CN113745685A - 一种废旧电池回收处置系统及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种废旧电池回收处置系统及其工艺，所述系统包括：废锂电池梯次利用生产线，对废旧锂电池进行筛选、拆解、容量检测，对能够进行梯次利用的锂离子单体电池进行Pack组装；所述废锂电池梯次利用生产线包括废旧锂电池拆解系统、分容系统以及Pack重组系统；废锂电池资源化回收生产线，将无法进行梯次利用的锂离子单体电池及所述废锂电池梯次利用生产线运行过程中产生的废弃锂离子单体电池进行资源化回收；危废焚烧处置系统，对所述废锂电池梯次利用生产线及所述废锂电池资源化回收生产线运行过程中产生的危险废物进行焚烧。本发明集废旧电池的拆解、资源化回收、无法回收废旧电池的焚烧处置于一体，解决了当地固体废物堆存的环境压力。

Description

一种废旧电池回收处置系统及其工艺

技术领域

本发明涉及废旧电池回收处置装置技术领域，尤其是涉及一种废旧电池回收处置系统及其工艺。

背景技术

20世纪90年代以来，随着锂电池广泛应用，我国成为世界上最大的锂电池生产、消费和出口国。特别是近年来我国出台了购置补贴、税费减免、研发支持、消费优惠、基础设施等一系列重大政策措施，新能源汽车市场日益蓬勃发展。随着新能源汽车快速发展，作为新能源汽车的“心脏”，动力锂电池产业也在迅猛增长。按照相应的报废标准，动力锂电池回收利用市场已经形成。据锂电大数据网专家分析，预计到2018年，我国动力锂电池废旧回收市场将初具规模，累计废旧动力锂电池超过12GWD、报废量超过17万吨，从中回收钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属所创造的回收市场规模将超过53亿元，到2020年将超过100亿元，2023年废旧动力锂电池市场将达250亿元。同时，这些废旧动力锂电池拆解过程也会产生废气、废液、废渣等污染，一旦有机电解液和钴、铜、镍等重金属物质渗入水和土壤之中，就会带来生态环境安全隐患，甚至会危及人类健康。如果不对废旧动力锂电池进行必要的回收和处理，不仅会造成资源浪费，也会对环境造成一定污染。因此，加快动力锂电池回收利用迫在眉睫，成为影响新能源汽车产业发展的重大课题。

与常用的铅酸电池、镍铜电池以及其他传统电池相比，锂离子电池有较高的理论容量和体积能量密度，同时还具有工作时间长、安全性能高、无记忆效应、环境友好等一系列优点，因此它可作为一种优良储能装置被广泛的应用于电子设备，如手机、扫码分析系统、数码相机、动力电池等等。锂离子电池的组成主要有正极材料、负极材料、隔膜、粘结剂、导电剂等，其中，正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂及三元材料等。钴酸锂作为典型的正极材料代表，因其容量高、循环稳定性强被广泛用于日常生活中，并且钴酸锂中的钴、锂作为一种稀有金属元素具有较高的回收价值，由于电池含有大量贵金属、稀有元素，不仅对水土环境有害，而且具有丰富的金属资源开发价值，所以不宜当成普通生活垃圾进行处理，最佳的处理方式是循环资源化利用。循环资源化利用，是指在一种产品报废后，将这种产品经过合理的分解和重组，制成与产品性能相同或相近的有价值产品一种回收利用过程。电池正极材料的循环资源化利用，是指在电池报废后，将电池正极材料经过元素分解，按一定配方，制备成新的电池材料。

废旧锂电池在进行回收时，需要运用到专门的电池处置生产线，但是目前的电池处置生产线具有如下缺陷：

1)废旧锂电池的拆解与废旧锂电池的资源化回收工段分别在两个不同的公司进行，并且在废旧锂电池拆解、废旧锂电池的资源化回收工段中产生的无法进行利用的废旧锂电池通常需要在收集后，再将其提供至专门的废旧电池回收处理公司进行处置，如此无疑增加了处置成本，导致废旧锂电池处置的连续性不强。

2)废旧电池包在进行拆解时，需要人工将废旧电池包拆解成若干电池模组。但是目前市场上的电池拆解系统仅是针对于单体电池模组的拆解，并没有专门的针对电池包拆解的工作流水线，电池包的拆解效率低下，导致整个拆解系统效率低下。并且目前的拆解系统对于能够梯次利用的电池模组与能够继续拆解的电池模组采用人手分类的方式进行，导致需要额外的工作人员对其进行分拣，影响整个生产线的效率。

3)废旧锂电池在进行回收时，需要对电池进行破碎，电池破碎料为含镍钴粉料，需要通过萃取工艺对其进行处理。但是，传统的萃取工艺在制得硫酸盐溶液后，仅采用烘干的方式来实现对硫酸盐的回收，因烘干时间较长，导致萃取工艺时间较长，影响硫酸盐的回收速度。

4)废旧锂电池在进行回收时，会产生大量的废气以及粉尘，不仅增加了对环境的污染程度，同时也不利于周围人员的身体健康。因废气中会夹杂着破碎时产生的黑粉，采用市面上常规的废气处理装置将无法达到对黑粉收集的目的，并且对废气的处理效果不佳。

5)危险废物焚烧后会产生氮氧化物，含有氮氧化物的烟气排入大气，会对人体产生危害，容易引发呼吸疾病，还会造成化学烟雾和酸雨等危害，但是目前的危废焚烧系统并未对氮氧化物进行有效处理。

发明内容

本发明提出一种废旧电池回收处置系统及其工艺，以解决背景技术中的问题，集废旧电池的拆解、资源化回收、无法回收废旧电池的焚烧处置于一体；便于对废旧电池包进行拆解，提高拆解效率；降低硫酸盐溶液的烘干时间，实现对硫酸盐的高效回收；实现在废旧电池破碎过程中对废气中夹杂黑粉的收集，实现在废旧电池破碎过程中对废气的高效处理；将危废焚烧后烟气中的氮氧化物进行有效脱除，实现烟气的零污染排放。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种废旧电池回收处置系统，包括：

废锂电池梯次利用生产线，对废旧锂电池进行筛选、拆解、容量检测，对能够进行梯次利用的锂离子单体电池进行Pack组装；所述废锂电池梯次利用生产线包括用于对废旧电池进行拆解的废旧锂电池拆解系统、用于对容量在一定范围内电池电芯进行分容处理的分容系统以及用于对合格单体电池进入Pack配组的Pack重组系统；

废锂电池资源化回收生产线，将无法进行梯次利用的锂离子单体电池及所述废锂电池梯次利用生产线运行过程中产生的废弃锂离子单体电池进行资源化回收；

危废焚烧处置系统，对所述废锂电池梯次利用生产线及所述废锂电池资源化回收生产线运行过程中产生的危险废物进行焚烧。

进一步优化技术方案，所述废旧锂电池拆解系统包括沿生产线依次设置的用于将废旧电池包拆解成电池模组的电池包拆解系统、用于对电池模组进行扫码检测以判断是否可梯次利用与继续拆解的模组扫码检测系统以及用于对能够继续拆解的电池模组继续拆解的电池模组拆解系统；所述模组扫码检测系统与电池模组拆解系统之间设置有用于对可梯次利用的电池模组进行存放的回收区、用于对能够继续拆解的电池模组进行深度放电的放电区以及用于对是否可梯次利用与继续拆解的电池模组进行上下料分拣的第一机械手。

进一步优化技术方案，所述电池包拆解系统包括用于输送废旧电池包的环形输送平台、间隔设置在环形输送平台两侧用于对废旧电池包进行横向输送并便于工作人员进行拆解的若干拆解操作平台以及用于控制装置整体运作的PLC控制器，与拆解操作平台位置相对应的环形输送平台下方设置有用于将废旧电池包顶起并能够横向输送至拆解操作平台的顶升移栽机，拆解操作平台的下方设置有用于对工作人员拆解后的电池模组进行输送的电池模组传送装置，环形输送平台、拆解操作平台、顶升移栽机和电池模组传送装置的受控端分别连接于PLC控制器的输出端。

进一步优化技术方案，所述废锂电池资源化回收生产线包括：

废旧单体电池破碎系统，用于对锂离子单体电池进行物理破碎，实现对破碎料中有价值材料的回收；

湿法萃取系统，用于接收废旧单体电池破碎系统输出的镍钴粉料，实现对镍钴粉料中硫酸盐进行回收。

进一步优化技术方案，所述废旧单体电池破碎系统包括：

电池破碎机，用于对投入的废旧单体电池进行破碎；所述电池破碎机的底端设置有电解液出口并连通设置有用于对电解液进行回收处置的冷凝回收系统；

低温烘焙炉，与电池破碎机的出料口相衔接，用于将电池破碎机破碎后物料进行烘干，以蒸发分解破碎后物料中的电解液；

第一锤磨机，与低温烘焙炉的出料口相衔接，用于将烘干后物料进行一级锤磨；

第一直线筛，与第一锤磨机的出料口相衔接，用于将一级锤磨后物料进行一级筛分；

磁选机构，与第一锤磨机的出料口相衔接，用于对一级锤磨后物料进行磁选，以分离出钢铁壳体；

第二锤磨机，与磁选机构的出料口相衔接，用于将磁选后物料进行二级锤磨；

旋风集尘器，与第二锤磨机的出料口相衔接，用于对颗粒状铜铝箔、隔膜纸、正负极粉料进行初分选处理；

滚筒筛，与旋风集尘器的出料口相衔接，用于分选输出正负极混合料；

重力分选系统，与滚筒筛的出料口相衔接，用于将剩余物料中的铜箔、铝箔粗分并分别回收；

所述电池破碎机和低温烘焙炉的上方设置有用于对生产过程中的废气进行负压吸附收集的第一负压吸附系统，第一锤磨机、第一直线筛、磁选机构、第二锤磨机、滚筒筛和重力分选系统的上方设置有用于对生产过程中的废气进行负压吸附收集的第二负压吸附系统，第一负压吸附系统连接设置有用于对废气进行处置的废气处理系统，第二负压吸附系统和旋风集尘器的上方连接设置有用于对收集的粉尘进行处置的集尘处理系统；

所述电池破碎机与低温烘焙炉之间、低温烘焙炉与第一锤磨机之间、第一直线筛与磁选机构之间、磁选机构与第二锤磨机之间、第二锤磨机与滚筒筛之间以及滚筒筛与重力分选系统之间分别通过输送机构相连接。

进一步优化技术方案，所述湿法萃取系统包括：

浸出装置，用于对电池破碎分选后的镍钴粉料进行除铝、除铁；

萃取装置，与浸出装置的出液端连接，用于对浸出后滤液进行萃取以得到硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰产品；以及

碳酸锂生产装置，与浸出装置的出渣端连接，用于对浸出后氟化物沉渣进行处理以得到碳酸锂；

所述萃取装置的出料端连接有用于分别将萃取得到的硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰溶液进行浓缩结晶的硫酸盐结晶釜，硫酸盐结晶釜的出料端连接设置有用于将结晶后硫酸盐进行快速烘干的第一闪蒸烘干机，第一闪蒸烘干机的顶端设置有布袋收尘器。

进一步优化技术方案，所述危废焚烧处置系统包括预处理及上料系统以及分别与预处理及上料系统出料末端相连接的回转窑焚烧系统和等离子体处置系统，回转窑焚烧系统和等离子体处置系统的出气端连通有用于对高温烟气中热量进行余热回收的余热锅炉，余热锅炉的出气端连通有烟气净化处理系统，烟气净化处理系统连接有用于排气的烟囱；所述回转窑焚烧系统和等离子体处置系统的出气端连通有用于对二噁英污染物彻底分解的二次燃烧室，二次燃烧室的出气端与余热锅炉的进气端相连通；所述余热锅炉上设置有在高温条件下与烟气中氮氧化物充分接触反应、以初步脱除烟气中氮氧化物的非催化还原SNCR装置；所述烟气净化处理系统中还设置有用于对烟气中氮氧化物进一步脱除的SCR反应塔。

