CN114084924A - 锂电池电解液封闭加热挥发装置 - Google Patents

Abstract

锂电池电解液封闭加热挥发装置，涉及锂电池处理技术领域，一级封闭螺旋装置包括螺旋轴与壳体，内壳与外壳之间的夹层内通有加热液体；内壳内通有加热气体；一级封闭螺旋装置倾斜放置，其下端部设置有物料、加热液体、加热气体的进口，上端部设置有物料、加热液体的出口；上端部的收风罩通过管道连接过滤装置，由风机提供动力排出；所述加热液体通过循环泵提供动力和液体加热器加热，通过液体管道通向加热液体的进口，经夹层，到出口，再经液体管道实现循环；所述加热气体经加热装置加热，通过管道通入加热气体的进口。本发明的优点是：对动力锂电池的电解液在无氧或贫氧状态下进行热挥发，方便地回收电解液，有效地减轻环境污染。

Description

锂电池电解液封闭加热挥发装置

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，进一步是对锂电池进行处理的装置，尤其是对锂电池的电解液在无氧或贫氧状态下进行热挥发的装置。

背景技术

现代社会中垃圾处理成为一个重要问题。其中，大量的废旧锂电池的处理就是一个必须面对的问题，特别是锂电池电解液的处理。锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。锂电池电解液如果处理不当而排放，既污染环境又浪费资源。

目前废旧锂离子电池处理工艺通常为：先将电池焚烧以除去有机物，再筛选去铁和铜后，将残余粉加热并溶于酸中，用有机溶媒便可提出氧化钴，可用作颜料、涂料的制作原料。而实际上，由于锂电池电解液含水份，焚烧易产生污染；而一般的水份蒸发技术，不能很好地解决电解液含水份的问题。

基于此，申请人致力于解决这一实际问题的研究，研发出新型“锂电池电解液封闭加热挥发装置”。 主要对动力锂电池的电解液在无氧或贫氧状态下进行热挥发，从而可较好地去除回收电解液；也可用于其它物料含水份或含易挥发液体或固态的去水份及挥发物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池电解液封闭加热挥发装置，其使锂电池电解液很好地挥发水份，方便地回收电解液。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

锂电池电解液封闭加热挥发装置，包括一级封闭螺旋装置，其特征在于：所述一级封闭螺旋装置包括：螺旋轴与壳体，所述螺旋轴包括转轴与螺旋叶片，所述壳体包括内壳与外壳；内壳与外壳之间的夹层内通有加热液体；内壳内通有加热气体；一级封闭螺旋装置倾斜放置，其下端部设置有物料进口、加热液体进口、加热气体进口，上端部设置有物料出口、加热液体出口；上端部还设置有收风罩，收风罩通过管道连接过滤装置，由风机提供动力排出；所述物料由闭风进料装置导入物料进口，进入内壳内；所述加热液体通过循环泵提供动力，由液体加热器加热，通过液体管道通向加热液体进口，经夹层，到加热液体出口，再经液体管道实现循环；所述加热气体经加热装置加热，通过管道通入加热气体进口。

进一步：

所述一级封闭螺旋装置连接二级封闭螺旋装置，所述二级封闭螺旋装置包括：螺旋轴与壳体，所述螺旋轴包括转轴与螺旋叶片，所述壳体包括内壳与外壳；内壳与外壳之间的夹层内通有加热液体；内壳内通有加热气体；二级封闭螺旋装置倾斜放置，其下端部设置有物料进口、加热液体进口、加热气体进口，上端部设置有物料出口、加热液体出口；一级封闭螺旋装置的物料出口连通二级封闭螺旋装置的物料进口、一级封闭螺旋装置的加热液体出口连通二级封闭螺旋装置的加热液体进口；所述加热液体通过循环泵提供动力，由液体加热器加热，通过液体管道分别通向一级封闭螺旋装置和二级封闭螺旋装置的加热液体进口，经夹层，到加热液体出口，其中，一级封闭螺旋装置加热液体出口连接二级封闭螺旋装置的加热液体进口，二级封闭螺旋装置的加热液体出口再经液体管道实现循环；所述加热气体经加热装置加热，通过管道分别通入一级封闭螺旋装置和二级封闭螺旋装置的加热气体的进口。

