生挤压或者拉伸产生形变,连接在固定块上的第二螺旋压电片同时发生压缩或者拉伸产生形变,在形变的过程中,第一螺旋压电片和第二螺旋压电片能够产生电势差,通过导线连接工控机进行监测,能够通过监测电势差的大小,反应尾气管中气流的速度,气流的速度越大,监测到的电势差越大。同时在尾气管中通过设置的微粒检测机构对尾气的浓度进行检测,微粒检测机构内置有放电电极、两个谐振器、高压放电针,使尾气管中的空气微尘带负电,带负电的微尘被正电机吸引并发生中和,之后通过测量振荡器A和振荡器B的频率差值,既能够得知尾气中微尘的浓度,根据尾气中的微尘浓度和尾气的流速,能够计算出所需要的碱性喷淋液的量,通过水泵定量将喷淋液从储液箱抽到供液箱,从而合理使用喷淋液,防止过量浪费。为了进一步增加尾气流速的检测准确性,所述尾气管的截面积为S,所述第一螺旋压电片和第二螺旋压电片采用螺旋弹性设置,通过弹性设置能够提升弹性动能,使电势差增大,从提升准确性,第一螺旋压电片和第二螺旋压电片的弹性系数为k,最大弹性形变为d,1/2

节距为t,则第一螺旋压电片和第二螺旋压电片的长度l满足,l=δ·(S/(k+d)) t;上式中,

2

δ为关系系数,取值范围为1.36?8.32;d、l、t单位为cm,S单位为cm;上式为经验公式。

[0020] 另外,当尾气通过尾气管事,风轮同时带动第一连杆和伸缩杆在密封盒内做往复运动,当伸缩杆带动活塞块向上运动时,由于出液门设置在密封盒的外部,受到负压的作用呈闭合状态,液体不从出液口排出;此时进液门由于设置在密封盒的内部受到负压的作用呈开启状态,供液箱内的喷淋液抽入到密封盒内;当伸缩杆带动活塞块向下运动时,进液门受到喷淋液的压力呈闭合状态,而出液门受到密封盒内喷淋液压力的作用开启,使密封盒内的喷淋液快速进入到出液管中,经过出液管从喷淋头中喷出,对尾气进行喷淋;当尾气管中的气流速度v增大时,伸缩杆带动活塞块在密封盒内的往复频率增加,因此从供液箱冲抽取供给到喷淋头的喷淋液增多,当尾气管中的气流速度v减小时,伸缩杆带动活塞块在密封盒内的往复频率降低,因此从供液箱冲抽取供给到喷淋头的喷淋液减少,从而使喷淋头的喷淋液自动根据尾气管中的气流速率进行调节,既能保证喷淋完全,又减少喷淋液不必要的浪费。为了进一步增加喷淋液用量的准确性,防止过量造成浪费,所述出液管的截面积为S1,所述尾气管单位时间内的气体流量为Q,则使用喷淋液的质量m满足,m=α·(S/S1)Q/2v;2

