CN117781676A - 一种废电池高温裂解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池回收技术领域，具体公开了一种废电池高温裂解装置，包括炉体、转轴、若干个扬料机构以及传动机构，炉体的两端分别密封设有第一轴承座法兰端盖和第二轴承座法兰端盖，炉体的一端侧壁设有入料口，另一端侧壁设有排气口和出料口，炉体外壁包裹有保温层，保温层外缠绕有电磁加热线圈；转轴转动设于炉体的内部；若干个扬料机构呈双螺旋线设于炉体内侧，且每个扬料机构均与转轴固定连接，扬料机构包括安装杆、刮板以及角度调节件，安装杆与转轴垂直连接，刮板与安装杆通过角度调节件连接，刮板与炉体的内壁相抵接；传动机构设于炉体外侧，用于控制转轴转动。本发明具有体积小、热解效率高以及热解效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电池回收技术领域，特别是涉及一种废电池高温裂解装置。
背景技术
目前，外热式燃油/燃气回转窑是要以天然气、柴油或其他燃料燃烧作为热源，对回转窑的本体外表面进行高温加热，通过热传导来加热窑内物料，从而达到高温裂解过程的设备。但废电池裂解出来的裂解气具有易燃易爆有毒及具有一定腐蚀性等特性，用传统窑面罩机械密封满足不了现时的生产要求。一是机械密封加工制作复杂，成本太高。二是机械密封并非完全密封可靠，一旦裂解气产生泄漏，会造成严重安全隐患。另外，现有的回转窑整体结构复杂，占用空间大，并且物料在窑内易产生板结的情况，影响热解效率以及热解效果。因而需重新研发设计一台安全可靠、处理效率高的废电池高温裂解装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：如何解决现有技术中存在设备体积大、热解效率低以及热解效果差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种废电池高温裂解装置，包括：
炉体，所述炉体的两端分别密封设有第一轴承座法兰端盖和第二轴承座法兰端盖，所述炉体的一端侧壁设有入料口，另一端侧壁设有排气口和出料口，所述炉体的外壁包裹有保温层，所述保温层外侧缠绕有电磁加热线圈；
转轴，所述转轴沿所述炉体的轴向设于所述炉体的内部，且所述转轴的两端分别与所述第一轴承座法兰端盖和第二轴承座法兰端盖转动连接；
若干个扬料机构，若干个所述扬料机构呈双螺旋线设于所述炉体内部，且每个所述扬料机构均与所述转轴固定连接，所述扬料机构包括安装杆、刮板以及角度调节件，所述安装杆与所述转轴垂直连接，所述刮板与所述安装杆通过所述角度调节件连接，所述刮板与所述炉体的内壁相抵接；以及
传动机构，设于所述炉体外侧，用于控制所述转轴转动。
进一步优选地，所述传动机构包括：
传动电机，所述传动电机设于所述炉体外侧；
减速机，所述减速机的输入端与所述传动电机的输出端连接；
第一链轮，所述第一链轮与所述转轴同轴连接；
第二链轮，所述第二链轮设于所述减速机的输出端；以及
传动链，所述传动链分别与所述第一链轮和第二链轮啮合连接以实现传动。
进一步优选地，所述第一轴承座法兰端盖上设有第一轴承，所述第一轴承上设有传动轴头，所述传动轴头与所述转轴的端部同轴连接，所述第一链轮安装于所述传动轴头上。
进一步优选地，所述第一轴承座法兰端盖靠近所述炉体的一端设有第一填料座法兰，所述第一填料座法兰上设有第一气体密封保护装置，所述第一气体密封保护装置与所述转轴之间设有第一高温填料，所述第一气体密封保护装置与所述第一高温填料之间形成有第一冷却水室，所述第一冷却水室用于注入冷却水。
进一步优选地，所述第二轴承座法兰端盖上设有第二轴承，所述第二轴承上设有联轴管，所述联轴管的一端设有旋转接头。