所述过滤装置包括旋风集料器和脉冲除尘器。

所述一级封闭螺旋装置或/和二级封闭螺旋装置设置于支架上，支架上设置有可调节支脚。

所述二级封闭螺旋装置加热气体的进口设置于转轴，转轴中心为空心，内通加热气体，加热气体喷气口设置于转轴的中部。

所述一级封闭螺旋装置加热气体的进口设置于转轴，转轴中心为空心，内通加热气体，加热气体喷气口设置于转轴的前端部。

所述壳体和夹层均为U型，壳体上设有盖板。

所述液体管道上设置有补水装置。

所述加热气体指氮气或二氧化碳或惰性气体。

本发明的有益效果是：本发明对动力锂电池的电解液在无氧或贫氧状态下进行热挥发，方便地回收电解液，有效地减轻环境污染。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明结构示意图，图2为本发明封闭加热挥发螺旋截面示意图。

图中：闭风进料螺旋1、进料口2、喷气口A3、一级封闭螺旋装置4、收风罩5、电机减速机A6、二级封闭螺旋装置7、喷气口B8、挥发气体管道9、电机减速机B10、旋风集料器11、闭风排料器A12、补水箱13、闭风排料器B14、可调节支腿15、支架16、制氮机17、气体加热箱18、液体循环泵19、加热器20、加热液体管道21、脉冲除尘器22、风机23、连接管24、出料口25、送料口26、进料电机27、螺旋叶片28、转轴29、夹层30、盖板31。

具体实施方式

如图1—2所示，锂电池电解液封闭加热挥发装置，闭风进料螺旋1由进料电机27带动旋转，闭风进料螺旋1的结构包括螺旋轴与壳体，所述螺旋轴包括转轴与螺旋叶片，闭风进料螺旋1的首端设置有送料口26、末端设置有进料口2，进料口2通向一级封闭螺旋装置装置4。

一级封闭螺旋装置4为倾斜放置（倾斜角为15—45度），入口低，出口高；其下端部设置有物料的进口——进料口2、加热液体的进口、加热气体的进口，上端部设置有物料的出口——出料口25、加热液体出口；一级封闭螺旋装置装置4上端设置有电机减速机A6，由电机减速机A6带动一级封闭螺旋装置装置4旋转；一级封闭螺旋装置装置4上设置有喷气口A3；一级封闭螺旋装置4的末端设置有挥发螺旋收风罩5，挥发螺旋收风罩5通过挥发气体管道9将气体导向旋风集料器11，旋风集料器11运作后，杂质通过闭风排料器A12排出；净化后的气体通过管道导入脉冲除尘器22，经管道由风机23排出。一级封闭螺旋装置4的末端出料口25通向二级封闭螺旋装置7的入料口。一级封闭螺旋装置4下方设置有螺旋支架16，螺旋支架下方设置有调节支腿15。

二级封闭螺旋装置7倾斜放置（倾斜角为15—45度），入口低，出口高；其下端部设置有物料的进口、加热液体的进口、加热气体的进口，上端部设置有物料的出口、加热液体出口；二级封闭螺旋装置7中部设置有喷气口B8，二级封闭螺旋装置7的末端连通闭风排料器B14，二级封闭螺旋装置7由电机减速机B10带动旋转；二级封闭螺旋装置7下方设置有螺旋支架16，螺旋支架16下方设置有调节支腿15。

制氮机17将氮气（还可以是二氧化碳气体或其它惰性气体）通向气体加热箱18，并得到加热，通过加热气体管道（图1中的虚线表示）分别输入一级封闭螺旋装置4的加热气体入口和二级封闭螺旋装置7的加热气体入口。