上式中,m单位为g,S1单位为cm;Q单位为m3/min,v单位为ml/min;α为空气质量系数,取值范围为0.68?8.34。

[0021] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:[0022] (1)本发明一种锂电池用的材料回收系统,通过设置识别、分选模块,将破碎后的废旧电池的隔膜、壳体、金属机片进行分选,提升电池回收的效率,并且提升分选的准确性,防止金属正负极片被二次粉碎,造成后续金属提取的难度增加。[0023] (2)本发明一种锂电池用的材料回收系统,通过检测尾气管内的微粒浓度和气流速度得到尾气管内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,防止尾气造成环境污染,又节省了喷淋液;通过设置的自动调节机构根据尾气管内的气体流速自动改变喷淋液的流量,进一步增加喷淋液使用的精确性,防止造成造成浪费。[0024] (3)本发明一种锂电池用的材料回收系统,通过X射线对锂电池破碎后的物质进行识别和分选,通过区域分块识别算法,有效扩大了可识别破碎锂电池的物料的厚度范围,提升了识别的精准程度和提高识别效率。[0025] (4)本发明一种锂电池用的材料回收系统,所述第一螺旋压电片和第二螺旋压电片采用螺旋弹性设置,通过弹性设置能够提升弹性动能,使电势差增大,进一步增加尾气流速的检测准确性。[0026] (5)本发明一种锂电池用的材料回收系统,通过限定第一螺旋压电片和第二螺旋压电片的弹性系数,最大弹性形变,节距,长度与尾气管之间的关系,进一步增加尾气流速的检测准确性。[0027] (6)本发明一种锂电池用的材料回收系统,通过限定所述出液管的截面积,所述尾气管单位时间内的气体流量,则使用喷淋液的质量,进一步增加喷淋液用量的准确性,防止过量造成浪费。附图说明[0028] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被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他相关的附图。[0029] 图1是本发明的整体结构示意图。[0030] 图2是本发明的自动调节机构示意图。[0031] 图3是本发明的流量检测机构示意图。[0032] 图4是本发明的流量检测机构局部放大示意图。[0033] 图5是本发明的流量检测机构侧视图。[0034] 图6是本发明的尾气管内的微粒检测机构框图。具体实施方式[0035] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明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发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。[0036] 因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。[0037] 实施例一:[0038] 请参考图1?2,一种锂电池用的材料回收系统,包括旋振筛1,旋振筛1将撕碎之后的锂电池进行初筛,经过初筛之后的破碎锂电池材料进入到防护罩2内,防护罩2内设有传送带3,破碎的锂电池材料通过传送带3传送,所述防护罩2的顶部设有X射线发射器4,通过X射线发射器4对锂电池的废旧材料进行识别,传送带3下方设有线阵列探测器,线阵列探测器对传送带3上的材料进行定位;所述防护罩2的另一端设有分装箱8,分装箱8底部设有多个隔板,所述传送带3靠近分装箱8的一端下方设有喷气嘴6,所述喷气嘴6连接有供气模块7;

[0039] 所述分装箱8靠近顶部位置连接有连接管9,所述连接管9的另一端连接有壳体12,所述连接管9靠近分装箱8的一端设有负压风机10,连接管9上设有燃烧器11,所述连接管9另一端连接有尾气管19,所述尾气管19设在壳体12内部,尾气管19另一端连接有喷淋管14,所述喷淋管14的下方连接有废液池15,废液池15设有排气口;所述尾气管19上设有自动调节机构13,自动调节机构13连接有供液箱17,供液箱17连接有储液箱18,储液箱18内设有水泵,自动调节机构13根据尾气管19内的气体流速自动改变喷淋液的流量。[0040] 所述尾气管19上还设有流量检测机构16,流量检测机构16能够检测尾气管19内部气流的速度,尾气管19内部设有微粒检测机构,能够检测尾气管19内的微粒物浓度,通过检测尾气管19内的微粒浓度和气流速度得到尾气管19内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱17内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,又节省了喷淋液。[0041] 所述自动调节机构13包括风轮131,所述风轮131设置在尾气管19的内部,风轮131的一侧通过转轴连接有第一凸轮132,所述第一凸轮132的另一侧转动连接有第一连杆133,所述第一连杆133的另一端转动连接有伸缩杆134,所述伸缩杆134的另一端设有密封盒135,伸缩杆134贯穿密封盒135且与密封盒135密封滑动连接,伸缩杆134的另一端连接有活塞块137,所述活塞块137与密封盒135的内侧壁构成密封滑动连接;所述密封盒135的一侧与供液箱17连通,另一侧与喷淋管14连通。

[0042] 所述密封盒135远离伸缩杆134的一侧设有进液口138,进液口138设有进液门,进液门通过合页与密封盒135的内侧壁转动连接,所述进液口138连接有进液管139,所述进液管139的另一端与供液箱17连接;所述进液口138对称设有出液口140,所述出液口140连接有出液管141,所述出液管141的另一端延伸至喷淋管14内部,且出液管141连接有喷淋头142,喷淋头142设置在喷淋管14的内部,所述出液口140设有出液门,所述出液门通过设置合页与密封盒135的外侧壁转动连接。

[0043] 当尾气通过尾气管19事,风轮131同时带动第一连杆133和伸缩杆134在密封盒135内做往复运动,当伸缩杆134带动活塞块137向上运动时,由于出液门设置在密封盒135的外部,受到负压的作用呈闭合状态,液体不从出液口140排出;此时进液门由于设置在密封盒135的内部受到负压的作用呈开启状态,供液箱17内的喷淋液抽入到密封盒135内;当伸缩杆134带动活塞块137向下运动时,进液门受到喷淋液的压力呈闭合状态,而出液门受到密封盒135内喷淋液压力的作用开启,使密封盒135内的喷淋液快速进入到出液管141中,经过出液管141从喷淋头142中喷出,对尾气进行喷淋;当尾气管19中的气流速度v增大时,伸缩杆134带动活塞块137在密封盒135内的往复频率增加,因此从供液箱17冲抽取供给到喷淋头142的喷淋液增多,当尾气管19中的气流速度v减小时,伸缩杆134带动活塞块137在密封盒135内的往复频率降低,因此从供液箱17冲抽取供给到喷淋头142的喷淋液减少,从而使喷淋头142的喷淋液自动根据尾气管19中的气流速率进行调节,既能保证喷淋完全,又减少喷淋液不必要的浪费。为了进一步增加喷淋液用量的准确性,防止过量造成浪费,所述出液管141的截面积为S1,所述尾气管19单位时间内的气体流量为Q,则使用喷淋液的质量m满