进一步优选地，所述第二轴承座法兰端盖靠近所述炉体的一端设有第二填料座法兰，所述第二填料座法兰上设有第二气体密封保护装置，所述第二气体密封保护装置与所述转轴之间设有第二高温填料，所述第二气体密封保护装置与所述第二高温填料之间形成有第二冷却水室，所述第二冷却水室用于注入冷却水。
进一步优选地，所述转轴为中空结构，所述转轴内同轴设有冷却水管，所述冷却水管的一端穿过所述联轴管并与所述旋转接头相连通。
进一步优选地，所述冷却水管与所述转轴之间形成有导流腔室，所述冷却水管的侧壁开设有与所述导流腔室相连通的通孔，所述冷却水管与所述联轴管之间形成有回流间隙。
进一步优选地，还包括水封防爆装置，所述水封防爆装置设于所述炉体外侧。
进一步优选地，所述水封防爆装置包括自动补水机构，所述自动补水机构用于为所述水封防爆装置进行自动补水。
本发明提供的一种废电池高温裂解装置与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明通过在炉体外壁设置保温层，能有效避免炉体内部热量的散失，保证对废电池的热解温度，从而提高热解效率；通过设置电磁加热线圈能够保证炉体内部温度的均匀性，可解决现有回转窑整体结构复杂、占用空间大的缺陷；另外，通过在炉体的两端密封设置第一轴承座法兰端盖和第二轴承座法兰端盖，可使得裂解气仅能从排气口排至尾气处理系统进行处理，有效避免裂解气产生泄露而出现安全隐患，在转轴上设置若干个呈双螺旋线设置的扬料机构，转轴在传动机构的作用下带动扬料机构转动，从而保证物料(如废电池)能与炉体的传热面能充分快速接触，实现物料能充分翻滚和热解反应，能提高反应器换热面的清洁度，防止结焦现象产生，保证其传热效率优势，有效解决了现有技术中物料在窑内易产生板结的问题，提高热解效果；再者，还可以通过角度调节件调节刮板的角度，使得刮板在转动的过程中能同时推动物料从入料口向出料口的方向移动，使得物料在翻滚和热解反应的同时也向前移动，从而提高生产效率。
附图说明
图1是本发明所述一种废电池高温裂解装置的结构示意图。
图2是本发明所述一种废电池高温裂解装置的左视图。
图3是本发明图2中A-A截面的剖视图。
图4是本发明所述一种废电池高温裂解装置的右视图。
图5是本发明所述第一轴承座法兰端盖与炉体的装配示意图。
图6是本发明所述第二轴承座法兰端盖与炉体的装配示意图。
图7是本发明图2中B-B截面的剖视图。
图中：1、炉体；2、第一轴承座法兰端盖；3、第二轴承座法兰端盖；4、入料口；5、排气口；6、出料口；7、转轴；8、扬料机构；9、传动电机；10、传动链；11、第一链轮；12、第二链轮；13、冷却水管；14、传动轴头；15、第一轴承；16、第一高温填料；17、第一填料座法兰；18、第一气体密封保护装置；19、第一冷却水室；20、导流腔室；21、第二填料座法兰；22、第二气体密封保护装置；23、第二冷却水室；24、联轴管；25、第二高温填料；26、第二轴承；27、旋转接头；81、安装杆；82、刮板；83、角度调节件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“之间”、“内”、“外”、“靠近”、“远离”、“一端”、“另一端”、“朝向”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图7所示，本实施例提供一种废电池高温裂解装置，包括炉体1、转轴7和传动机构，炉体1的两端分别密封设有第一轴承座法兰端盖2和第二轴承座法兰端盖3，炉体1的一端侧壁设有入料口4，另一端侧壁设有排气口5和出料口6，炉体1的外壁包裹有保温层(未图示)，保温层外侧缠绕有电磁加热线圈(未图示)；转轴7沿炉体1的轴向设于炉体1的内部，且转轴7的两端分别与第一轴承座法兰端盖2和第二轴承座法兰端盖3转动连接，传动机构设于炉体1外侧，用于控制转轴7转动；通过在炉体1外壁设置保温层，能有效避免炉体内部热量的散失，保证对废电池的热解温度，从而提高热解效率，也有效避免炉体1外壁所产生的高温对电磁加热线圈造成损害；通过设置电磁加热线圈能够保证炉体1内部温度的均匀性，可解决现有回转窑整体结构复杂、占用空间大的缺陷；另外，通过在炉体1的两端密封设置第一轴承座法兰端盖2和第二轴承座法兰端盖3，可使得裂解气仅能从排气口5排至尾气处理系统进行处理，有效避免裂解气产生泄露而出现安全隐患。
