一種廢舊電池熱處理系統的製作方法
2023-04-23 04:57:41 2
專利名稱：一種廢舊電池熱處理系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於廢舊電池熱處理領域，涉及一種廢舊電池熱處理系統。
背景技術：
城市垃圾，尤其是廢舊電池，不僅破壞城市的生態環境，還對人體健康造成嚴重危害。目前，國內每年產生的鋰離子、鎳氫、鎳鎘等廢舊二次電池近5億隻，隨著電池用量急速增加，報廢的二次電池的數量將以3% 5%的速率逐年遞增。這些廢舊電池中含有大量的有價金屬，如鎳、鈷、銅、鋁、鐵、鋰等，因此回收廢舊電池不僅能創造巨大的經濟效益，且能避免廢舊電池對環境的汙染，節約資源，促進我國電池行業可持續發展，實現電池行業的工業生態循環。 目前，廢舊鋰離子電池、鎳氫電池等的回收通常採用溼法冶金工藝，即採用浸出與溶劑萃取相結合的技術。由於電池中含有大量的有機物質，如隔膜紙及電解質中存在的環狀碳酸烷基酯、鏈狀碳酸烷基酯等混合有機溶劑，因此通常在進行溼法處理前須先對廢舊電池進行預處理，以去除電池中有機物質，給後序生產減輕負擔，同時避免萃取劑中毒。目前主要採用焚燒方法對廢舊電池進行預處理，由於還沒有專業的用於對廢舊電池進行預處理的熱解爐，現在多採用直燃式焚燒爐，焚燒過程中電解質及電極中部分成分通過燃燒轉變為二氧化碳等氣體部分及其他有害成分(如五氧化二磷等)，且部分金屬在焚燒過程中隨飛灰一起揮發，易造成二次汙染，同時飛灰揮發易帶走大量熱量，致使有機物燃燒不完全，燃盡率不高。因此，廢舊電池回收行業迫切需要研製出設計合理、技術先進的用於廢舊電池預處理的熱處理系統。
實用新型內容本實用新型的所要解決的技術問題是提供一種廢舊電池熱處理系統，該系統可以
實現廢I日電池熱處理、有效熱解電池中有機物質。 為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案為 —種廢舊電池熱處理系統，其特徵在於，包括進料系統、熱處理系統、出灰系統和
尾氣淨化系統；所述的進料系統與熱處理系統連接，所述的出灰系統和尾氣淨化系統均與
熱處理系統連接；所述的熱處理系統包括迴轉窯、二次燃燒室和助燃系統。 所述的廢舊電池熱處理系統還包括中央處理器以及在迴轉窯內設置的熱電偶；所
述的熱電偶與中央處理器連接。 迴轉窯的焚燒爐中，在圓柱形金屬殼內砌築有保溫磚，迴轉窯的筒體水平安放，傾斜2度。 尾氣淨化系統由旋風吸塵器和噴淋洗滌塔組成。 —種廢舊電池熱處理系統，是由進料系統及出灰系統、熱處理系統、尾氣淨化系統、中央控制系統組成。進料系統採用皮帶輸送進料器，出灰系統為自動落灰；熱處理系統包括迴轉窯系統、二次燃燒室、助燃系統。迴轉窯系統採用迴轉窯焚燒爐，裝置通過變頻器控制排風機電機轉速，保證系統始終在負壓下運行，採用熱電偶檢測迴轉窯的運行溫度。迴轉窯焚燒爐在圓柱形金屬殼內砌築保溫磚，迴轉窯壁為絕熱結構，內襯隔熱材料和耐火材料，水平安放稍有傾斜。窯內設計羽根，可邊焚燒邊攪拌，窯外設置傳動機構；在旋轉的窯體和固定的頭、尾罩相連接的地方設置魚鱗片的密封裝置。排風機為整個系統的心臟部位，其由外殼、軸心、葉輪、軸承、馬達、皮帶等部件組成；由變頻控制，可根據爐內負壓狀況調節風機轉速；二次燃燒室是由耐火保溫材料、隔熱材料組成的腔體，外表用鋼板作保護層。二次燃燒室內設置了燃燒器和獨特的二次供熱風裝置，煙氣出口設置熱電偶；尾氣淨化系統由旋風吸塵器和噴淋洗滌塔組成；旋風除塵器採用水夾套，吸收塔內襯防腐塗料。[0011] 本實用新型的結構特點是採用圓柱形迴轉窯，在迴轉窯出口預留二次燃燒室，爐型結構簡潔緊湊，佔地小，便於製造、運輸、安裝。