进一步优化技术方案，所述废旧锂电池来源于报废汽车或废旧家用电器；所述废旧锂电池为圆柱电池、软包电池或方壳电池的一种或多种。

一种废旧电池回收处置工艺，所述工艺基于所述的一种废旧电池回收处置系统进行，包括以下步骤：

S1、对废旧电池进行梯次利用，包括：

对废旧锂电池进行拆解，利用废旧锂电池拆解系统依次将废旧电池包拆解成单体电池，并对单体电池进行扫码检测以判断是否可梯次利用与继续拆解，并将拆解后的单体电池输出；

人工筛选，将拆解后的单体电池进行人工筛选，将完好和破损的单体电池分别分类，将破损的单体电池收集存放于不合格电池存放区，进入资源化回收工序进一步处理；

容量检测：将完好的单体电池电芯进行容量检测，判断单体电池是否可进行梯次利用，将能够进行梯次利用的单体电池进行梯次利用，将无法进行梯次利用的单体电池收集后进入资源化回收工序进一步处理；

分容：对能够进行梯次利用的单体电池在分容区进行储能，对单体电池的电池容量进行恢复；

Pack配组：对经分容处理后的单体电池进行性能分析，将合格的单体电池通过Pack重组系统进行Pack配组；

S2、将无法进行梯次利用的锂离子单体电池及所述废锂电池梯次利用生产线运行过程中产生的废弃锂离子单体电池进行资源化回收，包括：

酸浸放电：将锂离子单体电池投入稀酸浸泡池，酸浸放电一定时间；

水洗：将经酸浸放电后的锂离子单体电池投入水洗槽进行水洗；

破碎、焙烧、分选：将锂离子单体电池进行物理破碎、分选得到钢壳、铝箔、铜片、石墨粉、含镍钴粉料；

含镍钴粉料依次经过浸出工序、萃取工序、碳酸锂生产工序，最后经闪蒸烘干后制得碳酸锂产品；

S3、对所述废锂电池梯次利用生产线及所述废锂电池资源化回收生产线运行过程中产生的危险废物采用回转窑焚烧线工艺或等离子体处置线工艺进行焚烧。

进一步优化技术方案，所述步骤S2中，破碎、焙烧、分选的工序包括以下步骤：

投料：将废旧单体电池输送至电池破碎机内；

粗破：利用电池破碎机对废旧单体电池进行粗破碎；

电解液回收：电池破碎机将粗破后的物料中夹杂的电解液排入至冷凝回收系统进行冷凝回收；

低温烘焙：粗破后的物料，全密闭式输送到低温烘焙炉，进行烘干蒸发分解电解液，烘干后的物料进行下一级全密闭输送；

超低温冷凝：将粗破及低温烘焙过程中产生的气体首先通过微负压集气进入超低温冷凝系统，收集凝华出来的液相之后，尾气排入废气处理系统，经过降温、洗涤、UV光分解、活性炭处理后，达到排放标准排入大气；

一级锤磨：烘干后的物料，经过全密闭输送进入第一锤磨机进行一级磨碎；

磁壳分选：经过一级磨碎后的物料，在输送下段过程中同步进行磁选，分出钢铁壳体；

二级磨碎：去除磁性壳体后的物料，经过全密闭输送，进入第二锤磨机进行二级磨碎，完成正负极粉料与铜铝箔分离，并将铜铝箔搓揉成球状颗粒；

风选：将步骤S8中的物料密闭送入旋风集尘器后，进行颗粒状铜铝箔、隔膜纸、正负极粉料初分选处理；

正负极粉料回收：经风选后的物料进入滚筒筛分选，输出正负极混合的粉料，粉料由吨袋收集；

隔膜纸回收：将步骤S10分选出的隔膜纸进行回收；

铜铝箔回收：去除隔膜纸后的物料进行到重力分选系统，进行铜箔、铝箔粗分并分别回收；

集尘处理：将全流程中的含粉尘气体，通负压风机吸附后进入集尘处理系统进行粉料回收及处理后，达标排放。

采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：

本发明集废旧电池的拆解、资源化回收、无法回收废旧电池的焚烧处置于一体，从新能源行业短板入手，从报废汽车拆解、锂电池梯次利用、锂电池稀有金属萃取、直至无害化处置，连续性很强，完善了当地行业空缺，解决了当地固体废物堆存的环境压力，从而为当地经济发展、城市建设、人民健康做出贡献，保证了当地产废企业及行业的可持续发展。

本发明设置的电池包拆解系统能够实现对废旧电池包进行拆解，大大地节省了拆解空间，提高了拆解效率；并且本发明模组扫码检测系统与电池模组拆解系统之间设置的第一机械手能够将对可梯次利用的电池模组搬运至回收区进行存放，并能够将够继续拆解的电池模组搬运至放电区进行深度放电，通过机械手的方式代替人手对检测后的电池模组进行自动分类，大大地解放了人工劳动力，提高了拆解效率。

本发明废旧单体电池破碎系统按照生产线依次设置有电池破碎机、低温烘焙炉、第一锤磨机、第一直线筛、磁选机构、第二锤磨机、旋风集尘器、滚筒筛、第二直线筛、重力分选系统，并设置有废气处理系统和集尘处理系统，集废旧单体电池的破碎、电解液的回收处置、破碎物料烘焙、破碎物料的磨碎、磁壳的筛选、正负极粉料回收、隔膜纸回收、铜铝箔回收、集尘处理于一体，实现废旧单体电池中正负极材料、隔膜纸、铜铝箔、黑粉的有效回收，实现了资源循环利用的目的。

本发明采用在萃取装置的出料端连接设置硫酸盐结晶釜，并在硫酸盐结晶釜的出料端连接设置第一闪蒸烘干机的方式，使得萃取装置制备的硫酸盐溶液进入到硫酸盐结晶釜进行蒸发结晶后，结晶后固体再进入第一闪蒸烘干机进行蒸发烘干，经两次蒸发烘干操作，大大地降低了硫酸盐溶液的烘干时间，实现了对硫酸盐的高效回收。并且，第一闪蒸烘干机的顶端设置的布袋收尘器能够将烘干过程产生的粉尘进行收集，再作为产品外售，实现了对硫酸盐产品的高效回收。

本发明危废焚烧处置系统通过在余热锅炉上设置非催化还原SNCR装置对烟气中的氮氧化物进行一次脱除，并在烟气净化处理系统中设置SCR反应塔对烟气中的氮氧化物进行二次脱除，实现了对危废焚烧后烟气中的氮氧化物进行有效脱除，实现烟气的零污染排放。

本发明危废焚烧处置系统设置有两条独立的处置线，一条为回转窑焚烧线，一条为等离子体处置线，两条处置线共用一套烟气净化处理系统，烟气净化处理系统采用SNCR脱硝+烟气急冷+干法脱酸(消石灰)+活性炭喷射+布袋除尘+二次脱硝+湿法脱酸工艺，两条线的废气分别经烟气净化处理系统处理后汇入同一根烟囱排放，实现对危废的高效焚烧，并达到对烟气高效处理的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体流程图；

图2为本发明废旧锂电池拆解系统的俯视图；

图3为本发明废旧锂电池拆解系统中模组扫码检测系统的俯视图；

图4为本发明废旧锂电池拆解系统中电池模组拆解系统的俯视图；

图5为本发明废旧锂电池拆解系统中电池包拆解系统的结构示意图；

图6为本发明废旧锂电池拆解系统中电池包拆解系统的俯视图；

图7为本发明废旧锂电池拆解系统中电池包拆解系统的部分结构图

图8为本发明废旧锂电池拆解系统中环形输送平台的结构示意图；

图9为本发明废旧锂电池拆解系统中顶升移栽机与拆解操作平台的结构示意图一；

图10为本发明废旧锂电池拆解系统中顶升移栽机与拆解操作平台的结构示意图二；

图11为本发明废旧锂电池拆解系统中电池模组传送装置的结构示意图；

图12为本发明图11的部分结构示意图；

图13为本发明废旧锂电池拆解的工艺流程图；

图14为本发明废旧单体电池破碎系统的结构示意图；

图15为本发明废旧单体电池破碎系统的俯视图；

图16为本发明废旧单体电池破碎系统的流程图；

图17为本发明第一铲式输送机构与电池破碎机的连接图；

图18为本发明废旧单体电池破碎系统中电池破碎机的位置结构图；

图19为本发明滚筒筛和第二直线筛的结构示意图；

图20为本发明废旧单体电池破碎系统中重力分选系统的结构示意图一；

图21为本发明废旧单体电池破碎系统中重力分选系统的结构示意图二；

图22为本发明湿法萃取系统的设备流程图；

图23为本发明湿法萃取系统的废锂电池预处理工艺流程图；

图24为本发明湿法萃取系统的浸出工序工艺流程图；

图25为本发明湿法萃取系统的萃取工序工艺流程图；

图26为本发明湿法萃取系统的碳酸锂生产工序工艺流程图；

图27为本发明危废焚烧处置系统的结构示意图；

图28为本发明余热利用节能系统的结构示意图；

图29为本发明余热利用节能系统在危废焚烧处置系统中的结构示意图。

其中：A、废旧锂电池拆解系统；A1、电池包拆解系统，A11、环形输送平台，A111、环形架体，A112、第一转动辊，A113、第一转动辊驱动电机，A114、第一支撑架，A12、拆解操作平台，A121、固定传动机构，A1211、固定机架，A1212、第二转动辊，A1213、第二转动辊驱动电机，A122、可升降传动机构，A1221、可升降横向架体，A1222、第三转动辊，A1223、第三转动辊驱动电机，A1224、L型定位架体，A1225、丝杠，A1226、滑柱，A1227、滑槽，A1228、定位横板，A1229、升降电机，A123、位置检测机构，A1231、位置传感器，A1232、位置传感器定位板，A13、顶升移栽机，A131、第一传动链，A132、第二传动链，A133、传动链驱动轴定位架，A134、顶升液压缸，A135、链轮驱动电机，A14、电池模组传送装置，A141、传送架体，A142、传送带，A143、可调节挡板，A1431、定位槽，A144、调节组件，A1441、横向固定柱，A1442、竖向固定柱，A1443、锁紧螺栓，A1444、可移动调节柱，A1445、调节板，A145、传送带驱动电机；A2、模组扫码检测系统，A21、第一电池模组上料机，A22、扫码检测输送平台，A23、扫码枪，A24、扫码分析系统，A25、第一电池模组下料机；A3、电池模组拆解系统，A31、第二电池模组上料机，A32、模组上盖拆解工位，A33、模组外框拆解工位，A34、电芯拆解工位，A35、电池模组输送机，A36、第二电池模组下料机；A41、第一机械手，A42、第二机械手，A43、第三机械手；A5、放电区；A6、回收区；

B、废旧单体电池破碎系统，B1、第一铲式输送机构，B1a、上料平台，B1b、卸料平台；B2、电池破碎机；B3、低温烘焙炉；B4、废气处理系统；B5、第一锤磨机；B6、第一直线筛；B7、第一重力分选机；B8、第二重力分选机，B81、圆筒筛，B82、第一螺旋输送带，B83、第二螺旋输送带，B84、第三螺旋输送带；B10、冷凝回收系统；B11、磁选机构，B111、磁选机；B12、第二锤磨机；B13、旋风集尘器；B14、滚筒筛；B15、第二直线筛；B16、集尘处理系统；B17、第一负压吸附系统，B171、负压收集罩；B18、第二输送机构，B19、第三输送机构；B20、第四输送机构；B21、第五输送机构；