在上述示例中，废电池高温裂解装置可以是单个使用，也可以是多个串联使用，即第一废电池高温裂解装置的炉体的出料口与第二废电池高温裂解装置的炉体的入料口相连接，以延长物料(如废电池)在炉体内高温裂解的路径，从而提高物料(如废电池)的裂解效率和提升裂解效果。
在具体示例中，废电池高温裂解装置还包括若干个扬料机构8，若干个扬料机构8呈双螺旋线设于炉体1内部，且每个扬料机构8均与转轴7固定连接，扬料机构8包括安装杆81、刮板82以及角度调节件83，安装杆81与转轴7垂直连接，即安装杆81沿炉体1的径向延伸，刮板82与安装杆81通过角度调节件83连接，刮板82与炉体1的内壁相抵接，在转轴7上设置若干个呈双螺旋线设置的扬料机构8，转轴7在传动机构的作用下带动扬料机构8转动，从而保证物料(废电池)能与炉体1的传热面能充分快速接触，实现物料能充分翻滚和热解反应，能提高反应器换热面的清洁度，防止结焦现象产生，保证其传热效率优势，有效解决了现有技术中物料在窑内易产生板结的问题。
在上述示例中，若干个扬料机构8在炉体1轴向的投影呈周向间隔布置，刮板82相对于炉体1的轴线倾斜一定角度，可以通过角度调节件83调节刮板82的角度，使得刮板82在转动的过程中能同时推动物料从入料口4向出料口6的方向移动，使得物料在翻滚和热解反应的同时也向前移动，从而提高生产效率。
在上述示例中，最靠近第二轴承座法兰端盖3的一组刮板82的倾斜方向与其他的刮板82的倾斜方向相反，该位置的刮板82的倾斜方向相反能够带动物料往反向移动至出料口6，以避免物料在第二轴承座法兰端盖3处出现堆积。
在一些示例中，传动机构包括传动电机9、减速机(未注释)、第一链轮11、第二链轮12以及传动链10，其中，传动电机9设于炉体1外侧；减速机的输入端与传动电机9的输出端连接；第一链轮11与转轴7同轴连接；第二链轮12设于减速机的输出端；传动链10分别与第一链轮11和第二链轮12啮合连接以实现传动。
在一些示例中，如图5所示，第一轴承座法兰端盖2上设有第一轴承15，第一轴承15上设有传动轴头14，传动轴头14与转轴7的端部同轴连接，第一链轮11安装于传动轴头14上，从而能将传动电机9的动力传递至传动轴头14，再通过传动轴头14带动转轴7转动，进而带动扬料机构8转动，从而保证物料(如废电池)能与炉体1的传热面能充分快速接触，实现物料能充分翻滚和热解反应。
在上述示例中，由于第一轴承座法兰端盖2和转轴7之间仍存在一定的间隙，为避免热解气从间隙中外泄，为此，在第一轴承座法兰端盖2靠近炉体1的一端设有第一填料座法兰17，第一填料座法兰17上设有第一气体密封保护装置18，第一气体密封保护装置18与转轴7之间设有第一高温填料16，第一气体密封保护装置18与第一高温填料16之间形成有第一冷却水室19，第一冷却水室19用于注入冷却水，有效降低高温对填料造成的损害。
在一些示例中，如图6所示，第二轴承座法兰端盖3上设第二轴承26，第二轴承26上设有联轴管24，联轴管24的一端设有旋转接头27。
同理，由于第二轴承座法兰端盖3和转轴7之间仍存在一定的间隙，为避免热解气从间隙中外泄，为此，在第二轴承座法兰端盖3靠近炉体1的一端设有第二填料座法兰21，第二填料座法兰21上还设有第二气体密封保护装置22，第二气体密封保护装置与转轴之间设有第二高温填料，第二气体密封保护装置22与第二高温填料25之间形成有第二冷却水室23，第二冷却水室23用于注入冷却水，有效降低高温对填料造成损害。