2

足,m=α·(S/S1)Q/2v;上式中,m单位为g,S1单位为cm;Q单位为m3/min,v单位为ml/min;α为空气质量系数,取值范围为0.68?8.34。

[0044] 实施例二:[0045] 请参考图3?5,在实施例一的基础上,所述流量检测机构16包括盒体161,所述盒体161设置在尾气管19的外侧壁;所述风轮131的另一侧通过转轴连接有第二凸轮162,所述第二凸轮162的另一侧连接有第二连杆163,所述第二连杆163另一端转动连接有移动杆164,所述移动杆164的转动方向与第二凸轮162位于同一平面内,所述移动杆164的另一端转动连接有移动块167。

[0046] 所述盒体161内设有固定块165,固定块165与尾气管19连接,所述固定块165靠近移动杆164的平面上开设有滑槽166,所述滑槽166呈“S”型结构;所述移动块167的中心位置开设有通槽168,所述通槽168内设有滑杆169,所述滑杆169能够在通槽168内滑动,所述滑杆169的一端连接有滑块,滑块设置在滑槽166内,滑杆169通过滑块能够在滑槽166内滑动连接。所述滑杆169的两端连接有U型架170,所述U型架170跟随滑杆169滑动,所述U型架170上连接有第一螺旋压电片171,所述第一螺旋压电片171的另一端连接有第一支杆172,所述第一支杆172与固定块165固定连接。所述移动块167的两侧均连接有第二螺旋压电片173,所述第二螺旋压电片173的另一端连接有第二支杆174,所述第二支杆174与固定块165固定连接。[0047] 在经过破碎之后锂电池物料会挥发出含有碳酸酯类物质的气体,直接进入排放到大气中可能会造成大气污染;本系统通过设置燃烧器11将挥发的气体进行充分燃烧,燃烧之后生成含有五氧化二磷和氢氟酸的尾气,经过含有氢氧化钠和氢氧化钙喷淋液的喷淋,进行中和,防止尾气直接排放造成污染,最后喷淋液经过废液池15进行收集,并进行后续处理。在使用碱性喷淋液进行喷淋时,首先通过流量检测机构16检测尾气管19的中尾气流速,在为其从尾气管19中通过时,带动风轮131的转动,风轮131转动过程中带动第二连杆163和移动杆164发生移动,移动杆164在进行移动时,带动固定块165和滑杆169沿滑槽166的方向进行往复运动,滑杆169在沿滑槽166进行纵向移动时,滑杆169在通槽168内部呈横向滑动,因此固定块165和滑杆169能够完成“S”型运动,在滑杆169和固定块165进行循环往复运动时,通过U型架170连接在滑杆169上的第一螺旋压电片171发生挤压或者拉伸产生形变,连接在固定块165上的第二螺旋压电片174同时发生压缩或者拉伸产生形变,在形变的过程中,第一螺旋压电片171和第二螺旋压电片174能够产生电势差,通过导线连接工控机进行监测,能够通过监测电势差的大小,反应尾气管19中气流的速度,气流的速度越大,监测到的电势差越大。同时在尾气管19中通过设置的微粒检测机构对尾气的浓度进行检测,微粒检测机构内置有放电电极、两个谐振器、高压放电针,使尾气管19中的空气微尘带负电,带负电的微尘被正电机吸引并发生中和,之后通过测量振荡器A和振荡器B的频率差值,既能够得知尾气中微尘的浓度,根据尾气中的微尘浓度和尾气的流速,能够计算出所需要的碱性喷淋液的量,通过水泵定量将喷淋液从储液箱18抽到供液箱17,从而合理使用喷淋液,防止过量浪费。为了进一步增加尾气流速的检测准确性,所述尾气管19的截面积为S,所述第一螺旋压电片171和第二螺旋压电片174采用螺旋弹性设置,通过弹性设置能够提升弹性动能,使电势差增大,从提升准确性,第一螺旋压电片171和第二螺旋压电片174的弹性系数为k,最大弹性形变为d,节距为t,则第一螺旋压电片171和第二螺旋压电片174的长度l满足,l1/2