C、湿法萃取系统，C1、浸出装置，C11、浸出槽，C13、第一除杂槽，C14、第一压滤机，C15、第一水洗槽，C16、第二除杂槽，C17、第二压滤机，C18、第二水洗槽；C2、萃取装置，C21、硫酸锰萃取箱，C22、硫酸钴萃取箱，C23、硫酸镍萃取箱，C24、硫酸盐结晶釜，C25、第一闪蒸烘干机；C3、碳酸锂生产装置，C31、锂处理槽，C32、第一过滤器，C33、碳酸化反应槽，C34、第二过滤器，C35、第二闪蒸烘干机；

D、危废焚烧处置系统，D1、预处理及上料系统，D11、配伍料坑，D12、配伍抓斗，D13、破碎机，D14、上料抓斗，D15、危液料坑，D16、危液进料机构，D161、活性炭吸附系统，D162、第一废溶剂储罐，D163、第一废溶剂增压泵，D164、气化炉废液喷枪，D165、第二废溶剂储罐，D166、第二废溶剂增压泵，D2、回转窑焚烧系统，D21、回转窑进料系统，D22、回转窑，D23、回转窑捞渣机，D3、二次燃烧室，D4、余热锅炉，D41、脱硝喷枪，D42、氨水储罐，D43、氨水增压泵，D44、余热锅炉进水管，D45、余热锅炉排汽管，D46、分汽缸，D47、汽包，D5、烟气净化处理系统，D51、急冷塔，D52、干式脱酸塔，D53、布袋除尘器，D54、湿法洗涤塔，D55、SCR反应塔，D551、第二氨水储罐，D552、第二氨水增压泵，D6、等离子体处置系统，D61、气化炉进料斗，D62、链板输送机，D63、螺旋输料器，D64、等离子气化炉，D65、气化炉捞渣机，D7、烟囱，D8、加热器；

E、余热利用节能系统，E3、烟气换热器，E31、烟气换热器进汽管，E32、烟气换热器出水管，E4、锅炉给水系统，E41、锅炉给水管，E42、锅炉给水泵，E43、锅炉进水管，E44、给水锅炉，E5、主管网，E6、冷却器，E7、去离子水制备系统，E71、脱盐水进水管，E72、去离子水制水系统，E73、去离子水罐，E74、去离子水泵，E75、去离子水供水管路，E8、去离子水冷却系统，E81、冷却水进水管，E82、换热器，E83、冷却水出水管，E84、补水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

一种废旧电池回收处置系统，结合图1所示，包括废锂电池梯次利用生产线、废锂电池资源化回收生产线和危废焚烧处置系统。

废旧锂电池来源于报废汽车(含新能源汽车)或废旧家用电器，报废汽车的拆解可在专门设置的报废汽车拆解车间内进行，废旧家用电器的拆解可在专门这是的废家用电器及电子产品拆解车间内进行。废旧锂电池为圆柱电池、软包电池或方壳电池的一种或多种。

收集的废旧锂电池应优先考虑梯次利用，少部分容量衰减小的废电池可进行梯次利用，用于电力系统储能、通信基站备用电源、低速电动车以及小型分布式家庭储能、风光互补路灯、移动充电车、电动叉车等相关领域。废锂电池梯次利用生产线用于对废旧锂电池进行筛选、拆解、容量检测，对能够进行梯次利用的锂离子单体电池进行Pack组装。

一、废锂电池梯次利用生产线

废锂电池梯次利用生产线包括用于对废旧电池进行拆解的废旧锂电池拆解系统A、用于对容量在一定范围内电池电芯进行分容处理的分容系统以及用于对合格单体电池进入Pack配组的Pack重组系统。

废旧锂电池拆解系统A，结合图2至图13所示，包括沿生产线依次设置的电池包拆解系统A1、模组扫码检测系统A2以及电池模组拆解系统A3。

电池包拆解系统A1用于将废旧电池包拆解成电池模组。电池包拆解系统A1包括环形输送平台A11、拆解操作平台A12、顶升移栽机和电池模组传送装置A14。

环形输送平台A11用于输送废旧电池包，可采用输送辊的方式对废旧电池包进行输送。拆解操作平台A12，拆解操作平台A12设置有若干个，并分别间隔设置在环形输送平台A11两侧，用于对废旧电池包进行横向输送，以便于工作人员进行拆解。拆解操作平台A12上设置有输送机构，进而能够对废旧电池包进行输送，输送机构可采用输送辊的方式。与拆解操作平台A12位置相对应的环形输送平台A11下方设置有顶升移栽机，用于将废旧电池包顶起，并能够横向输送至拆解操作平台A12。顶升移栽机采用在顶升机上设置输送机构的结构，输送机构采用输送链的方式，输送链设置在拆解操作平台上的输送辊之间。拆解操作平台A12的下方设置有电池模组传送装置A14，用于对工作人员拆解后的电池模组进行输送。电池模组传送装置A14采用输送带的方式对电池模组进行输送。

模组扫码检测系统A2用于对电池模组进行扫码检测，以判断是否可梯次利用与继续拆解。模组扫码检测系统A2包括第一电池模组上料机A21、扫码检测输送平台A22、扫码枪A23以及第一电池模组下料机A25。第一电池模组上料机A21用于将电池模组顶起并能够进行横向输送，第一电池模组上料机A21采用在顶升机上设置输送机构的结构，输送机构可采用输送辊的方式。扫码检测输送平台A22与第一电池模组上料机A21的出料端相衔接，用于对电池模组进行输送，扫码检测输送平台A22采用输送辊的方式。扫码枪A23设置在扫码检测输送平台A22上，用于检测电池模组上的条形码信息，进而判断电池模组的电量信息。第一电池模组下料机A25与扫码检测输送平台A22的出料端相衔接。扫码检测输送平台A22的旁侧还设置有扫码分析系统A24，用于接收扫码枪A23信号以判断电池模组是否可梯次利用，扫码枪A23的信号输出端连接于扫码分析系统A24的输入端。扫码分析系统A24可采用电脑，扫码枪A23采集信号后通过电脑对其进行分析。

模组扫码检测系统A2与电池模组拆解系统A3之间设置有回收区A6、放电区A5以及第一机械手A41。回收区A6用于对可梯次利用的电池模组进行存放，可采用箱体结构。放电区A5用于对够继续拆解的电池模组进行深度放电，放电区A5内设置有电池放电设备。第一机械手A41用于对是否可梯次利用与继续拆解的电池模组进行上下料分拣，第一机械手A41的受控端连接于扫码分析系统A24的输出端，能够通过扫码分析系统A24的控制进行相应的动作。

电池模组拆解系统A3用于对能够继续拆解的电池模组继续拆解。电池模组拆解系统A3包括第二电池模组上料机A31、电池模组输送机A35、第二电池模组下料机A36、电池模组拆解工位和电池模组顶升移栽机。第二电池模组上料机A31用于将能够继续拆解的电池模组顶起，并能够进行横向输送，可采用在顶升机上设置输送机构的结构，输送机构采用输送辊的方式。电池模组输送机A35与第二电池模组上料机A31的出料端相衔接，用于对待拆解的电池模组进行输送，电池模组输送机A35采用输送辊的方式。第二电池模组下料机A36与电池模组输送机A35的出料端相衔接，用于将拆解后的电池电芯输送至下一环节。

位于电池模组输送机A35的两侧设置有若干用于对电池模组进行拆解的电池模组拆解工位。模组拆解工位包括模组上盖拆解工位A32、模组外框拆解工位A33、电芯拆解工位A34，工作人员可在上盖拆解工位32对电池模组的上盖、连接片、螺钉进行拆解，工作人员可在模组外框拆解工位A33对电池模组的外框进行拆解，工作人员可在电芯拆解工位A34对电池模组的电芯进行拆解。

电池模组拆解工位上挂接设置有多种类型的拆解工具。拆解工具包括气动扳手或液压钳、液压剪、液压扩张器等。

与电池模组拆解工位位置相对应的电池模组输送机A35下方设置有电池模组顶升移栽机。电池模组顶升移栽机采用在顶升机上设置输送机构的结构，输送机构采用输送链的方式，输送链设置在电池模组输送机上的输送辊之间。电池模组顶升移栽机用于将电池模组顶起，并能够横向输送至电池模组拆解工位，进而工作人员无需人手去拿去电池模组输送机A35上正在输送的电池模组，而是由电池模组顶升移栽机将电池模组托起再输送至电池模组拆解工位，十分方便。

环形输送平台A11的进料端上方设置有用于将废旧电池包夹取到环形输送平台A11上的第二机械手A42；电池模组传送装置A14的出料端上方设置有用于将电池模组夹取至模组扫码检测系统A2的第三机械手A43。

下面对电池包拆解系统A1的具体结构进行详细说明。

结合图5至图12所示，环形输送平台A11包括环形架体A111、第一转动辊A112和第一转动辊驱动机构。环形架体A111通过第一支撑架A114设置在地面上，呈椭圆闭环状设置，环形架体A111上间隔设置有若干用于对废旧电池包进行支撑并传送的第一转动辊A112，第一转动辊A112通过第一转动辊驱动机构进行驱动，第一转动辊驱动机构的受控端连接于PLC控制器的输出端。

第一转动辊驱动机构沿环形分设为若干段，每段第一转动辊驱动机构分别用于驱动该段位置的第一转动辊A112。第一转动辊驱动机构包括连接设置在每一第一转动辊A112一端的链轮，各链轮之间套设配装设置有链条，其中一第一转动辊A112连接设置有第一转动辊驱动电机A113，链条和链轮设置在环形架体A111的内部。

顶升移栽机A13设置有若干个，分别设置在与拆解操作平台A12位置相对应的环形输送平台A11下方，用于将废旧电池包顶起并能够横向输送至拆解操作平台A12。顶升移栽机A13包括分别设置在不同的两第一转动辊A112之间的第一传动链A131和第二传动链A132，第一传动链A131通过第一传动链驱动机构进行驱动，第二传动链A132通过第二传动链驱动机构进行驱动，第一传动链驱动机构和第二传动链驱动机构分别设置传动链驱动轴定位架A133上，传动链驱动轴定位架A133的底端设置有用于驱动传动链驱动轴定位架A133、第一传动链A131和第二传动链A132进行升降的顶升液压缸A134，第一传动链驱动机构、第二传动链驱动机构和顶升液压缸A134的受控端分别连接于PLC控制器的输出端。

第一传动链驱动机构包括分别与第一传动链A131相配装的第一主动链轮和第一从动链轮，第一主动链轮和第一从动链轮分别通过传动链驱动轴转动设置在传动链驱动轴定位架A133上，与第一主动链轮相连接的传动链驱动轴连接设置有链轮驱动电机A135。第二传动链驱动机构包括分别与第二传动链A132相配装的第二主动链轮和第二从动链轮，第二主动链轮和第二从动链轮分别通过传动链驱动轴转动设置在传动链驱动轴定位架A133上，与第二主动链轮相连接的传动链驱动轴连接设置有另一链轮驱动电机。

拆解操作平台A12设置有若干个，分别间隔设置在环形输送平台A11两侧，用于对废旧电池包进行横向输送，并便于工作人员进行拆解。拆解操作平台A12包括固定传动机构A121和可升降传动机构A122，固定传动机构A121和可升降传动机构A122的受控端分别连接于PLC控制器的输出端。固定传动机构A121与顶升移栽机A13位置相对应，用于将废旧电池包进行横向传送。固定传动机构A121的输送末端衔接设置有可升降传动机构A122，可升降传动机构A122能够进行升降，并能够进行正向或反向传动。

固定传动机构A121包括固定设置在地面上的固定机架A1211、横向间隔设置在固定机架A1211上的第二转动辊A1212以及用于驱动第二转动辊A1212转动的第二转动辊驱动机构，第二转动辊驱动机构的受控端连接于PLC控制器的输出端。