最大特點為採用迴轉窯焚燒爐及將傳統的二燃室改為二燃爐，提高了電池中有機物質的燃燒效率，適用於處理各種廢舊電池。[0012] 實用新型的有益效果 本實用新型所涉及的廢舊電池熱處理系統，是由進料系統及出灰系統、熱處理系統、尾氣淨化系統、中央控制系統組成。進料系統採用皮帶輸送進料器，出灰系統為自動落灰；熱處理系統包括迴轉窯系統、二次燃燒室、助燃系統。其主要特點是採用煙氣順向式設計，整個爐膛分為乾燥段、自燃段和焚燒段，有利於促進廢舊電池、煙氣的混合及接觸，增加電池中有機物的燃燒效率；迴轉式設計可避免電池晶片僅表面焚燒而導致燃燒不完全；迴轉窯內長達一小時的滯留時間和60(TC的高溫，使電池中電解質、隔膜紙、乙炔黑等基本燃盡，並從源頭控制和破壞二惡英的工況區；將傳統的二燃室改為二燃爐，可增加電池中有機物質的燃盡率。本實用新型適用於各種廢舊電池的熱處理，具有自動化程度高、燃燒效率高、環境友好、穩定的特點。 (1)熱處理系統採用煙氣順向設計，整個爐膛設計分乾燥層、熱解層、燃燒層幾個階段，有利於促進煙氣和電池晶片等各種廢棄物的混合及接觸，增加其燃燒效率和電池中有機物的燃盡率。
(2)迴轉窯與二次燃燒室內爐膛容積熱負荷和斷面熱負荷都超過了燃燒的熱值要
求，爐內容積大，爐負荷大，足夠應付各種廢舊電池之混燒，適用範圍廣且穩定。
(3)迴轉窯內長達一小時的滯留時間和60(TC的高溫，使電池中的有機物質，如電
解質、隔膜紙、乙炔黑等基本燃盡，並從源頭控制和破壞二惡英的工況區。
(4)迴轉式設計，可邊焚燒邊攪拌，避免廢舊電池僅表面燃燒而導致有機物質燃燒
不完全。
(5)本熱處理系統將傳統的二燃室改為二燃爐，增加了電池中有機物質的燃燒效
率，不僅滿足了環保要求，還可避免一次迴轉窯燃燒不徹底而造成二次汙染。
(6)本熱處理系統採用急冷裝置，降低煙氣溫度至20(TC以下，避開二惡英生成溫
度段200°C 500°C ;採用循環洗滌塔吸收煙氣中的酸性物質。 (7)排風機變頻控制，依據爐內負壓狀況調節風機轉速，大大降低能耗。 其它優點還包括本迴轉窯窯頭窯尾工藝結構合理，受熱後不易變形，可有效地避
免窯內隔熱材料和耐火材料因受軸向力過大，而產生鬆動。 熱處理系統具有自動上料、自動出灰功能，減輕勞動強度。 採用PLC控制，溫度控制和運行操作過程智能化、自動化。
4[0024] 本熱處理系統在末端先將迴轉窯燃燒後的大顆粒飛灰(碳粉等)先預除下來，接下來通過噴淋洗滌將煙氣中的細微粉塵全部收集在循環池內。尾氣完全達到國家排放標準。
圖1是本實用新型的原理框圖。[0026] 圖2為本系統的結構示意圖。 其中4-迴轉窯，5-熱電偶，6-煙道，7- 二次燃燒室，11_水冷旋風集成器，13-水箱，15-淋噴洗滌塔，19-排風扇，21-煙囪，25-避雷針。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。[0029] 實施例1 : 如圖l和圖2所示，一種廢舊電池熱處理系統，其特徵在於，包括進料系統、熱處理系統、出灰系統和尾氣淨化系統；所述的進料系統與熱處理系統連接，所述的出灰系統和尾氣淨化系統均與熱處理系統連接；所述的熱處理系統包括迴轉窯4、二次燃燒室7和助燃系統。 所述的廢舊電池熱處理系統還包括中央處理器以及在迴轉窯內設置的熱電偶5 ;所述的熱電偶5與中央處理器連接。中央處理器採用PLC。 迴轉窯的焚燒爐中，在圓柱形金屬殼內砌築有保溫磚，迴轉窯的筒體水平安放，傾斜2度。 尾氣淨化系統由旋風吸塵器和噴淋洗滌塔15組成。 本系統通過變頻器控制排風機電機轉速，保證系統始終在負壓下運行，採用熱電偶檢測迴轉窯的運行溫度。 迴轉窯焚燒爐的圓柱形金屬殼內砌築保溫磚，迴轉窯壁為絕熱結構，內襯隔熱材料和耐火材料，水平安放稍有傾斜。
