CN217110529U - 一种锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，包括外壳体和其内部的换热腔体，外壳体一端设置有热尾气进口，外壳体另一端上部设置排烟法兰口，换热腔体内设置换热管道，其特征在于，换热管道在外壳体外围端口处设置有冷气进口和热气出气口，换热管道采用串联式、U形管式环绕管设置，腔体内设置有气流走向若干格栅或称之为格舱，格舱若干隔筛分隔而成，由换热管道穿过隔筛，隔筛均通过固定筋板与腔体内壁固定。本实用新型余热利用效率高且可运用于锂电池正负极材料加工生产。

Description

一种锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及余热再回收领域，特别涉及锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气经再次燃烧处理后排出的尾气热气余热回收。

背景技术

锂电池正极磷酸铁锂材料加工烧结温度为≤800℃，锂锂电池正极三元系材料加工烧结温度为≤1100℃，电池负极材料加工烧结温度为≤1400℃，其正负极材料加工排出的气体内，含有大量的焦油和沥青成分，需要进行二次点燃燃烧处理，在经过二次焚烧炉燃烧之后，排出气体的温度，普遍都在400℃以上，这些排出气体目前都是不经过二次处理，直接排放到大气层中，造成窑炉烧结产生的尾气中余热被浪费，造成能源浪费。

中国专利申请号为 CN201721657307.4、申请公布号为 CN207546157U、申请日为2017.12.03、申请公布日为 2018.06.29的实用新型公开了一种磷酸铁锰锂的尾气余热回收及净化系统。该尾气余热回收及净化系统包括：热水箱，其具有盘管，该盘管的一端通过尾气排烟管连接窑炉的尾气排放端口，且该尾气排烟管上设置调压阀和电磁阀；引风机，其吸气管口与所述热水箱的盘管的另一端连接；以及尾气净化处理设备，其与所述引风机的排气端口连接。其采用的是尾气与盘管的热水进行换热来实现尾气余热的吸收，该磷酸铁锰锂的尾气余热回收及净化系统能够提取磷酸铁锰锂烧结炉尾气的余热，减少余热排空，提高了窑炉的热效率。上述装置虽然具有一定的吸热效果，但加热的热水在锂电池正极磷酸铁锂材料加工中并不适用，需要引入他处使用，增加成本且并不方便。

目前有较多的中国专利申请公开了尾气的余热回收利用装置，如名称为尾气焚烧余热回收装置 (CN201920160344.7) 的实用新型，其公开（公告）号为CN209605179U、申请日为 2019.01.29 、公开（公告）日为 2019.11.08 ，它包括焚烧炉，还包括与焚烧炉出口管路连接的余热回收锅炉；所述余热回收锅炉的顶部通过管道连接至蒸汽包的一端，所述蒸汽包的另一端通过去离子水管道连接至余热回收锅炉的后端内底部；所述焚烧炉的底部设有尾气进口总管、上部设有点火口，所述焚烧炉的炉腔上部和尾气进口处分别设有阻火器。上述本实用新型采取辅助燃烧法处理，在高温条件下燃烧，尾气中有机物能够燃烧干净。考虑节约成本，减少能量的损耗，采用余热回收，产生蒸汽供生产使用。该装置尾气处理干净，尾气中有机物含量极低，设备简单，投资少，安全高效。有效的保护了环境，控制因化工尾气带来的环境污染。

虽然上述专利提供了尾气的余热利用，但利用效率、适用性等方面还需要进一步改进，尾气的余热利用没有很好地运用于锂电池正负极材料加工本身的生产流程。

上述背景技术部分的信息 仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种锂电池正负极材料加工过程中尾气的余热利用效率高且可运用于锂电池正负极材料加工生产的的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，包括外壳体和其内部的换热腔体，外壳体一端设置有热尾气进口，外壳体另一端上部设置排烟法兰口，换热腔体内设置换热管道，其特征在于，换热管道在外壳体外围端口处设置有冷气进口和热气出口，换热管道采用串联式、U形管式环绕管设置，腔体内设置有气流走向若干格栅或称之为格舱，格舱由若干隔筛分隔而成，由换热管道穿过隔筛，隔筛均通过固定筋板与腔体内壁固定。

作为上述方案的进一步说明，所述格舱由氧化铝陶瓷、碳化硅或不锈钢制成。所述外壳体下方设置有粉尘清理口和排焦油法兰口。

所述外壳体两端采用封头式设置，封头与中间筒体之间通过法兰连接或焊接，设置冷气进口和热气出口端的封头为筒盖式封头设计，热尾气进口设置在另一封头端部朝下方向。

进一步的，所述外壳体外形设计为圆形或方形，外围顶部位置设计为可掀开式结构。

进一步的，所述外壳体外层为碳钢壳体，换热腔体内壁采用氧化铝高温耐火砖结合保温棉板进行砌筑而成，在碳钢壳体的外层与换热腔体内壁之间还设置有保温棉。

本实用新型的有益效果是。

一、本实用新型采用了隔筛将换热腔体内分隔成多个格舱，增加了热尾气在腔体内的滞留路径、时间，可有效提高换热效率，同时隔筛对于换热管道具有较好的稳定支撑作用，有效提高了设备的稳定性牢固度。