第二转动辊驱动机构包括连接设置在每一第二转动辊A1212一端的链轮，各链轮之间套设配装设置有链条，其中一第二转动辊A1212连接设置有第二转动辊驱动电机A1213，链条和链轮设置在固定机架A1211的内部。

可升降传动机构A122包括固定设置在地面上的L型定位架体A1224、横向间隔固定设置在L型定位架体A1224竖直内侧壁上的两个定位横板A1228、转动设置在两定位横板A1228之间的丝杠A1225、固定设置在两定位横板A1228之间滑柱A1226以及与丝杠A1225相配装并与滑柱A1226滑动配装的可升降横向架体A1221，丝杠A1225的顶端伸出定位横板并连接设置有升降电机A1229，可升降横向架体A1221上间隔转动设置有若干第三转动辊A1222，第三转动辊A1222通过第三转动辊驱动机构进行驱动，升降电机A1229和第三转动辊驱动机构的受控端分别连接于PLC控制器的输出端。

L型定位架体A1224的内侧壁上还开设有滑槽A1227，可升降横向架体A1221上设置有与滑槽A1227相配装的滑块。第三转动辊驱动机构包括连接设置在每一第三转动辊A1222一端的链轮，各链轮之间套设配装设置有链条，其中一第三转动辊A1222连接设置有第三转动辊驱动电机A1223，链条和链轮设置在可升降横向架体A1221的内部。

L型定位架体A1224上还固定设置有用于检测可升降横向架体A1221下降位置的位置检测机构A123，位置检测机构A123的输出端连接于PLC控制器的输入端。位置检测机构A123包括固定设置在L型定位架体A1224的横板侧壁上的位置传感器定位板A1232以及设置在位置传感器定位板A1232的竖直内侧壁上的位置传感器A1231，位置传感器A1231的输出端连接于PLC控制器的输入端。当可升降横向架体A1221下降至位置传感器A1231的位置时，位置传感器A1231将检测到的位置信息反馈至PLC控制器，PLC控制器接收到检测信息后控制升降电机A1229停止动作。

本发明在每个拆解操作平台A12的L型定位架体A1224上分别单独设置有多个控制开关，这些控制开关能够对顶升移栽机A13、固定传动机构A121、升降电机A1229、第三转动辊驱动电机A1223进行控制。

电池模组传送装置A14设置在拆解操作平台A12的下方，用于对工作人员拆解后的电池模组进行输送。

电池模组传送装置A14包括传送架体A141、转动轴、传送带A142、传送带驱动电机A145、可调节挡板A143。传送架体A141设置在固定传动机构A121下方。转动轴设置有若干个，分别转动设置在传送架体A141上，转动轴连接设置有传送带驱动电机A145，传送带驱动电机A145的受控端连接于PLC控制器的输出端。传送带A142套设在转动轴上，用于对拆解后电池模组进行输送。可调节挡板A143设置有一对，分别通过若干调节组件A144定位设置在传送带A142的上方两侧，能够调节之间间距，以适应多种类型电池模组。可调节挡板A143的顶端面低于位置检测机构A123所在的位置。可调节挡板A143的外侧壁上开设有条状的定位槽A1431。

调节组件A144包括固定设置在传送架体A141外侧壁上的横向固定柱A1441以及竖直固定设置在横向固定柱A1441上的竖向固定柱A1442，竖向固定柱A1442的外侧壁上横向贯穿开设有滑动孔，滑动孔内横向滑动设置有可移动调节柱A1444，可移动调节柱A1444的末端固定连接有定位卡设在定位槽A1431内的调节板A1445。竖向固定柱A1442的顶端开设有螺纹孔并螺纹配装有锁紧螺栓A1443，锁紧螺栓A1443用于对可移动调节柱A1444进行锁紧定位。

环形输送平台A11的一侧上方设置有第四机械手，用于将废旧电池包夹取到环形输送平台A11上。电池模组传送装置A14的输送末端的上方设置有第五机械手，用于将电池模组传送装置A14上的电池模组夹取至下一环节。

此外，本发明在与拆解操作平台A12位置对应的环形架体A111上分别设置有废旧电池包位置检测装置，废旧电池包位置检测装置为接近开关，接近开关的输出端连接于PLC控制器的输入端。当电池包输送至该位置时，接近开关能够检测到废旧电池包的位置并将检测信号反馈至PLC控制器。

废旧锂电池拆解系统A对废旧电池包的拆解时，通过第二机械手A42将废旧电池包夹取到环形输送平台A11上，废旧电池包输送至拆解操作平台A12位置时，顶升移栽机将废旧电池包顶起并输送至拆解操作平台A12上。工作人员在拆解操作平台A12上对废旧电池包进行拆解，并将拆解后的电池模组放至电池模组传送装置A14上进行输送。

当电池模组输送至电池模组传送装置A14末端后，由第三机械手A43将其夹取至模组扫码检测系统A2的第一电池模组上料机A21上。第一电池模组上料机A21将电池模组顶起并将其输送至扫码检测输送平台A22，工作人员采用扫码枪A23对电池模组的电量信息进行检测，扫码枪A23并将检测信号反馈至扫码分析系统A24，经扫码分析系统A24分析后判断电池模组是否可梯次利用。

若电池模组可梯次利用，则扫码分析系统A24控制第一机械手A41将其搬运至回收区A6进行回收。可梯次利用的模组，按设定标准堆码后由拉至指定区域。

若电池模组不可梯次利用，则扫码分析系统A24控制第一机械手A41将其搬运至放电区A5进行深度放电。

接着，第一机械手A41将放电后的电池模组搬运至电池模组拆解系统A3上进行电芯拆解。电池模组由第二电池模组上料机A31顶起并进行输送，再由电池模组输送机A35输送至电池模组拆解工位，使用气动扳手或液压钳、液压剪、液压扩张器对电池模组进行拆解，经多个电池模组拆解工位拆解后，实现电池电芯的拆解，最后由第二电池模组下料机A36将其输送至一下环节。

本发明中的分容系统和Pack重组系统可采用目前已有的系统和结构，本发明中的Pack重组系统对可分容后单体电池进行Pack重组时：按客户要求电池或电池组容量的不同把不等数量的电芯进行组合包装，并给结合后的电芯外围加装保护板，为了方便客户使用电池，需在电芯上焊接保护线，焊接工艺为电烙铁焊锡，同时装备配套的电池管理系统，即为成品储能用模组/系统。

一种废旧电池回收处置工艺，此处的该工艺为对废旧电池进行梯次利用工艺，结合图13所示，包括：

对废旧锂电池进行拆解，利用废旧锂电池拆解系统A依次将废旧电池包拆解成单体电池，并对单体电池进行扫码检测以判断是否可梯次利用与继续拆解，并将拆解后的单体电池输出。经回收的动力锂电池模组人工使用螺丝刀、扳手等工具对PACK进行拆解，将PACK拆解为电芯、电池箱、铜质导线及螺丝。其中，可能会拆解出少量破损电芯，预计占拆解量的0.5％，破损电芯收集后进入资源化回收工序进一步处理。

人工筛选，将拆解后的电池箱、铜质导线、单体电池及螺丝进行人工筛选，将完好和破损的单体电池分别分类，将破损的单体电池收集存放于不合格电池存放区，进入资源化回收工序进一步处理。

容量检测：将完好的单体电池电芯通过容量检测系统进行容量检测，判断单体电池是否可进行梯次利用，根据检测结果将电池分为电量40％以上及40％以下，对于容量在40％以上的电芯进行梯次利用，对于电量在40％以下的电芯收集后进入资源化回收工序进一步处理。

分容：对能够进行梯次利用的单体电池在分容区通过分容系统进行储能，对单体电池的电池容量进行恢复。对容量在40％以上的电芯在分容区进行储能，可恢复70％～80％的电池容量。

配组：对单体电池的电性能、短路、安全性能等进行数据分析，合格的锂离子单体电池进入Pack工序。

Pack：将合格的单体电池通过Pack重组系统进行Pack配组。

本发明中的Pack重组系统对分容后单体电池进行Pack重组的过程为：模组机械手堆叠工站将分容后单体电池输送至侧板人工安装工站→对分容后单体电池输送进行侧板安装→由激光打码工站打码→极柱激光清洗工站对极柱进行清洗→汇流排人工安装工站对汇流排进行安装→汇流排与极柱焊接工站对汇流排与极柱进行焊接→人工安装CPC工站进行CPC安装→CPC激光焊接工站进行CPC焊接→焊接CPC检测工站对焊接质量进行检测→不良排出返修补焊工站对焊接不良的CPC重新进行焊接→BOL测试工站→机械手安装上盖及模组下线工站。

本发明对单体电池进行Pack重组后，形成成品，将成品入库。

二、废锂电池资源化回收生产线

废锂电池资源化回收生产线，结合图14至图26所示，是将无法进行梯次利用的锂离子单体电池及废锂电池梯次利用生产线运行过程中产生的废弃锂离子单体电池进行资源化回收。

废锂电池资源化回收生产线包括废旧单体电池破碎系统B和湿法萃取系统C。废旧单体电池破碎系统B用于对锂离子单体电池进行物理破碎，实现对破碎料中有价值的石墨粉、铜箔、铝箔的回收。湿法萃取系统C用于接收废旧单体电池破碎系统B输出的镍钴粉料，实现对镍钴粉料中硫酸盐进行回收。

废旧单体电池破碎系统B，结合图14至图21所示，包括电池破碎机B2、低温烘焙炉B3、第一锤磨机B5、第一直线筛B6、磁选机构B11、第二锤磨机B12、旋风集尘器B13、滚筒筛B14和重力分选系统。电池破碎机B2与低温烘焙炉B3之间、低温烘焙炉B3与第一锤磨机B5之间、第一直线筛B6与磁选机构B11之间、磁选机构B11与第二锤磨机B12之间、第二锤磨机B12与滚筒筛B14之间以及滚筒筛B14与重力分选系统之间分别通过输送机构相连接。

电池破碎机B2的进料口上方设置有倾斜设置的第一铲式输送机构B1，第一铲式输送机构B1上设置有输送带，通过输送带的输送将废旧单体电池输送至电池破碎机B2内。第一铲式输送机构B1的低位位置设置有上料平台B1a和卸料平台B1b。上料平台B1a为液压上料平台，卸料平台B1b为气动闸阀卸料平台。

电池破碎机B2，用于对投入的废旧单体电池进行破碎。电池破碎机B2的底端设置有电解液出口并连通设置有用于对电解液进行回收处置的冷凝回收系统B10。本发明中的冷凝回收系统B10可采用现有技术中的系统，此处不再赘述。

低温烘焙炉B3，与电池破碎机B2的出料口相衔接，用于将电池破碎机破碎后物料进行烘干，以蒸发分解破碎后物料中的电解液。第一锤磨机B5，与低温烘焙炉B3的出料口相衔接，用于将烘干后物料进行一级锤磨。第一直线筛B6，与第一锤磨机B5的出料口相衔接，用于将一级锤磨后物料进行一级筛分。磁选机构B11，与第一锤磨机B5的出料口相衔接，用于对一级锤磨后物料进行磁选，以分离出钢铁壳体。本发明中的磁选机构B11包括磁选机B111和设置在第一锤磨机B5和第二锤磨机B12之间的磁选输送机，磁选机B111设置在磁选输送机上，在磁选输送机对物料进行输送过程中，通过磁选机B111对物料进行磁选。第二锤磨机B12，与磁选机构B11的出料口相衔接，用于将磁选后物料进行二级锤磨。本发明中第一锤磨机B5和第二锤磨机B12均为锤式破碎机。旋风集尘器B13，与第二锤磨机B12的出料口相衔接，用于对颗粒状铜铝箔、隔膜纸、正负极粉料进行初分选处理。滚筒筛B14，与旋风集尘器B13的出料口相衔接，用于分选输出正负极混合料。重力分选系统，与滚筒筛B14的出料口相衔接，用于将剩余物料中的铜箔、铝箔粗分并分别回收。

