CN210292855U - 一种生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统，其包括第一气氛炉、对氧含量要求低于第一气氛炉的第二气氛炉以及用于将第一气氛炉排出的含有氧气的废气回收并送入第二气氛炉的联用部，联用部包括与第一气氛炉的废气排出口相连接的洗气塔、用于将通入洗气塔的废气过滤提纯的精滤组件以及连接于洗气塔和精滤组件之间的稳压组件。通过将生产三元811气氛炉排出的富氧废气经过洗气、升压、干燥后输入进三元622气氛炉内，既能保证气氛炉内的压力平衡，又能降低气氛中微量二氧化碳的残留量，提高锂离子电池正极材料烧结时的质量，还能大幅度提高氧气的使用效率，降低制氧功耗，达到节能减排的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及气氛炉氧气循环利用技术领域，尤其是涉及一种生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统。
背景技术
新能源汽车产业已经成为国家战略性新兴产业，被给予支持未来经济发展和实现汽车产业转型升级的厚望。新能源汽车当前的核心问题之一是续航里程不足，根本原因在于电池技术，三元锂离子电池具备高能量密度特性，完全符合产业发展趋势，已逐渐成为锂离子电池主流技术路线。三元正极随镍含量增加，能量密度不断提升，同时因贵金属钴含量减少而降低原材料成本，正极材料从三元材料（LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,克容量150mAh/g）逐步向高镍三元材料（LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2和LiNi0.85Co0.1Al0.05O2,克容量>180mAh/g）过渡。
正极材料的制备工艺包括混料、烧结、破碎、粉碎、包装等工序，其中，烧结工序一般采用辊道窑、推板窑等烧结装置。普通三元正极材料(Ni摩尔比< 0.6)烧结时要求相对较低，在空气气氛中即可烧成；高镍三元正极材料（Ni摩尔比≥0.6）随镍含量升高，锂镍混排增加，为提高性能必须在氧气气氛条件下合成。
由于氧气的制造成本高，烧结高镍三元正极材料时耗气量大，因此高镍三元正极材料的制造成本要比普通三元正极材料大幅提升。为了降低高镍三元材料制造成本，倡导绿色循环利用，我们将氧气回收循环利用，结合生产锂离子电池正极材料的气氛炉提出了氧气循环利用方法及系统。
目前已有锂离子电池正极材料的气氛炉提出了氧气循环利用的系统，如申请号为2017203841328的实用新型专利申请，其利用引风装置将含氧废气直接引入气氛炉中，废气中含有大量杂质和其他无用气体，还有可能会适得其反，降低气氛炉中含氧量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能降低气氛炉总体设备的制造成本，提高氧气的使用效率的生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统。
为达到上述目的，本实用新型采用的方案是：一种生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统，其包括第一气氛炉、对氧含量要求低于第一气氛炉的第二气氛炉以及用于将第一气氛炉排出的含有氧气的废气回收并送入第二气氛炉的联用部，所述联用部包括与所述第一气氛炉的废气排出口相连接的洗气塔、用于将通入洗气塔的废气过滤提纯的精滤组件以及连接于所述洗气塔和所述精滤组件之间的稳压组件。
优化的，所述稳压组件包括与所述洗气塔相连接的第一富氧缓冲罐、与所述第一富氧缓冲罐相连接的氧气压缩机以及与所述氧气压缩机相连接的第二富氧缓冲罐。
进一步地，精滤组件依次包括与所述第二富氧缓冲罐相连接的气液分离器、冷干机、精密过滤器以及第三富氧缓冲罐，第三富氧缓冲罐的出气口与所述第二气氛炉的进气口端相连接。
更进一步地，所述精密过滤器有多台。
优化的，所述洗气塔的进气口与第一气氛炉排风机出口端相连接，洗气塔进气端设分气板；且其雾化盘上设置若干雾化喷嘴；其上还设有加药桶。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：通过将生产三元811气氛炉排出的富氧废气经过洗气、升压、干燥后输入进三元622气氛炉内，既能保证气氛炉内的压力平衡，又能降低气氛中微量二氧化碳的残留量，提高锂离子电池正极材料烧结时的质量，还能大幅度提高氧气的使用效率，降低制氧功耗，达到节能减排的目的。
附图说明
图1为生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图实施例对本实用新型进行进一步说明。
如图1所示，生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统包括第一气氛炉0、对氧含量要求低于第一气氛炉0的第二气氛炉9以及用于将第一气氛炉0排出的含有氧气的废气回收并送入第二气氛炉9的联用部，在本实施例中，第一气氛炉0为三元811气氛炉，第二气氛炉9为三元622气氛炉。