一级封闭螺旋装置4上端下方设置有加热液体管道21，加热液体管道21连通夹层30入口，夹层30出口通过连通管24通向二级封闭螺旋装置7的夹层30入口，夹层30出口通过加热液体管道21连通补水箱13，补水箱13通过加热液体管道21连通加热器20和液体循环泵19，液体循环泵19通过加热液体管道21连通一级封闭螺旋装置4下端下方的夹层30入口。

如图2所示，一级封闭螺旋装置4和二级封闭螺旋装置7的结构是：转轴29上分布着螺旋叶片28，螺旋叶片28的螺旋方向一致，螺旋筒为U型结构，内筒与外筒间为夹层30，螺旋筒上部设置有盖板31。转轴29为空心结构，用以通加热气体。

本发明原理说明：

A.破碎后锂电池物料或其它物料经闭风进料螺旋1（也可用闭风给料设备）进入闭风进料螺旋装置，闭风进料螺旋装置的结构是：转轴有螺旋叶片，在转轴的尾端有一段无螺旋叶片，螺旋叶片将物料输送到尾端无螺旋叶片处时，物料堆积形成封闭空间，达到闭风隔绝氧气及输送的效果，使进料保证挥发装置内部与外部空气形成隔绝状态。

B.物料经进料口2进入一级封闭螺旋装置4内，一级封闭螺旋装置内外壳体和加热夹层均为U型（参见图2），此结构相对与圆形筒体不易卡料，输送物料容量更大，上端设有盖板31，可防止挥发气体和加热气体泄漏，并有保温作用。一级封闭螺旋装置4转轴29中心为空心的，可以输送加热气体，加热气体的温度小于150（下同），通过喷气口A3喷出，喷气口A3位于一级封闭螺旋装置4的前端（在中部或者在后端喷气物料接触时间都会较短，达不到充分加热的作用），轴上装有螺旋叶片28，加热气体能够较长时间的与物料在输送翻滚过程中充分的结合，达到充分加热的作用。夹层30能够输送加热液体（也可电加热和热气加热），加热液体的温度小于140（下同），在筒体外部可以使物料充分地加热，经过内外部的同时加热，使物料加速充分的加热，加速挥发。电机减速机6调节相应的转速，使物料加热挥发到一定的程度，由一级封闭螺旋装置4的末端排入二级封闭螺旋装置7的前端。

C.二级封闭螺旋装置7与一级封闭螺旋装置4结构原理相同，物料在二级封闭螺旋装置7中电机减速机10调节相应的转速，使物料加热挥发到一定的程度，通过闭风排料器14排出（闭风排料器14达到与外界气体隔绝），喷气口B8位于二级封闭螺旋装置7中部附近（喷气口B8位于前端加热氮气很快会从收风罩5抽走；位于后端则加热氮气与物料接触时间较短，加热物料热量直接经闭风排料器14排出，位于中部附近加热气体可以有较长时间与物料充分地加热），调节电机减速机10相应的转速，使物料加热挥发到一定的程度，通过闭风排料器14排出。一级封闭螺旋装置4与二级封闭螺旋装置7支架16支撑，并通过可调节支腿15，能够根据物料的需要调节相应的角度和高度，使物料挥发地更加充分、更干净。

D.物料在一级封闭螺旋装置4与二级封闭螺旋装置7中，通过内部的气体加热和外部夹层液体的加热，使物料中的挥发气体充分地挥发，挥发出的气体通过设置于一级封闭螺旋装置4末端上部的收风罩5排出，排入旋风集料器11中进行过滤收集。挥发气体从旋风集料器11排入脉冲除尘器22中，经过滤由风机23提供动力排出，图1中空心箭头表明了挥发气体的走向。旋风集料器11和脉冲除尘器22两者的作用是分离挥发气体中带走的电池黑粉，净化挥发气体，收集电池黑粉。