电池破碎机B2和低温烘焙炉B3的上方设置有用于对生产过程中的废气进行负压吸附收集的第一负压吸附系统，第一锤磨机B5、第一直线筛B6、磁选机构B11、第二锤磨机B12、滚筒筛B14和重力分选系统的上方设置有用于对生产过程中的废气进行负压吸附收集的第二负压吸附系统，第一负压吸附系统连接设置有用于对废气进行处置的废气处理系统B4，第二负压吸附系统和旋风集尘器B13的上方连接设置有用于对收集的粉尘进行处置的集尘处理系统B16。

位于电池破碎机B2和低温烘焙炉B3上方的第一负压吸附系统B17连接设置有用于对气体进行凝华收集的超低温冷凝系统，超低温冷凝系统的尾气排出端与废气处理系统B4相连通。

本发明在电池破碎机B2与低温烘焙炉B3之间设置有第二输送机构B18和第三输送机构B19，第二输送机构B18和第三输送机构B19均为刮板式输送机，第二输送机构B18和第三输送机构B19分别由物料输入端至物料输出端倾斜向上设置，第二输送机构B18的物料输出端位于第三输送机构B19的物料输出端的上方，且两者之间具有一定的间距，第二输送机构B18输出的物料落入至第三输送机构B19上，对物料进行抛洒，进而使得物料更加松散，利于后续烘焙过程。并且本发明在第三输送机构B19的上方设置有收集罩，用于对该过程中的气体进行收集，收集后的气体直接输送至超低温冷凝系统。

第一负压吸附系统包括负压收集罩B171、负压吸附管、负压电机。负压收集罩B171位于电池破碎机B2和低温烘焙炉B3上方，第二输送机构B18和第三输送机构B19的上方同样设置有负压收集罩B171。

本发明低温烘焙炉B3与第一锤磨机B5之间设置有第四输送机构B20，第四输送机构B20同样为刮板式输送机。第四输送机构B20的上方设置有收集罩，该收集罩同样与超低温冷凝系统相连通。

旋风集尘器B13与滚筒筛B14之间设置有第五输送机构B21，第五输送机构B21同样为刮板式输送机，第五输送机构B21的输入端至输出端倾斜向上设置，用于将从旋风集尘器B13排出的物料输送至滚筒筛B14。

滚筒筛B14倾斜设置，包括外筒和设置在外筒内部的筛筒，滚筒筛B14的进料端与外筒的顶端相连通，滚筒筛B14的出料端与筛筒的底端相连通，即滚筒筛B14将符合规定粒度的物料(即正负极混合的粉料)通过筛筒输送至下一环节，即滚筒筛B14将不符合规定粒度的物料(即直径较小的粉料)从外筒输出。且外筒的底端连通设置有横向设置的螺旋输送器，直径较小的粉料落入至螺旋输送器内后，在螺旋输送器的输送作用下输出，粉料由吨袋收集。

本发明滚筒筛B14的出料端连接设置有第二直线筛B15，用于对滚筒筛B14输出的物料进行再次筛分。

从本发明第二直线筛B15输出的物料直接落入至第一螺旋输送带B82，第一螺旋输送带B82为倾斜设置的螺旋输送器，内部设置有绞龙，通过驱动电机驱动绞龙转动，对物料进行输送。

第一螺旋输送带B82的顶端侧壁上设置有出料口，第一螺旋输送带B82的出料口与重力分选系统相连通。

重力分选系统包括第一重力分选机B7、第二重力分选机B8、第一螺旋输送带B82、第二螺旋输送带B83、第三螺旋输送带B84、圆筒筛B81。第一重力分选机B7对物料中铜箔、铝箔粗分并分别回收后，将分选剩余物料输入至圆筒筛B81内进行物料筛分，将物料中的细小粉尘去除，将剩余物料输入至第二重力分选机B8进行二次筛分，进而来保证筛分效果。

本发明中废旧单体电池破碎工艺，该工艺的流程图如图16所示，包括以下步骤：

投料：采用第一铲式输送机构B1将废旧单体电池输送至电池破碎机B2内。

粗破：利用电池破碎机B2对废旧单体电池进行粗破碎；在粗破过程中，通过通入的惰性气体起到了抑制起火作用。在粗破时采用多点加注氮气保护，并配置火焰、温度、氧气变送器进行联动，控制加注氮气的供给量。

本发明在氮气保护的同时，还在电池破碎机B2的内部设置有氧气检测系统，氧气检测系统可以为具有耐高温功能的氧气传感器，通过氧气检测系统对电池破碎机B2内部的氧气含量进行检测，通过检测氧气含量值来确定电池破碎机B2内部的含氮量，即含氧量高时，表明电池破碎机B2内部含氮量低，反之亦然。本发明还配置应急保护喷淋装置和紧急停车装置。

电解液回收：电池破碎机B2将粗破后的物料中夹杂的电解液排入至冷凝回收系统B10进行冷凝回收。

低温烘焙：粗破后的物料，全密闭式输送到低温烘焙炉B3，进行烘干蒸发电解液，烘干后的物料进行下一级全密闭输送。

超低温冷凝：将粗破及低温烘焙过程中产生的气体首先通过微负压集气进入超低温冷凝系统，收集凝华出来的液相之后，尾气排入废气处理系统B4，经过降温、洗涤、UV光分解、活性炭处理后，达到排放标准排入大气。

一级锤磨：烘干后的物料，经过全密闭输送进入第一锤磨机B5进行一级磨碎，出料筛孔径8mm。

磁壳分选：经过一级磨碎后的物料，在输送下段过程中同步进行磁选，分出钢铁壳体。

二级磨碎：去除磁性壳体后的物料，经过全密闭输送，进入第二锤磨机B12进行二级磨碎，完成正负极粉料与铜铝箔分离，并将铜铝箔搓揉成球状颗粒，出料筛孔直径3mm。

风选：将步骤S8中的物料密闭送入旋风集尘器B13后，进行颗粒状铜铝箔、隔膜纸、正负极粉料初分选处理。

正负极粉料回收：经风选后的物料进入滚筒筛B14分选，输出正负极混合的粉料，粉料由吨袋收集。

隔膜纸回收：将步骤S10分选出的隔膜纸，采用简易周转箱回收。

铜铝箔回收：去除隔膜纸后的物料进行到重力分选系统，进行铜箔、铝箔粗分并分别回收。

集尘处理：将全流程中的含粉尘气体，通负压风机吸附后进入集尘处理系统进行粉料回收及处理后，达标排放。

本发明回收粉料中电解液的去除率≥99％。

湿法萃取系统C，结合图22至图26所示，包括浸出装置C1、萃取装置C2和碳酸锂生产装置C3。

浸出装置C1，用于对电池破碎分选后的镍钴粉料进行除铝、除铁。浸出装置C1包括浸出槽C11、第一除杂槽C13、第一压滤机C14、第一水洗槽C15、第二除杂槽C16、第二压滤机C17以及第二水洗槽C18。

浸出槽C11，用于加入浓硫酸及双氧水，对镍钴粉料进行酸浸。在酸浸过程中通过蒸汽管道通入蒸汽，通过蒸汽进行加热。

第一除杂槽C13，用于将浸出槽C11酸浸后物料与来自于碳酸钠配制槽的碳酸钠进行混合，使得铝和铁与碳酸钠反应生成铁渣和铝渣。

第一压滤机C14，用于对第一除杂槽C13中的混合物料进行固液分离。经压滤机固液分离后，剩余物料中不再含铝和铁，达到除铝和除铁目的。

第一水洗槽C15，与第一压滤机C14的出渣口相连接，用于对第一压滤机C14固液分离后滤渣进行水洗，以得到铁渣和铝渣。

第二除杂槽C16，用于使得第一压滤机C14固液分离后的滤液和加入的氟化钠进行混合，使得滤液中钙、镁和锂与氟化钠反应生成氟化钙、氟化镁和氟化锂沉渣。

第二压滤机C17，出液口与萃取装置C2相连接，第二压滤机C17用于对第二除杂槽C16中的混合物料进行固液分离。

第二水洗槽C18，与第二压滤机C17的出渣口相连接，用于对第二压滤机C17固液分离后滤渣进行水洗，以得到氟化物沉渣，氟化物沉渣包括氟化钙、氟化镁和氟化锂沉渣。第二水洗槽C18的出渣口与碳酸锂生产装置C3相连接。

第一水洗槽C15与第一除杂槽C13之间连接设置有用于将第一水洗槽C15内洗渣水通入到第一除杂槽C13的第一管路，第一管路上设置有第一输送泵。

萃取装置C2，与浸出装置C1的出液端连接，用于对浸出后滤液进行萃取(萃取剂为市购，萃取过程为现有过程)以得到硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰产品。萃取装置C2包括硫酸锰萃取箱C21、硫酸钴萃取箱C22以及硫酸锰萃取箱C23。

硫酸锰萃取箱C21，依次连接设置有多个，与第二压滤机C17出液口相连接，用于加入P204萃取剂对浸出溶液进行萃取得到P204萃余液和P204负载有机相，并加入硫酸对P204负载有机相进行反萃，以得到硫酸锰产品。

硫酸钴萃取箱C22，依次连接设置有多个，与硫酸锰萃取箱C21的萃余液出口相连接，用于加入P507萃取剂对硫酸锰萃取箱C21排出的P204萃余液进行萃取，得到P507萃余液和P507负载有机相，并加入硫酸对P507负载有机相进行反萃，以得到硫酸钴产品。

硫酸镍萃取箱C23，依次连接设置有多个，与硫酸钴萃取箱C22的萃余液出口相连接，用于加入P204萃取剂对硫酸钴萃取箱C22排出的P507萃余液进行萃取，得到P204负载有机相，并加入硫酸对P204负载有机相进行反萃，以得到硫酸镍产品。

萃取装置C2的出料端连接有硫酸盐结晶釜C24，用于分别将萃取得到的硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰溶液进行浓缩结晶。

硫酸盐结晶釜C24设置有三个，分别与硫酸锰萃取箱C21、硫酸钴萃取箱C22和硫酸镍萃取箱C23的出料端相连接。

硫酸盐结晶釜C24的出料端连接设置有用于将结晶后硫酸盐进行快速烘干的第一闪蒸烘干机C25。第一闪蒸烘干机C25的顶端设置有布袋收尘器，烘干过程产生的粉尘采用布袋收尘收集后作为产品外售。

第二水洗槽C18与硫酸锰萃取箱C21之间设置有用于将第二水洗槽C18内洗渣水通入到硫酸锰萃取箱C21的第二管路，第二管路上设置有第二输送泵。

碳酸锂生产装置C3，与浸出装置C1的出渣端连接，用于对浸出后氟化物沉渣进行处理以得到碳酸锂。碳酸锂生产装置C3包括锂处理槽C31、第一过滤器C32、碳酸化反应槽C33、第二过滤器C34以及第二闪蒸烘干机C35。

锂处理槽C31，与第二水洗槽C18的出渣口相连接，用于对氟化物沉渣进行氯化反应。浸出工序的氟化钙、氟化镁和氟化锂沉渣在锂处理槽加入盐酸进行反应，生成氯化锂、氟化钙、氟化镁沉淀不与盐酸反应。

第一过滤器C32，与锂处理槽C31的出料口连接，用于对锂处理槽C31中的混合物料进行固液分离，生成氟化钙、氟化镁沉淀不与盐酸反应，过滤出氟化钙、氟化镁渣。

碳酸化反应槽C33，与第一过滤器C32的出液端相连接，用于将经第一过滤器C32过滤后的LiCl溶液进行碳酸化反应。LiCl溶液再加入固体碳酸钠进行碳酸化反应，得到碳酸锂沉淀。