所述联用部包括与所述第一气氛炉0的废气排出口相连接的洗气塔1、用于将通入洗气塔1的废气过滤提纯的精滤组件以及连接于所述洗气塔1和所述精滤组件之间的稳压组件。所述稳压组件包括与所述洗气塔1相连接的第一富氧缓冲罐2、与所述第一富氧缓冲罐2相连接的氧气压缩机3以及与所述氧气压缩机3相连接的第二富氧缓冲罐4。精滤组件依次包括与所述第二富氧缓冲罐4相连接的气液分离器5、冷干机6、精密过滤器7以及第三富氧缓冲罐8，第三富氧缓冲罐8的出气口与所述第二气氛炉9的进气口端12相连接。所述精密过滤器7有多台。
所述洗气塔1的进气口10与第一气氛炉0排风机出口端11相连接，洗气塔1进气端设分气板13，可将气体分成若干支小气流，使气体与废气处理液的接触面积更大；且其雾化盘14上设置若干雾化喷嘴15，使废气处理液与气体再次充分接触；其上还设有加药桶16，药液种类和比例根据废气组分进行调配。废气在第一富氧缓冲罐2中储存和稳压，当压力大于设定压力范围时，第一富氧缓冲罐2内气体排出至第二富氧缓冲罐4内进行减压；当压力小于设定压力范围时，第二富氧缓冲罐4内气体引入第一富氧缓冲罐2，增加第一富氧缓冲罐2的压力，达到压力的平衡，减小压力波动对气氛炉内气体氛围的影响；所述氧气压缩机3连接在第一富氧缓冲罐2的出口端，该氧气压缩机3可处理含水露点≤50℃的气体；出气端压力≥0.5Mp
上述生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用的方法，包括以下步骤：
步骤一：三元811气氛炉排气口的抽风机将富氧废气抽进洗气塔；
步骤二：洗气塔内抽液泵将药液经过喷淋头喷出，将废气中含有的微量二氧化碳吸收；
步骤三：废气在第一富氧缓冲罐中储存和稳压，当压力大于设定压力范围时，第一富氧缓冲罐内气体排出减压；当压力小于设定压力范围时，第二富氧缓冲罐内气体引入第一富氧缓冲罐，增加第一富氧缓冲罐的压力，达到压力的平衡，减小压力波动对气氛炉内气体氛围的影响；
步骤四：氧气压缩机将富氧缓冲罐中的富氧废气从≤0.2MPa压缩到≥0.5MPa;
步骤五：高压富氧废气储存在第二富氧缓冲罐中，富氧废气中的部分水分在储存过程中析出，可通过缓冲罐底部的放气阀将水分排出；
步骤六：高压富氧废气的水分进一步通过气液分离器和冷干机分离排出；
步骤七：高压富氧废气中的微量粉尘和异物通过精密过滤器进行分离；
步骤八：通过精密过滤器进行分离的富氧气体经过第三富氧缓冲罐，稳压输入到三元622气氛炉的入口。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统，其特征在于：其包括第一气氛炉、对氧含量要求低于第一气氛炉的第二气氛炉以及用于将第一气氛炉排出的含有氧气的废气回收并送入第二气氛炉的联用部，所述联用部包括与所述第一气氛炉的废气排出口相连接的洗气塔、用于将通入洗气塔的废气过滤提纯的精滤组件以及连接于所述洗气塔和所述精滤组件之间的稳压组件。
2.根据权利要求1所述的生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统，其特征在于：所述稳压组件包括与所述洗气塔相连接的第一富氧缓冲罐、与所述第一富氧缓冲罐相连接的氧气压缩机以及与所述氧气压缩机相连接的第二富氧缓冲罐。
3.根据权利要求2所述的生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统，其特征在于：精滤组件依次包括与所述第二富氧缓冲罐相连接的气液分离器、冷干机、精密过滤器以及第三富氧缓冲罐，第三富氧缓冲罐的出气口与所述第二气氛炉的进气口端相连接。
4.根据权利要求3所述的生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统，其特征在于：所述精密过滤器有多台。
5.根据权利要求1所述的生产锂离子电池正极材料的气氛炉氧气联用系统，其特征在于：所述洗气塔的进气口与第一气氛炉排风机出口端相连接，洗气塔进气端设分气板；且其雾化盘上设置若干雾化喷嘴；其上还设有加药桶。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111811286A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-23 | 湖南长远锂科股份有限公司 | 三元电池正极材料烧结氧气回收系统 |
| WO2022188254A1 (zh) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | 广东邦普循环科技有限公司 | 窑炉废气废热回收工艺和系统 |
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