迴轉窯的窯內設有羽根，可邊焚燒邊攪拌；窯外設置傳動機構。 對於迴轉窯，在旋轉的窯體和固定的頭、尾罩相連接的地方設置魚鱗片的密封裝置。排風機由外殼、軸心、葉輪、軸承、馬達、皮帶等部件組成；由變頻控制，可根據爐內負壓狀況調節風機轉速。 二次燃燒室具有由耐火保溫材料、隔熱材料組成的腔體，外表用鋼板作保護層。設置了燃燒器和獨特的二次供熱風裝置；煙氣出口設置熱電偶。 尾氣淨化系統由旋風吸塵器和噴淋洗滌塔組成；旋風吸塵器採用水夾套，吸收塔內襯防腐塗料。 本實用新型廢舊電池熱處理系統的主要性能指標如下[0041] 1.焚燒量280Kg/h ;[0042] 2.燃燒效率99. 99% ;[0043] 3.燃盡率> 98% ;4.焚燒爐內溫度迴轉窯溫度6Q(TC 80(TC，二燃室溫度大於850°C ;[0045] 5.煙氣滯留時間> 2秒； 6.排放煙氣符合GB18484-2001《危險廢物焚燒汙染控制標準》。[0047] 7.設備lm外噪音不超過85dBA。[0048] 本系統具體操作如下 (1)將廢舊電池裝入進料倉中，通過多功能提升機將原料卸入投料裝置，投料裝置自動將電池原料投入迴轉窯內。 (2)分別設置迴轉窯與二次燃燒室溫度，後啟動"送風機、驅動電機、迴轉窯、二次燃燒室、排風機、鹼液泵"開關，系統即可自動運行。 (3)迴轉窯內粗顆粒灰分自然沉降在灰鬥中，定期清理排出即可；較細粉塵則進入尾氣淨化系統。 (4)燃燒系統依據預先設定的爐內溫度自動控制助燃系統，並對二次燃燒室適當補氧。 (5)爐內熱電偶損壞時，控制系統的"斷偶報警"發出聲光報警，提示操作人員及時維修更換，防止爐內溫度失控。 (6)當子系統工作不正常時，控制系統的相應子系統"故障報警"指示燈亮，提示操作人員對相應子系統進行檢查(如檢查管道中是否有空氣滲透等)，當排風機出現故障時，整個系統停止運行。 (7)本系統具有自動變頻調速與負壓顯示功能，依據爐內負壓狀況自動調節排風機轉速。 (8)本系統還具有斷水緊急連鎖、自動熄火報警、自動延時吹掃、系統工況顯示傳輸功能。
權利要求一種廢舊電池熱處理系統，其特徵在於，包括進料系統、熱處理系統、出灰系統和尾氣淨化系統；所述的進料系統與熱處理系統連接，所述的出灰系統和尾氣淨化系統均與熱處理系統連接；所述的熱處理系統包括迴轉窯、二次燃燒室和助燃系統。
2. 根據權利要求l所述的廢日電池熱處理系統，其特徵在於，還包括中央處理器以及 在迴轉窯內設置的熱電偶；所述的熱電偶與中央處理器連接。
3. 根據權利要求1所述的廢舊電池熱處理系統，其特徵在於，迴轉窯的焚燒爐中，在圓 柱形金屬殼內砌築有保溫磚，迴轉窯的筒體水平安放，傾斜2度。
4. 根據權利要求1所述的廢舊電池熱處理系統，其特徵在於，尾氣淨化系統由旋風吸 塵器和噴淋洗滌塔組成。
專利摘要本實用新型提供了一種廢舊電池熱處理系統，其特徵在於，包括進料系統、熱處理系統、出灰系統和尾氣淨化系統；所述的進料系統與熱處理系統連接，所述的出灰系統和尾氣淨化系統均與熱處理系統連接；所述的熱處理系統包括迴轉窯、二次燃燒室和助燃系統。本實用新型適用於各種廢舊電池的熱處理，具有自動化程度高、燃燒效率高、環境友好、穩定的特點。
文檔編號H01M10/54GK201513896SQ20092006626
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月15日 優先權日2009年10月15日
發明者李長東, 黃國勇 申請人:湖南邦普循環科技有限公司