第二过滤器C34，与碳酸化反应槽C33的出料口连接，用于对碳酸锂沉淀进行过滤。

第二闪蒸烘干机C35，与第二过滤器C34的出渣口相连接，用于对碳酸锂沉淀进行闪蒸烘干。第二闪蒸烘干机C35的顶端也设置有布袋收尘器，烘干过程产生的粉尘采用布袋收尘收集后作为产品外售。

电池破碎分选后的镍钴粉料依次经过浸出工序、萃取工序、碳酸锂生产工序，最后经闪蒸烘干后制得碳酸锂产品。

本发明将无法进行梯次利用的锂离子单体电池及废锂电池梯次利用生产线运行过程中产生的废弃锂离子单体电池进行资源化回收，具体工艺包括：

酸浸放电：将锂离子单体电池投入稀酸浸泡池，酸浸放电一定时间。本步骤包括一次酸浸放电和二次酸浸放电，每次酸浸放电的时间为4d。

水洗：将经酸浸放电后的锂离子单体电池投入水洗槽进行水洗。

本发明在进行破碎、焙烧、分选前还可进行一次焙烧：水洗后的废旧锂电池投入焙烧炉进行焙烧，电池中的粘接剂(主要成分PVDC)和电解液(有机溶剂)高温分解，生成气含有有机气体、CO₂和水等。酸浸放电、水洗、焙为废锂电池预处理工艺，结合图23所示。

破碎、焙烧、分选：将锂离子单体电池进行物理破碎、分选得到钢壳、铝箔、铜片、石墨粉、含镍钴粉料。

含镍钴粉料依次经过浸出工序、萃取工序、碳酸锂生产工序，最后经闪蒸烘干后制得碳酸锂产品。

2.1浸出工序

结合图24所示，浸出工序主要分为5个工段，现按工段操作顺序简述如下：

1)酸浸：将预处理得到的镍钴的粉料投入浸出槽，在浸出槽中加入浓硫酸及双氧水进行间断浸出，镍钴粉料与过饱和硫酸浸出后形成可溶性硫酸盐，进入溶液中。

2)除铝、除铁：将上述物料通过泵和来自于碳酸钠配制槽的碳酸钠在除杂槽进行混合，使得铝和铁与碳酸钠反应生成铁渣(黄钠铁矾)和铝渣(碳酸铝遇水分解成氢氧化铝)等浸出渣，进入溶液中，经压滤机固液分离后，剩余物料中不再含铝和铁，达到除铝和除铁目的。

3)除钙、除镁、除锂及洗渣：在上一工艺环节得到的滤液中加入氟化钠在除杂槽进行混合，使得钙、镁和锂与氟化钠反应生成氟化钙、氟化镁和氟化锂沉渣，经压滤机固液分离后，达到除钙、除镁和除锂目的。

4)过滤分离：固液分离后产生氟化钙、氟化镁和氟化锂沉渣和滤液，沉渣用水清洗后进入碳酸锂工序。

2.2萃取工序

结合图25所示，采用P204萃取剂萃取Ca、Mn，采用P507萃取剂萃取Co，采用P204萃取Ni、Ca、Mn。本发明萃取得到的硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰产品分别采用闪蒸烘干机进行干燥，烘干温度约为200℃，烘干热源为本发明余热锅炉产生的蒸汽。烘干过程产生的粉尘采用布袋收尘收集后作为产品外售。

2.3碳酸锂生产工序

结合图26所示，碳酸锂生产工序包括：

1)氯化反应：浸出工序的氟化钙、氟化镁和氟化锂沉渣在锂处理槽加入盐酸进行反应，反应时间2小时，生成氯化锂、氟化钙、氟化镁沉淀不与盐酸反应。

2)碳酸化反应：生成氟化钙、氟化镁沉淀不与盐酸反应，过滤出氟化钙、氟化镁渣。LiCl溶液再加入固体碳酸钠在50℃进行碳酸化反应，反应时间2小时，生成Li₂CO₃的沉淀。

3)闪蒸干燥：Li₂CO₃沉淀经过过滤、闪蒸干燥得到产品碳酸锂(Li₂CO₃)。过滤产生的滤液送污水处理站处理；闪蒸烘干温度约为200℃，烘干热源为本发明余热锅炉产生的蒸汽，烘干过程产生的粉尘采用布袋收尘收集后作为产品外售。

三、危废焚烧处置系统

危废焚烧处置系统，对废锂电池梯次利用生产线及废锂电池资源化回收生产线运行过程中产生的危险废物进行焚烧。本发明采用焚烧方式处置回收价值低或难以回收利用又具有一定热值的危险废物。

危废焚烧处置系统，结合图27所示，包括预处理及上料系统D1以及分别与预处理及上料系统D1出料末端相连接的回转窑焚烧系统D2和等离子体处置系统D6，回转窑焚烧系统D2和等离子体处置系统D6的出气端连通有用于对高温烟气中热量进行余热回收的余热锅炉D4，余热锅炉D4的出气端连通有烟气净化处理系统D5，烟气净化处理系统D5连接有用于排气的烟囱D7。

回转窑焚烧系统D2和等离子体处置系统D6的出气端连通有二次燃烧室D3，用于对二噁英污染物彻底分解，二次燃烧室D3的出气端与余热锅炉D4的进气端相连通。

余热锅炉D4上设置有非催化还原SNCR装置，非催化还原SNCR装置在高温条件下与烟气中氮氧化物充分接触反应，以初步脱除烟气中氮氧化物。

非催化还原SNCR装置包括设置在余热锅炉D4上的喷氨口、设置在喷氨口处的脱硝喷枪D41以及与脱硝喷枪D41通过氨水输送管路相连通的氨水储罐D42，氨水输送管路上设置有氨水增压泵D43。

烟气净化处理系统D5中还设置有SCR反应塔D55，用于对烟气中氮氧化物进一步脱除。烟气净化处理系统D5包括急冷塔D51、干式脱酸塔D52、布袋除尘器D53以及湿法洗涤塔D54。急冷塔D51与余热锅炉D4出气端相连通。急冷塔D51内设置急冷喷枪喷雾系统，采用工业水为冷却介质，将烟气进行迅速降温，避开二噁英再生反应的温度区间，达到抑制二噁英再生降低尾气二噁英浓度的目的。干式脱酸塔D52与急冷塔D51出气端相连通。喷入消石灰粉，与烟气充分混合发生脱酸中和反应，脱除一部分酸性污染物。布袋除尘器D53与干式脱酸塔D52出气端相连通，将烟气中绝大部分的粉尘捕集下来。湿法洗涤塔D54与布袋除尘器D53出气端相连通。湿法洗涤塔D54内设置有循环喷水机构和碱液喷淋机构，通过循环喷水机构喷水对烟气进行降温，通过碱液喷淋机构脱除烟气中大部分酸性污染物。

湿法洗涤塔D54的出气端通过管路连接有加热器D8，加热器D8的出气端通过管路连接有烟囱D7。SCR反应塔D55设置在布袋除尘器D53与湿法洗涤塔D54之间；SCR反应塔D55通过第二氨水输送管路连通设置有第二氨水储罐D551，第二氨水输送管路上设置有第二氨水增压泵D552。

预处理及上料系统D1包括配伍料坑D11、破碎机D13、配伍抓斗D12、上料抓斗D14以及危液进料机构D16。配伍料坑D11用于对固体或半固体危险废物进行配伍。危液料坑D15用于对危液进行存储。破碎机D13用于将固体或半固体危险废物进行破碎。配伍抓斗D12用于将配伍料坑D11内固体或半固体危险废物抓取至破碎机D13。上料抓斗D14用于将破碎后危险废物抓取至回转窑焚烧系统D2和等离子体处置系统D6。破碎机选用剪切式破碎机，整个破碎过程由破碎系统、电控系统、机座、料斗和检修平台及护栏等部分组成。为了最大限度的减小爆炸危险或存在的特殊物质燃烧的危险性，破碎机设氮气保护装置，将通过注入氮气降低给料系统和破碎仓内的氧气浓度。破碎车间设置独立抽风进行负压抽风，产生的废气抽至焚烧系统作为供风。

危液料坑D15通过危液进料机构D16分别向回转窑焚烧系统D2和等离子体处置系统D6内提供危液。

危液进料机构D16包括与危液料坑D15出料端相连通的活性炭吸附系统D161以及与活性炭吸附系统D161出料端相连通的第一废溶剂储罐D162和第二废溶剂储罐D165，第一废溶剂储罐D162通过第一危液管路向回转窑焚烧系统D2提供危液，第一危液管路上设置有第一废溶剂增压泵D163，第二废溶剂储罐D165通过第二危液管路向等离子体处置系统D6提供危液，第二危液管路上设置有第二废溶剂增压泵D166。

回转窑焚烧系统D2包括回转窑D22以及与回转窑D22进料端相连通的回转窑进料系统D21，回转窑D22出渣口连接设置有回转窑捞渣机D23。

等离子体处置系统D6包括链板输送机D62、设置在链板输送机D62出料端的气化炉进料斗D61以及通过螺旋输料器D63与气化炉进料斗D61出料端相连接的等离子气化炉D64，等离子气化炉D64的出渣口连接设置有气化炉捞渣机D65。

危废焚烧处置系统对危废进行处置的过程如下。

危险废物的配伍一般来说，企业产生的危险废物成分十分复杂，含有数种甚至数十种不同的化学物质。废物配伍一般流程如下：

①对需要焚烧固体、半固体、液体、桶装等废物进行性质检测，确定热值、挥发分、卤素、重金属含量；同时明确其可燃性、粘度(液体)、化学反应性等。

②根据配伍原则进行热值、挥发分、卤素、碱金属等配合计算，保证热值稳定、卤素含量和碱金属含量低于配伍方案的要求。

③根据计算结果确定不同废物的配伍量，利用抓斗进行混合搅拌，达到均匀。

④搭配过程中严禁不相容废物进入焚烧炉，避免不相容废物混合后产生不良后果(废物的相容性由分析实验室确定)。目前研究结果表明，在焚烧过程中有些废物之间存在明显的相互影响。

配伍方案因无法保证收集的危险废物种类及成份的稳定性，为了保证两条处置线的稳定运行，防止或减轻对余热锅炉和烟气净化设施的腐蚀，设计采用如下配伍方案：

①固体和半固态废物进炉前混合均匀，尽量使废物的性质、热值均匀，检测热值达到要求可入炉。回转窑焚烧系统设计入炉废物热值3500kcal/kg，等离子体处置系统设计入炉废物热值2000kcal/kg。

②液态废物泵入贮罐，经独立喷枪喷入焚烧炉，以便根据焚烧情况确定各种废液的输送时间和流量。

③进入焚烧车间的工业危险废物的理化性质大致如下：低位热值：3200～41000kJ/kg；固体废物水分：25％～45％；膏状废物水分：0％～82％；液态废物水分：0～99％；固体废物灰分：5％～25％；挥发分：3％～40％。低热值废物须与高热废物进行配伍后入窑焚烧，保证窑内工况的稳定。

④本焚烧系统设计接收废物中元素成分为：S含量不超过5％、Cl含量不超过5％、P含量不超过0.5％、C含量不超过0.2％、盐不超过3％。

本发明危险废物配伍成份表

项目	S/％	Cl/％	C/％	P/％	Dg
						回转窑	＜1.5	＜1	＜0.1	＜0.5	＜
等离子体	＜2	＜2	＜0.1	＜0.5	＜
						项目	Pb	Cd	As	Cr	重金属
回转窑	＜0.02	＜	＜0.02	＜0.025	＜0.5
						等离子体	＜0.02	＜	＜0.02	＜0.025	＜0.5