第一填料座法兰17置于第一轴承座法兰端盖2与炉体1之间，第二填料座法兰21置于第二轴承座法兰端盖3与炉体1之间以使得炉体1的端部能够形成密闭状态，避免热解气出现泄露而引发安全隐患。
另外，第一气体密封保护装置18和第二气体密封保护装置22自身形成有充气腔，且均可充入氮气形成氮气外溢密封，利用氮气外溢实现转轴7与端盖之间的密封，有效避免外界气体进入炉体1内部而干扰物料的热解，且本示例采用的是电磁加热方式，氮气填充不会对物料的热解产生影响。
在一些示例中，为避免高温对转轴7造成损害，为此，将转轴7设计成中空结构，转轴7内同轴设有冷却水管13，冷却水管13的一端穿过联轴管24并与旋转接头27相连通；冷却水管13与转轴7之间形成有导流腔室20，冷却水管13的侧壁开设有与导流腔室20相连通的通孔，冷却水管13与联轴管24之间形成有回流间隙，以此，冷却水通过旋转接头27输送至冷却水管13内，再由通孔进入导流腔室20，带走转轴7的热量后，热交换后的热水再从回流间隙引流至外界，从而可以有效避免炉体1内裂解的烟气因高温对转轴7造成损害。
在其他示例中，冷却水也可以通过回流间隙进入导流腔室20内，再通过通孔进入冷却水管13，最后由冷却水管13导出，与上述示例相比，虽然冷却水的流动方向完全相反，但冷却效果相近。
在其他示例中，为了防止热解炉压力升高，有效保证热解炉安全生产，还可以在炉体1外装配了水封防爆装置(未图示)，同时为了防止水封防爆装置内部水分蒸发，水封防爆装置还配带有自动补水机构(未图示)为水封防爆装置进行自动补水，使水位保持在监控范围内，保证设备安全生产。
本发明的工作过程为：物料(如废电池)由入料口4进入炉体1内，由出料口6排出，热解气从排气口5排至尾气处理系统，对物料进行热解时，预先对转轴7通入冷却水，启动电磁加热线圈对炉体1内进行加热至高温，启动传动电机9，传动电机9通过减速机、第一链轮11、第二链轮12以及传动链10驱动转轴7转动，从而带动扬料机构8转动，从而保证物料能与炉体1的传热面能充分快速接触，实现物料能充分翻滚和热解反应，由于若干个扬料机构8呈双螺旋线设于炉体1内侧，且刮板82相对于炉体1的轴线倾斜一定角度，为此，刮板82在转动的过程中能同时推动物料从入料口4向出料口6的方向移动，使得物料在翻滚和热解反应的同时也向前移动，从而提高生产效率。
综上，本发明实施例提供一种废电池高温裂解装置，其通过在炉体1外壁设置保温层，能有效避免炉体内部热量的散失，保证对废电池的热解温度，从而提高热解效率；通过设置电磁加热线圈能够保证炉体1内部温度的均匀性，可解决现有回转窑整体结构复杂、占用空间大的缺陷；另外，通过在炉体1的两端密封设置第一轴承座法兰端盖2和第二轴承座法兰端盖3，可使得裂解气仅能从排气口5排至尾气处理系统进行处理，有效避免裂解气产生泄露而出现安全隐患，在转轴7上设置若干个呈双螺旋线设置的扬料机构8，转轴7在传动机构的作用下带动扬料机构8转动，从而保证物料能与炉体1的传热面能充分快速接触，实现物料能充分翻滚和热解反应，能提高反应器换热面的清洁度，防止结焦现象产生，保证其传热效率优势，有效解决了现有技术中物料在窑内易产生板结的问题；再者，还可以通过角度调节件83调节刮板82的角度，使得刮板82在转动的过程中能同时推动物料从入料口4向出料口6的方向移动，使得物料在翻滚和热解反应的同时也向前移动，从而提高生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述优选实施方式的细节，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种废电池高温裂解装置，其特征在于，包括：