E.加热惰性气体（或加热热气体）经过制氮机17（可以采用氮气、氦气、二氧化氮等惰性气体）制出相应压力的气体沿瘦实线箭头（见图1）所示的虚线管道运行（为区分其它管道采用虚线管道表示），经气体加热箱18加热后，通过管道分别充入一级封闭螺旋装置4与二级封闭螺旋装置7的螺旋轴25中，加热惰性气体通过喷气口A3、喷气口B8喷出，在搅拌与输送过程中充分加热物料。

F.加热液体由液体循环泵19提供动力，将液体通入液体加热器20，经过加热的液体进入一级封闭螺旋装置4的夹层中，通过夹层内的液体加热挥发螺旋内的物料。加热液体从一级封闭螺旋装置4的夹层进入二级封闭螺旋装置7的夹层内进行加热。加热液体排入补水箱13中，补水箱13内设置自动补水装置，根据相应的液位，自动开启补水阀门进行补水，液体经重力落差进入液体循环泵19，完成循环加热利用的效果。图1中粗实箭头表明了加热液体的走向。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.锂电池电解液封闭加热挥发装置，包括一级封闭螺旋装置，其特征在于：所述一级封闭螺旋装置包括：螺旋轴与壳体，所述螺旋轴包括转轴与螺旋叶片，所述壳体包括内壳与外壳；内壳与外壳之间的夹层内通有加热液体；内壳内通有加热气体；一级封闭螺旋装置倾斜放置，其下端部设置有物料进口、加热液体进口、加热气体进口，上端部设置有物料出口、加热液体出口；上端部还设置有收风罩，收风罩通过管道连接过滤装置，由风机提供动力排出；所述物料由闭风进料装置导入物料进口，进入内壳内；所述加热液体通过循环泵提供动力，由液体加热器加热，通过液体管道通向加热液体进口，经夹层，到加热液体出口，再经液体管道实现循环；所述加热气体经加热装置加热，通过管道通入加热气体进口。

2.根据权利要求1所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述一级封闭螺旋装置连接二级封闭螺旋装置，所述二级封闭螺旋装置包括：螺旋轴与壳体，所述螺旋轴包括转轴与螺旋叶片，所述壳体包括内壳与外壳；内壳与外壳之间的夹层内通有加热液体；内壳内通有加热气体；二级封闭螺旋装置倾斜放置，其下端部设置有物料进口、加热液体进口、加热气体进口，上端部设置有物料出口、加热液体出口；一级封闭螺旋装置的物料出口连通二级封闭螺旋装置的物料进口、一级封闭螺旋装置的加热液体出口连通二级封闭螺旋装置的加热液体进口；所述加热液体通过循环泵提供动力，由液体加热器加热，通过液体管道分别通向一级封闭螺旋装置和二级封闭螺旋装置的加热液体进口，经夹层，到加热液体出口，其中，一级封闭螺旋装置加热液体出口连接二级封闭螺旋装置的加热液体进口，二级封闭螺旋装置的加热液体出口再经液体管道实现循环；所述加热气体经加热装置加热，通过管道分别通入一级封闭螺旋装置和二级封闭螺旋装置的加热气体的进口。

3.根据权利要求1所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述过滤装置包括旋风集料器和脉冲除尘器。

4.根据权利要求2所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述一级封闭螺旋装置或/和二级封闭螺旋装置设置于支架上，支架上设置有可调节支脚。

5.根据权利要求2所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述二级封闭螺旋装置加热气体的进口设置于转轴，转轴中心为空心，内通加热气体，加热气体喷气口设置于转轴的中部。

6.根据权利要求1或2所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述一级封闭螺旋装置加热气体的进口设置于转轴，转轴中心为空心，内通加热气体，加热气体喷气口设置于转轴的前端部。

7.根据权利要求1或2所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述壳体和夹层均为U型，壳体上设有盖板。

8.根据权利要求1或2所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述液体管道上设置有补水装置。

9.根据权利要求1或2所述的锂电池电解液封闭加热挥发装置，其特征在于：所述加热气体指氮气或二氧化碳或惰性气体。

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