=δ·(S/(k+d)) t;上式中,δ为关系系数,取值范围为1.36?8.32;d、l、t单位为cm,S单位为

2

cm;上式为经验公式。

[0048] 实施例三:[0049] 如图6所示,在实施例一的基础上,该回收系统对废旧电池回收的方法包括以下步骤:步骤一,将破碎后的废旧电池通过旋振筛1进行筛分,经过筛分后的碎片进入到防护罩2内的传送带3,在传送带3上经过X射线照射,根据废旧电池中的铜、铝、塑料隔膜的低能透射信号值和双能R值,对物料进行确定;[0050] 步骤二,确定铜、铝、塑料隔膜的同时,通过传送带3下方设置的线阵列探测器识别其在传送带3上的位置,将识别的位置传输至工控机,由工控机控制供气模块7和喷气嘴6,对不同的物质使用不同的强度的气流进行分选,不同材质的金属和塑料落入到分装箱8不同的隔板中;[0051] 步骤三,经过分选之后的物料挥发性有害气体通过负压风机10进入燃烧器11中燃烧,燃烧之后的尾气,通过检测尾气管19内的微粒浓度和气流速度得到尾气管19内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱17内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,防止尾气造成环境污染,又节省了喷淋液;通过设置的自动调节机构13根据尾气管19内的气体流速自动改变喷淋液的流量,进一步增加喷淋液使用的精确性,防止造成造成浪费;所述喷淋液采用碱性喷淋液,主要包含氢氧化钠和氢氧化钙溶液,能够对尾气中的氟化氢和磷酸等酸性物质进行中和,防止造成大气污染。[0052] 在对锂电池破碎后的物质进行识别时,具体的步骤包括,a,根据待识别物质的材料和X射线源的条件,确定区域分块临界值;b,通过线阵列探测器采集待识别物质的多个高能透射信号和低能透射信号;c,分别计算高能透射信号的平均值和高能透射信号的平均值,计算其双能R值;d,将袋识别物料的低能透射信号平均值和双能R值与区域分块临界值进行比较,得出物料判定结果。在得出物料判定结果之后,通过图像处理得到物料在传送带3方向上的坐标位置,物料在传送带3宽度方向的位置用X坐标表示,在传送带3运动方向上用Y表示,得出坐标位置;之后根据分选物料的位置信息确定喷气通道并进行延时,根据物料的种类信息判断是否进行分选,工控机控制供气模块7进行作业,完成分选,将铜、铝、塑料隔膜分选在分选箱不同的隔板内。

[0053] 通过上述技术方案得到的装置是一种锂电池用的材料回收系统,通过设置识别、分选模块,将破碎后的废旧电池的隔膜、壳体、金属机片进行分选,提升电池回收的效率,并且提升分选的准确性,防止金属正负极片被二次粉碎,造成后续金属提取的难度增加。通过检测尾气管内的微粒浓度和气流速度得到尾气管内的微粒物的排放量,通过水泵向供液箱内泵入定量的喷淋液,保证尾气微粒污染物完全吸收,防止尾气造成环境污染,又节省了喷淋液;通过设置的自动调节机构根据尾气管内的气体流速自动改变喷淋液的流量,进一步增加喷淋液使用的精确性,防止造成造成浪费。通过X射线对锂电池破碎后的物质进行识别和分选,通过区域分块识别算法,有效扩大了可识别破碎锂电池的物料的厚度范围,提升了识别的精准程度和提高识别效率。所述第一螺旋压电片和第二螺旋压电片采用螺旋弹性设置,通过弹性设置能够提升弹性动能,使电势差增大,进一步增加尾气流速的检测准确性。通过限定第一螺旋压电片和第二螺旋压电片的弹性系数,最大弹性形变,节距,长度与尾气管之间的关系,进一步增加尾气流速的检测准确性。通过限定所述出液管的截面积,所述尾气管单位时间内的气体流量,则使用喷淋液的质量,进一步增加喷淋液用量的准确性,防止过量造成浪费。

[0054] 本发明中未详细阐述的其它技术方案均为本领域的现有技术,在此不再赘述。[0055] 以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化;凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。



声明:
“锂电池用的材料回收系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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