炉体，所述炉体的两端分别密封设有第一轴承座法兰端盖和第二轴承座法兰端盖，所述炉体的一端侧壁设有入料口，另一端侧壁设有排气口和出料口，所述炉体外壁包裹有保温层，所述保温层外缠绕有电磁加热线圈；
转轴，所述转轴沿所述炉体的轴向设于所述炉体的内部，且所述转轴的两端分别与所述第一轴承座法兰端盖和第二轴承座法兰端盖转动连接；
若干个扬料机构，若干个所述扬料机构呈双螺旋线设于所述炉体内部，且每个所述扬料机构均与所述转轴固定连接，所述扬料机构包括安装杆、刮板以及角度调节件，所述安装杆与所述转轴垂直连接，所述刮板与所述安装杆通过所述角度调节件连接，所述刮板与所述炉体的内壁相抵接；以及
传动机构，设于所述炉体外侧，用于控制所述转轴转动。
2.根据权利要求1所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述传动机构包括：
传动电机，所述传动电机设于所述炉体外侧；
减速机，所述减速机的输入端与所述传动电机的输出端连接；
第一链轮，所述第一链轮与所述转轴同轴连接；
第二链轮，所述第二链轮设于所述减速机的输出端；以及
传动链，所述传动链分别与所述第一链轮和第二链轮啮合连接以实现传动。
3.根据权利要求2所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述第一轴承座法兰端盖上设有第一轴承，所述第一轴承上设有传动轴头，所述传动轴头与所述转轴的端部同轴连接，所述第一链轮安装于所述传动轴头上。
4.根据权利要求3所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述第一轴承座法兰端盖靠近所述炉体的一端设有第一填料座法兰，所述第一填料座法兰上设有第一气体密封保护装置，所述第一气体密封保护装置与所述转轴之间设有第一高温填料，所述第一气体密封保护装置与所述第一高温填料之间形成有第一冷却水室，所述第一冷却水室用于注入冷却水。
5.根据权利要求1所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述第二轴承座法兰端盖上设有第二轴承，所述第二轴承上设有联轴管，所述联轴管的一端设有旋转接头。
6.根据权利要求5所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述第二轴承座法兰端盖靠近所述炉体的一端设有第二填料座法兰，所述第二填料座法兰上设有第二气体密封保护装置，所述第二气体密封保护装置与所述转轴之间设有第二高温填料，所述第二气体密封保护装置与所述第二高温填料之间形成有第二冷却水室，所述第二冷却水室用于注入冷却水。
7.根据权利要求6所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述转轴为中空结构，所述转轴内同轴设有冷却水管，所述冷却水管的一端穿过所述联轴管并与所述旋转接头相连通。
8.根据权利要求7所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述冷却水管与所述转轴之间形成有导流腔室，所述冷却水管的侧壁开设有与所述导流腔室相连通的通孔，所述冷却水管与所述联轴管之间形成有回流间隙。
9.根据权利要求1所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，还包括水封防爆装置，所述水封防爆装置设于所述炉体外侧。
10.根据权利要求9所述的一种废电池高温裂解装置，其特征在于，所述水封防爆装置包括自动补水机构，所述自动补水机构用于为所述水封防爆装置进行自动补水。
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