本发明设置有两条独立的处置线，一条为回转窑焚烧线，一条为等离子体处置线，两条处置线共用一套烟气净化处理系统，烟气净化处理系统采用SNCR脱硝+烟气急冷+干法脱酸(消石灰)+活性炭喷射+布袋除尘+二次脱硝+湿法脱酸工艺，两条线的废气分别经烟气净化处理系统处理后汇入同一根烟囱排放。对废锂电池梯次利用生产线及废锂电池资源化回收生产线运行过程中产生的危险废物采用回转窑焚烧线工艺或等离子体处置线工艺进行焚烧。

3.1预处理系统

本发明处理的危险废物大体分为三个类别：第一类是需要预处理的大件固体废物或大包装半固态废物；第二类是不需要预处理的固体废物或半固态废物；第三类为液体废物。针对不同的危险废物，采用不同的上料流程，具体分析如下：

3.2回转窑焚烧线工艺

回转窑焚烧系统总体工艺路线为回转窑进料系统+回转窑+二次燃烧室+余热锅炉+烟气净化处理系统。固体废物先经破碎机预处理，之后通过行车抓斗配伍送到链进料斗；来自抓斗和斗提机的废物被送入回转窑进料系统，进入回转窑窑头。

废物自窑头进入回转窑先后经过烘干、燃烧、燃尽三个焚烧温度区间；焚烧产生的高温烟气继续自窑尾进入二次燃烧室，二次燃烧室温度≥1100℃，通过对焚烧工况的控制，实现对二噁英等污染物的彻底分解。焚烧废物高温分解为焚烧尾气和炉渣，尾气经烟道进入下游，二次燃烧室与回转窑的炉渣通过同一个炉渣出口排出。

二次燃烧室出口高温烟气进入余热锅炉，采用余热锅炉对烟气中的热量进行余热回收。经在二燃室充分燃烧的高温烟气由烟道进入余热锅炉，烟气温度从1100℃冷却至500～550℃，同时产生1.0MPaG的饱和蒸汽。同时在余热锅炉上设置一套非催化还原SNCR装置，在850℃～1100℃高温条件下与烟气中的氮氧化物充分接触反应，生成氮气和水脱除烟气中的NOx。余热锅炉出口的尾气进入烟气净化处理系统。

烟气依次通过急冷塔D51降温、干式脱酸塔D52脱酸、布袋除尘器D53除尘、SCR反应塔D55二次脱硝、湿法洗涤塔D54脱酸，经加热器D8加热后，通过烟囱D7排入大气。

热锅炉出口的尾气进入急冷塔，设置急冷喷枪喷雾系统，采用工业水为冷却介质，在1秒内将550℃烟气温度迅速降至200℃，避开二噁英再生反应的温度区间，达到抑制二噁英再生降低尾气二噁英浓度的目的。急冷塔下部设置灰斗，急冷过程中沉降的飞灰从此处排出。为避免停电等意外情况下不能及时喷水降温，设置高位应急水箱，以压缩空气为动力紧急供水。急冷塔下游设置干法脱酸反应塔，喷入消石灰粉，与烟气充分混合发生脱酸中和反应，脱除一部分酸性污染物，同时喷入一定量的活性炭粉，将烟气中的二噁英与重金属吸附下来；干法脱酸反应生成物与部分活性炭粉沉降进入了飞灰中，经输灰设备排出。烟气之后进入布袋除尘器，烟气中裹夹的干法药剂与活性碳粉在滤袋表面形成一层滤饼，可以继续脱除酸性污染物并吸附二噁英与重金属；布袋除尘器将烟气中绝大部分的粉尘捕集下来，经灰斗收集和输灰设备卸灰排出。

下游设置湿法洗涤塔，一方面通过喷水将烟气温度降到70℃左右，另一方面设置多层循环碱液喷淋脱除烟气中大部分酸性污染物，配合顶部填料式除雾器的高效除雾，可使尾气排放达到更严的排放指标。烟气经加热器再加热后高空达标排放。

3.3等离子体处置线工艺

工艺流程概述：原料经预处理后，通过进料系统送入气化炉中，需处理的危废在等离子体活性状态的热环境中发生一系列复杂的化学反应，其中有机物，包括二噁英和呋喃等有害物质，会被彻底裂解，生成可燃气体，而无机成分则在炉底部被熔融形成熔浆。熔浆积累到一定量后通过出浆通道引出等离子体气化炉，采用直接水淬法出渣，得到玻璃体状的固体熔渣。

同时，利用压缩空气高效雾化喷枪将高热值废液喷入预燃室内进行燃烧，使物料中的有机物在预燃室中充分挥发出来，并进行燃烧分解，预燃室出口高温烟气进入二燃室。

等离子气化炉产生可燃气体以及废液焚烧产生的气体，送至二燃室，在二燃室天然气燃烧器的助燃作用下，继续燃烧，并得到彻底的焚烧。为保证热等离体反应器产生烟气中可能生成二噁英在高温下彻底分解，热等离体反应器产生的烟气进入二燃室，再次高温燃烧在1150℃以上温度，且停留时间大于3秒。

二燃室产生的高温烟气送至膜式壁余热锅炉，烟气温度从1100～1200℃降至约550℃，余热锅炉副产1.0Mpa饱和蒸汽。在余热锅炉温度为850～1100℃的区域设置喷氨口，喷入一定量的浓度20％的氨水，与烟气中的NOx反应生成N₂和水，通过SNCR系统初步脱除烟气中NOx。

余热锅炉余热回收热量降至550℃，烟气进入急冷塔；碱液和空气经过调节、配比送至塔顶专用喷枪，在急冷塔形成喷雾，喷雾在热烟气中迅速蒸发并吸热，使热烟气在1s内急速冷却至200℃以下。

烟气急冷后送至干法脱酸塔，消石灰和活性炭粉末由变频给料机控制添加量，经气力输送送至干法脱酸塔，消石灰和活性炭和烟气在干法脱硫塔中充分混合，去除烟气中的酸性气体和二噁英。干法脱酸塔后设置布袋除尘，烟气进入布袋除尘器，烟气中裹夹的干法药剂与活性碳粉在滤袋表面形成一层料层，可以继续脱除酸性污染物并吸附二噁英与重金属；布袋除尘器将烟气中绝大部分的粉尘捕集下来，经灰斗收集和输灰设备卸灰排出。

除尘后的烟气，通过引风机送入湿法洗涤塔，一方面通过喷水将烟气温度降到70℃左右，另一方面设置多层循环碱液喷淋脱除烟气中大部分酸性污染物；配合顶部填料式除雾器的高效除雾本发明引风机设置在烟囱入口，确保整套系统处于负压状态，有效防止系统内部未净化完全的烟气外泄逸出。最终烟气经引风机进入烟囱达标排放。等离子体处置系统和回转窑焚烧线共用一根烟囱。

危废经预处理后，经上料抓斗抓取后，依次通过链板输送机D62、气化炉进料斗D61、螺旋输料器D63进入到等离子气化炉D64内。处理的危废在等离子体活性状态的热环境中发生一系列复杂的化学反应，其中有机物，包括二噁英和呋喃等有害物质，会被彻底裂解，出渣得到玻璃体状的固体熔渣。

同时还能够通过气化炉废液喷枪D164向等离子气化炉D64内喷射高热值废液。

等离子气化炉D64产生可燃气体送至二次燃烧室内进行燃烧，二次燃烧室出口高温烟气进入余热锅炉，接着进入烟气净化处理系统进行净化处理(回转窑焚烧线工艺处理方法相同)，再经加热器D8加热，最后经处理后的尾气通过烟囱D7排入大气。

此外，危废焚烧处置系统上还设置有余热利用节能系统F，结合图28和图29所示，包括对危废焚烧后产生的高温烟气进行换热的余热锅炉D4，二次燃烧室出口高温烟气进入余热锅炉D4，采用余热锅1炉对烟气中的热量进行余热回收，经在二次燃烧室充分燃烧的高温烟气由烟道进入余热锅炉，烟气温度从1100℃冷却至500～550℃，同时产生1.0MPaG的饱和蒸汽。余热锅炉D4的出烟口与烟气净化处理系统D5相连通。

余热锅炉D4上设置有汽包D47，用于通入待换热水，使得待换热水与高温烟气进行换热。余热锅炉D4的汽包D47上设置有用于提供待换热水的余热锅炉进水管D44以及用于将换热后蒸汽排出的余热锅炉排汽管D45。余热锅炉进水管D44通过锅炉给水系统E4进行给水，余热锅炉排汽管D45分别连通设置有主管网E5以及烟气换热器E3，余热锅炉排汽管D45为主管网E5和烟气换热器E3供给换热后蒸汽。主管网E5用于进行供暖或对电池破碎萃取系统进行补水。电池破碎萃取系统为在废旧锂电池进行回收时采用的对废旧锂电池进行破碎并对可回收粉末进行萃取的系统。在萃取过程中需要进行萃取剂加热处理步骤，主管网E5中的蒸汽能够通入到电池破碎萃取系统中进行补水。烟气换热器E3用于对烟气净化处理系统D5处理后烟气进行升温，具体设置在湿法洗涤塔后端，用于对湿法洗涤塔碱洗后的烟气进行升温。烟气换热器E3上设置有用于为烟气换热器E3提供蒸汽的烟气换热器进汽管E31以及用于将经烟气换热器E3换热后冷却水排出的烟气换热器出水管E32，烟气换热器出水管E32分别与锅炉给水系统E4以及去离子水冷却系统E8相连通。锅炉给水系统E4包括与余热锅炉进水管D44相连通的锅炉给水管E41、与烟气换热器出水管E32相连通的锅炉进水管E43以及设置在锅炉进水管E43和锅炉给水管E41之间的给水锅炉E44，锅炉给水管E41上设置有锅炉给水泵E42。

去离子水冷却系统E8用于对等离子气化炉降温用去离子水进行冷却。去离子水冷却系统E8包括冷却水进水管E81、换热器E82以及冷却水出水管E83。冷却水进水管E81用于通入外界循环冷却水。换热器E82与冷却水进水管E81相连通，用于对去离子水制备系统E7中的去离子水进行冷却。冷却水出水管E83与换热器E82相连通用于将换热后冷却水排出，排出后的冷却水进入到凉水塔中。烟气换热器出水管E32通过补水管E84与冷却水进水管E81相连通。

去离子水制备系统E7包括用于通入厂区脱盐水的脱盐水进水管E71、与脱盐水进水管E71相连通的去离子水制水系统E72、与去离子水制水系统E72相连通的去离子水罐E73以及与等离子气化炉上的水冷管道相连通的去离子水供水管路E75，去离子水供水管路E75上设置有去离子水泵E74。去离子水罐E73用于与换热器E82进行换热。

烟气换热器出水管E32上还设置有冷却器E6，用于对经烟气换热器E3换热后冷却水进一步降温。余热锅炉排汽管D45上设置有分汽缸D46，主管网E5和烟气换热器进汽管E31分别与分汽缸D46相连通。

本发明余热利用节能系统F在实际工作时，危废焚烧后产生的高温烟气进入余热锅炉D4，采用余热锅炉对烟气中的热量进行余热回收，烟气温度从1100℃冷却至500～550℃，同时产生1.0MPaG的饱和蒸汽。产生的饱和蒸汽通过余热锅炉排汽管D45进入到分汽缸D46，由分汽缸D46将饱和蒸汽分别输送至主管网E5及烟气换热器E3。主管网E5中的蒸汽进入到电池破碎萃取系统进行补水，对萃取剂进行加热。或者主管网E5中的蒸汽进行供暖。实现了对热量的充分利用。烟气换热器E3与经烟气净化处理系统D5中的湿法洗涤塔处理后的烟气进行换热，烟气经过升温后，能够通过烟囱排入到大气。经烟气换热器E3换热后的蒸汽温度降低，形成液体状态，进入到冷却器E6内进行降温。经冷却器E6降温后的冷却水部分作为去离子水冷却系统E8的补水，部分直接回流至锅炉给水系统E4。经冷却器E6降温后的冷却水通过补水管E84进入到冷却水进水管E81中，与通入的外界循环冷却水汇合，进入到换热器E82中，去离子水罐E73中的去离子水在换热器E82内与冷却水进行换热，有效地实现了对去离子的冷却降温目的。冷却后的去离子进入到等离子气化炉中的氧气等离子炬上设置的水冷通道中，与水冷通道连通成循环水冷回路，以对工作中的氧气等离子体冷却。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，包括：