二、本实用新型的换热管道通过对锂电池正负极材料加工管道内的气体氧气或氮气等其他惰性气体进行预热，该余热直接为生产所需，提高了余热利用效果，同时也降低了余热传输成本。

三、本实用新型结构紧凑，使用方便。

附图说明

图1所示为实施例结构示意图。

附图标记说明：

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具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式作进一步的描述，使本实用新型的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面描述的实施例是示例性的，旨在解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

如图1所示，本实用新型的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置是与锂电池正极或负极材料加工的辊道炉和回转窑的尾气处理装置的气体释放口进行管道连接，由外壳体组成的内部换腔体，其外壳体外侧材质为碳钢，并采用保温棉10进行保温处理，内部材质为氧化铝高温耐火砖结合保温棉板进行砌筑，装置外观分截面为圆形和长方形。

该装置直接安装在窑炉升温区的上方顶部位置，通过管道直接把二次焚烧之后的排放气体接入到本装置内，通过该气体的余热来将本装置换热腔体内的管道（管道内通入的是常温状态下的氧气或氮气等其他惰性气体）进行预热，从而达到将常温气体（氧气或氮气等其他惰性气体）进行预热作用。同时，在达到本预热功能之后的气体，直接抽去干燥房间进行第三次使用。

为此，本实用新型装置外壳体一端设置有热尾气进口1，外壳体另一端上部设置排烟法兰口13，外壳体外围端口处设置冷气进口和热气出气口，本实施例设置在左端部，换热腔体内设置换热管道，管道全部采用串联式、U形管式环绕管设置，使整个装置内的气流走向为U形管环绕式，U形环绕管的数量和管径，则可根据本装置直接和长度的大小来调整。该装置腔体内设置有气流走向格栅或称之为格舱，格舱材质为氧化铝陶瓷、碳化硅、不锈钢等。U型管的材质为钛合金、不锈钢材质，U形环绕管穿过格舱，一方面可以对U形环绕管起到很好的支撑作用，另一方面通过格舱即气流走向格栅的设置，能够使热尾气与U形环绕管热交换流程更长时间更久效率更高，本实施例中，其内通过第一道隔筛3、第二道隔筛4、第三道隔筛6、第四道隔筛9将换热腔体分隔设置为五个格舱，各隔筛均通过固定筋板8与腔体内壁固定。本实用新型装置的外形截面设计为圆形或方形，外围顶部位置设计为可掀开式。本装置下方设置有预留法兰口7即粉尘清理口和排焦油法兰口2，装置底部设置支撑底座5；上端位置设计有气体排出口，本实施例中，外壳体两端采用封头式设置，封头与中间筒体之间通过法兰连接或焊接，设置冷气进口12和热气出口11端的封头为筒盖式封头设计，热尾气进口1设置在另一封头端部朝下方向，所述外壳体外层为碳钢壳体，换热腔体内壁采用氧化铝高温耐火砖结合保温棉板进行砌筑而成，在碳钢壳体的外层与换热腔体内壁之间还设置有保温棉10。

经过预热后管道内的气体氧气或氮气等其他惰性气体），再次通过连接管道通入到窑炉炉膛内，将会起到较明显的节能效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (8)

1.一种锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，包括外壳体和其内部的换热腔体，外壳体一端设置有热尾气进口，外壳体另一端上部设置排烟法兰口，换热腔体内设置换热管道，其特征在于，所述换热管道在外壳体外围端口处设置有冷气进口和热气出口，换热管道采用串联式、U形管式环绕设置，腔体内设置有气流走向若干格栅或称之为格舱，格舱由若干隔筛分隔而成，由换热管道穿过隔筛，隔筛均通过固定筋板与腔体内壁固定。

2.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，其特征在于，所述格舱由氧化铝陶瓷、碳化硅或不锈钢制成。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，其特征在于，所述格舱为五个，通过第一道隔筛、第二道隔筛、第三道隔筛、第四道隔筛分隔而成。

4.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，其特征在于，所述外壳体两端采用封头式设置，封头与中间筒体之间通过法兰连接或焊接，设置冷气进口和热气出口端的封头为筒盖式封头设计，热尾气进口设置在另一封头端部朝下方向。

5.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，其特征在于，所述外壳体下方设置有粉尘清理口和排焦油法兰口。

6.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，其特征在于，所述外壳体外形设计为圆形或方形，外围顶部位置设置为可掀开式结构。

7.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，其特征在于，所述外壳体外层为碳钢壳体，换热腔体内壁采用氧化铝高温耐火砖结合保温棉板进行砌筑而成，在碳钢壳体的外层与换热腔体内壁之间还设置有保温棉。

8.根据权利要求1所述的锂电池正负极材料加工窑炉排出热尾气回收利用装置，其特征在于，所述外壳体下方设置有支撑底座。

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