废锂电池梯次利用生产线，对废旧锂电池进行筛选、拆解、容量检测，对能够进行梯次利用的锂离子单体电池进行Pack组装；所述废锂电池梯次利用生产线包括用于对废旧电池进行拆解的废旧锂电池拆解系统(A)、用于对容量在一定范围内电池电芯进行分容处理的分容系统以及用于对合格单体电池进入Pack配组的Pack重组系统；

废锂电池资源化回收生产线，将无法进行梯次利用的锂离子单体电池及所述废锂电池梯次利用生产线运行过程中产生的废弃锂离子单体电池进行资源化回收；

危废焚烧处置系统，对所述废锂电池梯次利用生产线及所述废锂电池资源化回收生产线运行过程中产生的危险废物进行焚烧。

2.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，所述废旧锂电池拆解系统(A)包括沿生产线依次设置的用于将废旧电池包拆解成电池模组的电池包拆解系统(A1)、用于对电池模组进行扫码检测以判断是否可梯次利用与继续拆解的模组扫码检测系统(A2)以及用于对能够继续拆解的电池模组继续拆解的电池模组拆解系统(A3)；所述模组扫码检测系统(A2)与电池模组拆解系统(A3)之间设置有用于对可梯次利用的电池模组进行存放的回收区(A6)、用于对能够继续拆解的电池模组进行深度放电的放电区(A5)以及用于对是否可梯次利用与继续拆解的电池模组进行上下料分拣的第一机械手(A41)。

3.根据权利要求2所述的一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，所述电池包拆解系统(A1)包括用于输送废旧电池包的环形输送平台(A11)、间隔设置在环形输送平台(A11)两侧用于对废旧电池包进行横向输送并便于工作人员进行拆解的若干拆解操作平台(A12)以及用于控制装置整体运作的PLC控制器，与拆解操作平台(A12)位置相对应的环形输送平台(A11)下方设置有用于将废旧电池包顶起并能够横向输送至拆解操作平台(A12)的顶升移栽机(A13)，拆解操作平台(A12)的下方设置有用于对工作人员拆解后的电池模组进行输送的电池模组传送装置(A14)，环形输送平台(A11)、拆解操作平台(A12)、顶升移栽机(A13)和电池模组传送装置(A14)的受控端分别连接于PLC控制器的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，所述废锂电池资源化回收生产线包括：

废旧单体电池破碎系统(B)，用于对锂离子单体电池进行物理破碎，实现对破碎料中有价值材料的回收；

湿法萃取系统(C)，用于接收废旧单体电池破碎系统(B)输出的镍钴粉料，实现对镍钴粉料中硫酸盐进行回收。

5.根据权利要求4所述的一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，所述废旧单体电池破碎系统(B)包括：

电池破碎机(B2)，用于对投入的废旧单体电池进行破碎；所述电池破碎机(B2)的底端设置有电解液出口并连通设置有用于对电解液进行回收处置的冷凝回收系统(B10)；

低温烘焙炉(B3)，与电池破碎机(B2)的出料口相衔接，用于将电池破碎机破碎后物料进行烘干，以蒸发分解破碎后物料中的电解液；

第一锤磨机(B5)，与低温烘焙炉(B3)的出料口相衔接，用于将烘干后物料进行一级锤磨；

第一直线筛(B6)，与第一锤磨机(B5)的出料口相衔接，用于将一级锤磨后物料进行一级筛分；

磁选机构(B11)，与第一锤磨机(B5)的出料口相衔接，用于对一级锤磨后物料进行磁选，以分离出钢铁壳体；

第二锤磨机(B12)，与磁选机构(B11)的出料口相衔接，用于将磁选后物料进行二级锤磨；

旋风集尘器(B13)，与第二锤磨机(B12)的出料口相衔接，用于对颗粒状铜铝箔、隔膜纸、正负极粉料进行初分选处理；

滚筒筛(B14)，与旋风集尘器(B13)的出料口相衔接，用于分选输出正负极混合料；

重力分选系统，与滚筒筛(B14)的出料口相衔接，用于将剩余物料中的铜箔、铝箔粗分并分别回收；

所述电池破碎机(B2)和低温烘焙炉(B3)的上方设置有用于对生产过程中的废气进行负压吸附收集的第一负压吸附系统，第一锤磨机(B5)、第一直线筛(B6)、磁选机构(B11)、第二锤磨机(B12)、滚筒筛(B14)和重力分选系统的上方设置有用于对生产过程中的废气进行负压吸附收集的第二负压吸附系统，第一负压吸附系统连接设置有用于对废气进行处置的废气处理系统(B4)，第二负压吸附系统和旋风集尘器(B13)的上方连接设置有用于对收集的粉尘进行处置的集尘处理系统(B16)；

所述电池破碎机(B2)与低温烘焙炉(B3)之间、低温烘焙炉(B3)与第一锤磨机(B5)之间、第一直线筛(B6)与磁选机构(B11)之间、磁选机构(B11)与第二锤磨机(B12)之间、第二锤磨机(B12)与滚筒筛(B14)之间以及滚筒筛(B14)与重力分选系统之间分别通过输送机构相连接。

6.根据权利要求4所述的一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，所述湿法萃取系统(C)包括：

浸出装置(C1)，用于对电池破碎分选后的镍钴粉料进行除铝、除铁；

萃取装置(C2)，与浸出装置(C1)的出液端连接，用于对浸出后滤液进行萃取以得到硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰产品；以及

碳酸锂生产装置(C3)，与浸出装置(C1)的出渣端连接，用于对浸出后氟化物沉渣进行处理以得到碳酸锂；

所述萃取装置(C2)的出料端连接有用于分别将萃取得到的硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰溶液进行浓缩结晶的硫酸盐结晶釜(C24)，硫酸盐结晶釜(C24)的出料端连接设置有用于将结晶后硫酸盐进行快速烘干的第一闪蒸烘干机(C25)，第一闪蒸烘干机(C25)的顶端设置有布袋收尘器。

7.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，所述危废焚烧处置系统包括预处理及上料系统(D1)以及分别与预处理及上料系统(D1)出料末端相连接的回转窑焚烧系统(D2)和等离子体处置系统(D6)，回转窑焚烧系统(D2)和等离子体处置系统(D6)的出气端连通有用于对高温烟气中热量进行余热回收的余热锅炉(D4)，余热锅炉(D4)的出气端连通有烟气净化处理系统(D5)，烟气净化处理系统(D5)连接有用于排气的烟囱(D7)；所述回转窑焚烧系统(D2)和等离子体处置系统(D6)的出气端连通有用于对二噁英污染物彻底分解的二次燃烧室(D3)，二次燃烧室(D3)的出气端与余热锅炉(D4)的进气端相连通；所述余热锅炉(D4)上设置有在高温条件下与烟气中氮氧化物充分接触反应、以初步脱除烟气中氮氧化物的非催化还原SNCR装置；所述烟气净化处理系统(D5)中还设置有用于对烟气中氮氧化物进一步脱除的SCR反应塔(D55)。

8.根据权利要求1所述的一种废旧电池回收处置系统，其特征在于，所述废旧锂电池来源于报废汽车或废旧家用电器；所述废旧锂电池为圆柱电池、软包电池或方壳电池的一种或多种。

9.一种废旧电池回收处置工艺，其特征在于，所述工艺基于如权利要求1至8任意一项所述的一种废旧电池回收处置系统进行，包括以下步骤：

S1、对废旧电池进行梯次利用，包括：

对废旧锂电池进行拆解，利用废旧锂电池拆解系统(A)依次将废旧电池包拆解成单体电池，并对单体电池进行扫码检测以判断是否可梯次利用与继续拆解，并将拆解后的单体电池输出；

人工筛选，将拆解后的单体电池进行人工筛选，将完好和破损的单体电池分别分类，将破损的单体电池收集存放于不合格电池存放区，进入资源化回收工序进一步处理；

容量检测：将完好的单体电池电芯进行容量检测，判断单体电池是否可进行梯次利用，将能够进行梯次利用的单体电池进行梯次利用，将无法进行梯次利用的单体电池收集后进入资源化回收工序进一步处理；

分容：对能够进行梯次利用的单体电池在分容区进行储能，对单体电池的电池容量进行恢复；

Pack配组：对经分容处理后的单体电池进行性能分析，将合格的单体电池通过Pack重组系统进行Pack配组；

S2、将无法进行梯次利用的锂离子单体电池及所述废锂电池梯次利用生产线运行过程中产生的废弃锂离子单体电池进行资源化回收，包括：

酸浸放电：将锂离子单体电池投入稀酸浸泡池，酸浸放电一定时间；

水洗：将经酸浸放电后的锂离子单体电池投入水洗槽进行水洗；

破碎、焙烧、分选：将锂离子单体电池进行物理破碎、分选得到钢壳、铝箔、铜片、石墨粉、含镍钴粉料；

含镍钴粉料依次经过浸出工序、萃取工序、碳酸锂生产工序，最后经闪蒸烘干后制得碳酸锂产品；

S3、对所述废锂电池梯次利用生产线及所述废锂电池资源化回收生产线运行过程中产生的危险废物采用回转窑焚烧线工艺或等离子体处置线工艺进行焚烧。

10.根据权利要求9所述的一种废旧电池回收处置工艺，其特征在于，所述步骤S2中，破碎、焙烧、分选的工序包括以下步骤：

投料：将废旧单体电池输送至电池破碎机(B2)内；

粗破：利用电池破碎机(B2)对废旧单体电池进行粗破碎；

电解液回收：电池破碎机(B2)将粗破后的物料中夹杂的电解液排入至冷凝回收系统(B10)进行冷凝回收；

低温烘焙：粗破后的物料，全密闭式输送到低温烘焙炉(B3)，进行烘干蒸发分解电解液，烘干后的物料进行下一级全密闭输送；

超低温冷凝：将粗破及低温烘焙过程中产生的气体首先通过微负压集气进入超低温冷凝系统，收集凝华出来的液相之后，尾气排入废气处理系统(B4)，经过降温、洗涤、UV光分解、活性炭处理后，达到排放标准排入大气；

一级锤磨：烘干后的物料，经过全密闭输送进入第一锤磨机(B5)进行一级磨碎；

磁壳分选：经过一级磨碎后的物料，在输送下段过程中同步进行磁选，分出钢铁壳体；

二级磨碎：去除磁性壳体后的物料，经过全密闭输送，进入第二锤磨机(B12)进行二级磨碎，完成正负极粉料与铜铝箔分离，并将铜铝箔搓揉成球状颗粒；

风选：将步骤S8中的物料密闭送入旋风集尘器(B13)后，进行颗粒状铜铝箔、隔膜纸、正负极粉料初分选处理；

正负极粉料回收：经风选后的物料进入滚筒筛(B14)分选，输出正负极混合的粉料，粉料由吨袋收集；

隔膜纸回收：将步骤S10分选出的隔膜纸进行回收；

铜铝箔回收：去除隔膜纸后的物料进行到重力分选系统，进行铜箔、铝箔粗分并分别回收；

集尘处理：将全流程中的含粉尘气体，通负压风机吸附后进入集尘处理系统进行粉料回收及处理后，达标排放。

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